| Tantárgy neve (magyarul, angolul) | Robotmechanizmusok | |||
|
Robot Mechanisms
|
||||
| Tantárgykód | BMEGEMMDROB | |||
| Tantárgyjelleg | kontaktórás tanegység | |||
| Kurzustípusok és óraszámok (heti/féléves) | kurzustípus: | előadás (elmélet) | gyakorlat | laboratóriumi gyakorlat |
| óraszám (heti): | 2 | 0 | 0 | |
| jelleg (kapcsolt/önálló): | - | - | - | |
| Tanulmányi teljesítményértékelés (minőségi értékelés) típusa | vizsga | |||
| Tantárgy kreditértéke | 3 | |||
| Tantárgyfelelős | neve: | Dr. Szabó Zsolt (71958256078) | ||
| beosztása: | egyetemi docens | |||
| elérhetősége: | zsolt.szabo@mm.bme.hu | |||
| Tantárgyat gondozó oktatási szervezeti egység | Műszaki Mechanikai Tanszék | |||
| http://www.mm.bme.hu | ||||
| Tantárgy weblapja | https://www.mm.bme.hu/edu/?BMEGEMMPROB | |||
| Tantárgy oktatásának nyelve | magyar | |||
| Tantárgy elsődleges mintatantervi jellege | komplex vizsga tárgycsoport PhD tárgy | |||
| Közvetlen előkövetelmények | Erős előkövetelmény | nincs | ||
| Gyenge előkövetelmény | ||||
| Párhuzamos előkövetelmény | ||||
| Mérföldkő előkövetelmény | legalább 0 megszerzett kredit | |||
| Kizáró feltétel | nincs | |||
Célkitűzés
Ipari robotok kinematikai és dinamikai analízise a munkatér különféle tartományaiban. A munkatér fogalma és alterei, kapcsolata a csuklótérrel. A munkateret minősítő jellemzők (mobilitás, terhelhetőség, stb.) meghatározása. Nyílt és zárt kinematikai láncú mechanizmusok. A Denavit-Hartenberg konvenció szerinti paraméterezésű homogén transzformációkkal leírt direkt kinematikai feladat. Hatékony inverz kinematikai módszerek. Redundáns rendszerek, parallel manipulátorok. Az együttműködő robotkarok problémái. A robotmechanizmusok Newton-Euler és Euler-Lagrange mozgásegyenletei. A mozgásegyenletek szimbolikus előállítása. Az inverz dinamikai feladat megoldásának hatékony módszerei. Zárt kinematikai láncú robotok inverz dinamikai problémái.
Tanulási eredmények
A tantárgy teljesítésével elsajátítható kompetenciák
Tudás
Érti a robotmechanizmusok kinematikai és dinamikai vizsgálatának fontosabb összefüggéseit. Ismeri a munkatér és a csuklótér fogalmát, a köztük fennálló kapcsolatot. Tisztában van a kinematikai lánc és a Denavit-Hartenberg paraméterek fogalmával. Megkülönbözteti a nyílt és zárt kinematikai láncú mechanizmusokat. Leírja a direkt kinematikai feladatot a homogén transzformációk felhasználásával. Tájékozott az inverz kinematikai feladat megoldási módszereit illetően. Megkülönbözteti a redundáns mechanizmusokat, parallel manipulátorokat. Tájékozott a robotmechanizmusok mozgásegyenleteinek felírási módjaival. Ismeri az inverz dinamikai feladat megoldási módszereit. Érti a zárt kinematikai láncú robotok inverz dinamikai problémáit.
Képesség
Alkalmazza a lineáris algebra és vektoranalízis eszközeit a mechanikai számításai során. Leírja tetszőleges két koordinátarendszer közötti homogén transzformációt. Meghatározza a mechanizmus tagjainak kinematikai mennyiségeit. Kifejezi a mechanizmus tagjainak Jacobi-mátrixait tetszőleg koordinátarendszerben. Képes a direkt kinematikai feladat megfogalmazására és az inverz feladat numerikus megoldására. Különbséget tesz a mozgásegyenletek Newton-Euler és Euler-Lagrange-féle leírási módjai között. Alkalmazza a differenciálszámítás összefüggéseit a mozgásegyenletek levezetésénél. Kiszámítja a mozgási energiából a tömegmátrixot, a sebességgel összefüggő tehetetlenségi erőket. Elkülöníti a mozgásgyenletekben előforduló egyes tagokat. Használja a numerikus analízis eredményeit a numerikus szimulációk során.
Attitűd
Munkáját, eredményeit és következtetéseit folyamatosan ellenőrzi. Folyamatos ismeretszerzéssel bővíti a mechanikai modellezésével kapcsolatos tudását. Nyitott a numerikus szimuláció megfelelő eszközeinek használatára. Törekszik a legújabb elméletek megismerésére, elsajátítására. Fejleszti a pontos és hibamentes feladatmegoldást, a mérnöki precizitást és szabatosságot szolgáló képességeit.
Önállóság és felelősség
Együttműködik az ismeretek bővítése során az oktatóval és hallgatótársaival. Elfogadja a megalapozott szakmai és egyéb kritikai észrevételeket. Egyes helyzetekben – csapat részeként – együttműködik hallgatótársaival a feladatok megoldásában. Ismeretei birtokában, elemzései alapján felelős, megalapozott döntést hoz. Felelősséget érez a mechanikai problémák pontos és precíz leírására.
Oktatási módszertan
A félév során az oktató és a hallgatók a kontaktórákon felül rendszeres konzultációkat is tartanak. A hallgatók a kontaktórás ismeretádadás mellett ösztönözve vannak az önálló munkára is. Egyes fejezetrészek elsajátítását önállóan kell elvégezniük szakkönyvek és szakcikkek felhasználásával, majd ezt az oktatóval átbeszélik. A lefedett anyagrészeken felül amennyiben erre az aktuális hallgatók igény tartanak további elméleteket is közöl az oktató, melyek szorosan kapcsolódnak a hallgatók kutatási témáihoz.
Tanulástámogató anyagok
Tankönyv
Spong, M.W., Vidyasagar, M., Robot Dynamics and Control. Wiley & Sons, New York, 2008. ISBN: 81-265-1780-8
Craig, J.J., Introduction to Robotics: mechanics and control. Pearson/Prentice Hall, 2005. ISBN: 9780201543612
Murray, R.M., Li, Z.-X., Sastry, S.S., A Mathematical Introduction to Robotic Manipulation, CRC Press, 1994. ISBN: 9780849379819
Jegyzet
A tárgyhoz segédletek állnak rendelkezésre a hallgatók számára. 2020.
Online elérhető tanulástámogató anyag
A tantárgyleírás hatályossága
| Hatályosság kezdete: | 2020. február 3. |
| Hatályosság vége: | 2024. december 31. |
Általános szabályok
A hallgató a félév elején a saját doktori kutatási témájához, valamint a tárgy tematikájához is kapcsolódó feladatot választ és a félév folyamán ezt oldja meg. A félév során az elméleti előadásokon minden hallgató megkapja a probléma megoldásához szükséges elméleti tudást, valamint módszertant. A hallgatók saját feladataikon önállóan dolgoznak, az előrehaladás során az előadóval rendszeresen konzultálnak. Az eredményeket a félév végén a hallgatók egymás előtt bemutatják, valamint egy dokumentációt készítenek, az évközi eredmény a féléves feladat elvégzéséből és a prezentáció minőségéből áll össze.
Teljesítményértékelési módszerek
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
| 1. Évközi teljesítményértékelés | ||
| Típusa: | részteljesítmény (formatív) értékelés, projekt jellegű, komplex | |
| Darabszáma: | 1 | |
| Célja, leírása: | A szorgalmi időszak végéig a hallgatóknak egy - a kutatási témájukhoz szorosan kapcsolódó - elméleti anyagrészt kell feldolgozniuk majd dokumentum formájában leadniuk. A témát az oktató és az adott hallgató közösen választják ki. A kidolgozás során irodalomkutatás elvégzése is cél annak érdekében, hogy hallgató a legfrisebb elméleti irányzatokkal is tisztában legyen. A leadott munka értékelése két szempont szerint történik: i) a leadott munka kidolgozási szintje ii) a feldolgoztt elmélet szóbeli prezentálása. A megfelelő szint elérése szükséges az aláírás megszerzéséhez. | |
Vizsgaidőszakban végzett teljesítményértékelések részletes leírása
A vizsga elemei:
| Írásbeli részvizsga | ||
| Kötelezettség: | kötelező (rész)vizsgaelem, elégtelen teljesítése elégtelen(1) vizsgaérdemjegyet von maga után | |
| Leírás: | A tantárgy tudás, képesség típusú kompetenciaelemeinek komplex, írásos értékelési módja írásbeli dolgozat formájában; a dolgozat alapvetően az egyes fogalmak értelmezésére és az azok közötti összefüggések felismerésére, valamint a megszerzett ismeretek alkalmazására fókuszál, tehát tesztkérdéseket kell megválaszolni és gyakorlati (számítási) feladatokat kell megoldani a teljesítményértékelés során; az értékelés alapjául szolgáló tananyagrészt a tantárgy előadója határozza meg. | |
Szorgalmi időszakban végzett teljesítményértékelések részaránya a minősítésben, aláírás megadásában
| Azonosítója | Részarány |
|---|---|
| 1. Évközi teljesítményértékelés | 100 % |
Az aláírás megadásának feltétele, hogy az évközi teljesítményértékeléseken szerezhető pontszám legalább 50 %-át elérje.
Vizsgaelemek részaránya a minősítésben
| Típusa: | Részarány |
|---|---|
| Írásbeli részvizsga | 100 % |
Érdemjegy megállapítása
| Érdemjegy | ECTS minősítés | Teljesítmény %-ban kifejezve |
|---|---|---|
| jeles (5) | Excellent [A] | 95 % felett |
| jeles (5) | Very Good [B] | 85 % - 95 % |
| jó (4) | Good [C] | 70 % - 85 % |
| közepes (3) | Satisfactory [D] | 55 % - 70 % |
| elégséges (2) | Pass [E] | 40 % - 55 % |
| elégtelen (1) | Fail [F] | 40 % alatt |
Az egyes érdemjegyeknél megadott alsó határérték már az adott érdemjegyhez tartozik.
Jelenléti és részvételi követelmények
Az előadások legalább 70 %-án (lefelé kerekítve) jelen kell lenni.
Javítás, ismétlés és pótlás különös szabályai
A javításra, ismétlésre és pótlásra vonatkozó különös szabályokat a TVSz általános szabályaival együttesen kell értelmezni és alkalmazni.
| Beadott és elfogadott részteljesítmény értékelés a jobb eredmény elérése érdekében a pótlási időszak végéig ismételten benyújtható-e? | ||
| NEM | ||
| Korábbi eredmény figyelembevétele javítás, ismétlés-javítás esetén: | ||
| az időben újabb eredmény felülírja a korábbit | ||
| Részteljesítmény értékelés javítási, illetve ismétlési módja első alkalommal: | ||
| a részteljesítmény értékelés(ek) ezen csoportjába tartozó teljesítményértékelés nem javítható, illetve nem ismételhető, az eredmény megállapítás a TVSZ 122. § (6) bekezdésben foglaltak szerint | ||
A tantárgy elvégzéséhez szükséges tanulmányi munka
| Tevékenység | óra / félév |
|---|---|
| részvétel a kontakt tanórákon | 28 |
| részteljesítmény értékelés feladatának kidolgozása | 30 |
| vizsgafelkészülés | 21 |
| további, a teljesítéshez szükséges munkaidő ráfordítás | 11 |
| összesen | 90 |
Tantárgykövetelmények hatályossága
| Tantárgykövetelmények hatályosságának kezdete: | 2020. március 1. |
| Tantárgykövetelmények hatályosságának vége: | 2024. december 31. |
Elsődleges szak
A tantárgy elsődleges (fő) szakja, amelyen meghirdetésre kerül és amelyhez a kompetenciák kapcsolódnak:
gépészmérnöki_tudományok_PhD_képzés
Kapcsolódás a KKK rendelet céljához és (szakos) kompenetciáihoz
Ez a tantárgy a KKK rendeletben meghatározott, következő kompetenciák fejlesztését szolgálja:
Tudás
Képesség
Attitűd
Önállóság és felelősség
A tantárgy teljesítéséhez ajánlott előzetes ismeretek
|
Tudás típusú kompetenciák
(azon előzetes ismeretek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti) |
nincs |
|
Képesség típusú kompetenciák
(azon előzetes képességek és készségek összessége, amelyek megléte nem kötelező, de a tantárgy eredményes teljesítését nagyban elősegíti) |
mérnöki dokumentáció készítése, |