رباتیک: اصول و مدل‌سازی کینماتیک - بخش 2

آنچه یاد خواهید گرفت:

• درک ساختار و اجزای ربات، از جمله پیکربندی‌ها، مفاصل، محرک‌ها، عملگرهای نهایی و سیستم‌های بازخورد
• مدل‌سازی کینماتیک مستقیم مانیپولاتورهای رباتیک با استفاده از قراردادهای کلاسیک و اصلاح‌شده Denavit-Hartenberg (DH)
• انجام تبدیلات مختصات با استفاده از ماتریس‌های تبدیل همگن و زوایای اویلر برای تحلیل جهت‌گیری
• اعمال الگوریتم‌های تخصیص چارچوب به مانیپولاتورهای واقعی (مانند SCARA و Cartesian و Cylindrical) و محاسبه دقیق موقعیت‌های اولیه

پیش‌نیازهای دوره

• تمام مفاهیم اساسی از ابتدا معرفی می‌شوند، بنابراین این دوره برای یادگیری هرآنچه نیاز دارید مناسب است.

توضیحات دوره

این دوره جامع با عنوان رباتیک: اصول و مدل‌سازی کینماتیک (بخش 1) طراحی شده است تا درک کاملی از اصول اولیه و تکنیک‌های مدل‌سازی ریاضی اساسی برای مانیپولاتورهای رباتیک را به دانشجویان ارائه دهد. دوره با معرفی مفاهیم اصلی رباتیک، تمایز بین ربات‌ها و مانیپولاتورها، و بررسی پیکربندی‌های مختلف ربات برای نشان دادن تنوع در طراحی سیستم‌های رباتیک آغاز می‌شود. این دوره به انواع مفاصل مورد استفاده در مانیپولاتورها، تمایز بین مفاصل فعال و غیرفعال، و توضیح اصطلاحات کلیدی که قابلیت‌ها، محدودیت‌ها و مناسب بودن ربات برای وظایف مختلف را تعریف می‌کنند، می‌پردازد. دانشجویان همچنین در مورد اجزای ضروری مانند موتورهای پله‌ای و سروو به همراه دستگاه‌های بازخورد آن‌ها که برای کنترل حرکت ربات حیاتی هستند، یاد می‌گیرند.

سپس، برنامه درسی بر روی عملگرهای نهایی تمرکز می‌کند و به بحث در مورد انواع مختلف گیره‌ها و مبانی برنامه‌نویسی ربات می‌پردازد که پایه‌های عملیات ربات و اجرای وظایف را تشکیل می‌دهند. تأکید قابل توجهی بر تبدیل و جهت‌گیری وجود دارد، جایی که دانشجویان نیاز به تبدیلات ماتریسی در مانیپولاتورهای رباتیک را مطالعه می‌کنند. موضوعات شامل زوایای اویلر، نقش و تکینگی‌های آن‌ها، و تبدیلات همگن است که برای توصیف حرکت و موقعیت‌یابی ربات در فضا حیاتی هستند.

نقطه برجسته این دوره، مطالعه دقیق پارامترهای Denavit-Hartenberg (DH) است که هر دو قرارداد کلاسیک و اصلاح‌شده را پوشش می‌دهد. این پارامترها عمدتاً در کینماتیک مستقیم برای نمایش هندسه مانیپولاتور استفاده می‌شوند. دانشجویان الگوریتم‌های سیستماتیک برای تخصیص چارچوب‌های مختصات و محاسبه پارامترهای DH را با مثال‌های عملی شامل مانیپولاتورهای SCARA، کروی، مفصلی، استوانه‌ای و کارتزین یاد می‌گیرند. این بخش شامل محاسبه موقعیت‌های اولیه و توالی‌های تبدیل است که نمایش فضایی دقیق لینک‌ها و مفاصل رباتیک را امکان‌پذیر می‌سازد.

با ادغام تئوری و کاربردهای عملی، این دوره فراگیران را به مهارت‌های اساسی برای مدل‌سازی ریاضی مانیپولاتورهای رباتیک، درک رفتار کینماتیکی آن‌ها و آمادگی برای موضوعات پیشرفته‌تر مانند دینامیک ربات، کنترل و برنامه‌ریزی حرکت مجهز می‌کند. این دوره برای دانشجویان مهندسی، محققان و متخصصانی که قصد دارند اصولی قوی در رباتیک ایجاد کنند، ایده‌آل است.

این دوره برای چه کسانی مناسب است؟

• این دوره برای دانشجویان مهندسی مقطع کارشناسی، علاقه‌مندان به رباتیک و متخصصان مشتاقی که علاقه‌مند به درک اصول بنیادی رباتیک هستند، ایده‌آل است. همچنین برای فراگیرانی از زمینه‌های مهندسی مکانیک، برق، الکترونیک یا کامپیوتر که می‌خواهند پایه‌ای قوی در کینماتیک رباتیک، مدل‌سازی و تحلیل حرکت ایجاد کنند، بسیار مناسب است. از آنجایی که هیچ تجربه قبلی لازم نیست، این دوره هم برای مبتدیان و هم برای کسانی که به دنبال تقویت دانش اصلی خود قبل از رفتن به مباحث پیشرفته‌تر دینامیک و کنترل در رباتیک هستند، قابل دسترسی است.