MECCANICA DEI ROBOT I

Il corso introduce lo studio di robot dal punto di vista della loro meccanica. Il corso prevede un richiamo sulle nozioni fondamentali di cinematica del punto materiale e del corpo rigido per poi introdurre metodologie per l’analisi sistematica della cinematica diretta dei robot. Il corso passa poi alla trattazione della cinematica inversa e della cinematica differenziale, introducendo i concetti di singolarità cinematica e ridondanza e gli strumenti matematici per la loro trattazione. I risultati dello studio della cinematica differenziale e dello Jacobiano saranno poi sfruttati per la trattazione della statica dei manipolatori, per la soluzione numerica della cinematica inversa e per la soluzione della ridondanza cinematica al fine di ottimizzare la soluzione della cinematica inversa. Da questo punto di vista, l’ottimizzazione viene affrontata dal punto di vista analitico proponendo diversi criteri di ottimo. Per questo viene approfondito lo studio dello Jacobiano per l’analisi di manipolabilità in velocità e in forza del robot. Lo studio della statica è corredato dall’applicazione al caso notevole al bilanciamento di gravità. Il corso si articola in 10 lezioni di due ore. Le lezioni alternano la trattazione degli argomenti dal punto di vista teorico con esercitazioni per la loro applicazione a casi di notevole interesse industriale e non. Le esercitazioni prevedono l’utilizzo del software Matlab e dopo una prima fase in cui vengono implementati tutti gli strumenti matematici necessari alla soluzione, vengono introdotti il Robotics Toolbox e si fa cenno alla disponibilità di strumenti di calcolo nel Robot Operating System.

The exercises involve the use of MATLAB software. After a first phase in which all the mathematical tools necessary for the solution of exercises are implemented in Matlab, the Robotics Toolbox is introduced and the availability of calculation tools in the Robot Operating System is mentioned. The reference textbook is
Siciliano, B., Sciavicco, L., Villani, L., & Oriolo, G. Robotics: modelling, planning and control. Springer Science & Business Media