TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM KHOA CƠ – ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN 1. Thông tin chung về môn học - Tên môn học: Kết cấu Robot - Mã môn học: 21372807 - Số tín chỉ: 2 - Thuộc chương trình đào tạo của khóa, bậc: 09, Đại học. - Loại môn học:  Bắt buộc:  Lựa chọn: x - Các môn học tiên quyết (những môn phải học trước môn này): Cơ học lý thuyết, nguyên lý máy, kĩ thuật lập trình, chi tiết máy. - Các môn học kế tiếp (những môn học ngay sau môn này): Kỹ thuật điều khiển robot. - Giờ tín chỉ đối với các hoạt động:  Nghe giảng lý thuyết : 20 tiết  Làm bài tập trên lớp : 10 tiết  Thảo luận : 15 tiết  Thực hành, thực tập (ở PTN, nhà máy, studio, điền dã, thực tập ): 0 tiết  Hoạt động theo nhóm : 5 tiết  Tự học : 60 giờ - Khoa/ Bộ môn phụ trách môn học: Cơ – Điện – Điện Tử/ Kĩ thuật cơ khí. 2. Mục tiêu của môn học - Kiến thức: Nắm được kiến thức cơ sở của ngành học, đặc biệt là kết cấu robot - Kỹ năng: Có các kỹ năng tư duy, phân tích và ra quyết định, kỹ năng thiết kế, điều khiển robot. - Thái độ, chuyên cần: Yêu thích môn học, ngành học mà sinh viên đang theo học. 3. Tóm tắt nội dung môn học (khoảng 150 từ) Môn học này là môn học kỹ thuật cơ sở, nhằm trang bị cho sinh viên những phương pháp tính toán và phân tích động lực học các chuyển động cơ bản của robot. Đặc biệt là sử dụng phương pháp xây dựng ma trận và mô hình hóa, lập trình và giải bằng chương trình Matlab. 4. Tài liệu học tập - Tài liệu liệu bắt buộc: [1] Trần Hoàng Nam , Giải bài toán ngược động học, động lực học và điều khiển trượt rôbốt dư dẫn động dựa trên thuật toán hiệu chỉnh gia lượng véc tơ tọa độ suy rộng. - Tài liệu tham khảo: [1] Cao Hoàng Long, Lập trình robot tự động đơn giản với vi điều khiển PIC16F877A. [2] Bruno Siciliano, Lorenzo Sciavicco, Robotics - Modelling, Planning and Control , . [3] Nguyễn Mạnh Trường, Giáo trình Robocon. [4] PGS.TS Đào Văn Hiệp, Kỹ thuật robot. 5. Các phương pháp giảng dạy và học tập của môn học - Phương pháp giảng dạy: lên lớp. - Phương pháp học tập:  Nghe giảng lý thuyết.  Làm bài tập trên lớp.  Thảo luận.  Hoạt động theo nhóm.  Tự học. 6. Chính sách đối với môn học và các yêu cầu khác của giảng viên - Các yêu cầu và kỳ vọng đối với môn học: mô hình hóa các mô hình cơ học thực tế. - Yêu cầu và cách thức đánh giá, sự hiện diện trên lớp: 0.5 điểm /10 điểm: 5%. - Mức độ tích cực tham gia các hoạt động trên lớp: 0.5 điểm /10 điểm: 5%. - Chuẩn bị bài trước khi lên lớp: bắt buộc. - Kiểm tra đột xuất các bài đọc bắt buộc: 2 tuần một lần: 10%. - Kiểm tra giữa kì: 1 điểm/10 điểm: 10%. - Trao dồi kỹ năng học nhóm, làm tiểu luận, đồ án môn học: cộng vào các cột trên. - Các qui định về thời hạn, chất lượng các bài tập, bài kiểm tra, kỹ thuật tìm kiếm thông tin (thư viện và trên internet): cộng vào các cột trên. 7. Thang điểm đánh giá Giữa kì: 1 điểm/10 điểm: 10%. Quá trình: 2 điểm/10 điểm: 20%. Cuối kì: 7 điểm/10 điểm: 70%. 8. Phương pháp, hình thức kiểm tra - đánh giá kết quả học tập môn học 8.1. Đối với môn học lý thuyết hoặc vừa lý thuyết vừa thực hành 8.1.1. Kiểm tra – đánh giá quá trình: Có trọng số chung là 30%, bao gồm các điểm đánh giá bộ phận như sau (việc lựa chọn các hình thức đánh giá bộ phận, trọng số của từng phần do giảng viên đề xuất, Tổ trưởng bộ môn thông qua): - Điểm kiểm tra thường xuyên trong quá trình học tập: 0.5 điểm /10 điểm: 5%. - Điểm đánh giá nhận thức và thái độ tham gia thảo luận: 0.5 điểm /10 điểm: 5%. - Điểm đánh giá phần thực hành: 0 điểm. - Điểm chuyên cần: 1 điểm /10 điểm: 10%. - Điểm tiểu luận: 0 điểm. - Điểm thi giữa kỳ: 1 điểm/10 điểm: 10%. - Điểm đánh giá khối lượng tự học, tự nghiên cứu của sinh viên (hoàn thành tốt nội dung, nhiệm vụ mà giảng viên giao cho cá nhân/ tuần; bài tập nhóm/ tháng; bài tập cá nhân/ học kì,…): cộng vào các cột điểm trên nếu thiếu. 8.1.2. Kiểm tra - đánh giá cuối kỳ: Điểm thi kết thúc học phần có trọng số 70% - Hình thức thi (tự luận/ trắc nghiệm/ vấn đáp, hoặc bao gồm các hình thức): tự luận. - Thời lượng thi: 60 phút. - Sinh viên được tham khảo tài liệu hay không khi thi: có. 9. Nội dung chi tiết môn học (ghi tên các phần, chương, mục, tiểu mục…vào cột (1)) và phân bổ thời gian (ghi số tiết hoặc giờ trong các cột (2), (3, (4), (5), (6) và (7)) Nội dung Hình thức tổ chức dạy học môn học Tổng Lên lớp Thực hành, thí nghiệm, thực tập, rèn nghề, Tự học, tự nghiên cứu Lý thuyết Bài tập Thảo luận Chương I. Tổng quan về rôbôt 1.1.Các khái niệm về rôbôt 1.2. Phân loại 1.2.1. Phân loại theo hình học không gian hoạt động 1.2.1.1. Rôbôt toạ độ vuông góc 1.2.1.2. Rôbôt toạ độ trụ 1.2.1.3. Rôbôt toạ độ cầu 1.2.1.4.Rôbôt khớp bản lề 1.2.2. Phân loại theo thế hệ 1.2.2.1. Phân loại theo thế hệ thứ nhất 3 2 10 15 1.2.2.2. Phân loại theo thế hệ thứ 2 1.2.2.3. Phân loại theo thế hệ thứ 3 1.2.2.4. Phân loại theo thế hệ thứ 4 1.2.2.5. Phân loại theo thế hệ thứ 5 1.3. Ứng dụng 1.3.1. Mục tiêu của ứng dụng 1.3.2. Các bước ứng dụng Chương II : Cấu tạo chung của rôbôt 2.Tay máy 2.1.1.Bậc tự do của tay máy 2.1.2.Tay máy toạ độ vuông góc 2.1.3.Tay máy toạ độ trụ 2.1.4.Tay máy toạ độ cầu 2.1.5.Tay máy toạ độ toàn khớp bản lề và SCARA 2.1.6.Cổ tay máy 2.1.7.Các chế độ hoạt động của tay máy và rôbôt công nghiệp 3 2 2 10 17 Chương III. Cơ sở lựa chọn rôbôt 3.1. Các thông số kỹ thuật 3.1.1. Sức nâng của tay máy 3.1.2. Số bậc tự do của phần công tác 3.1.3. Vùng cơ công tác 3.1.4. Độ chính xác định vị 3.1.5. Tốc độ định vị 3.1.6. Đặc tính của hệ điều khiển 3.1.6.1. Kiểu điều khiển 3.1.6.2. Bộ nhớ 3.1.6.3. Giao diện với thiết bị ngoại vi 3.1.6.4. Các tiện ích 3.2. Thiết kế và tổ hợp 3 2 10 15 3.2.1. Các nguyên tắc chung 3.2.1.1. Đảm báo sự đồng bộ của hệ thống 3.2.1.2. Xuất phát từ yêu cầu công nghệ 3.2.1.3. Chọn kết cấu điển hình 3.2.1.4. Đảm bảo sự hoà hợp với môi trường 3.2.1.5. Sự hoà hợp giữa rôbôt với người dùng 3.2.1.6. Thiết kế có định hướng sản xuất 3.2.2. Các công việc phải tiến hành khi thiết kế rôbôt 3.2.3. Thiết kế theo phương pháp tổ hợp modul 3.3. Một số kết cấu điển hình 3.3.1. Rôbôt cố định trên nền 3.3.2. Rôbôt cố định trên nền dùng toạ độ cầu 3.3.3. Rôbôt treo 3.3.4. Rôbôt cố định thích nghi 3.4. Cơ cấu tay kẹp 3.4.1. Khái niệm và phân loại 3.4.2. Kết cấu 3.4.2.1. Tay kẹp cơ khí 3.4.2.2.Tay kẹp dùng chân không và điện từ 3.4.2.3. Tay kẹp dùng buồng đàn hồi 3.4.2.4. Tay kẹp thích nghi 3.4.3 Phương pháp tính toán tay kẹp 3.4.3.1. Tính toán tay kẹp cơ khí 3.4.3.2. Tính toán tay kẹp chân không và điện từ Chương IV: Hệ phương trình động học 4.1. Đặt vấn đề 4.2. Xác định trạng thái của rôbôt tại điểm tác động cuối 4.3. Mô hình động học của dụng cụ 4.3.1. Ma trận quan hệ 4.3.2. Bộ thông số DH 4.3.2. Thiết lâp hệ toạ độ 4.3.4. Mô hình biến đổi 4.3.5. Mô hình toán đồ chuyển đổi 4.4. Trình tự thiết lập hệ phương trình động học của rôbôt 4.5. Mô hình đồ toán chuyển đổi 4 2 2 10 18 Chương V. Tổng hợp chuyển động của rôbôt 5.1. Nhiệm vụ tổng hợp chuyển động của rôbôt 5.2. Bài toán động học ngược 5.3. Các phương pháp giải các bài toán ngược 5.3.1. Trường hợp n bậc tự do 5.3.2. GiảI bài toán động học ngược của rôbôt stanford 4 1 10 15 Chương VI. Lập trình rôbôt 7.2. Mô tả vật thể và nhiệm vụ 7.2.1.Lập trình làm kiểu mẫu 7.2.2. Lập trình hướng đối tượng 7.3. Mô tả vật thể và nhiệm vụ 7.3.1. Mô tả vật thể 7.4. Mô tả nhiệm vụ 3 1 10 14 10. Ngày phê duyệt Người viết (Ký và ghi rõ họ tên) Tổ trưởng Bộ môn (Ký và ghi rõ họ tên) Trưởng khoa (Ký và ghi rõ họ tên) TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP. HCM KHOA CƠ – ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN - Tên môn học: Kết cấu Robot. - Mã môn học: 21372807. - Số tín chỉ: 2 Tiêu chuẩn con Tiêu chí đánh giá Điểm 2 1 0 1. Mục tiêu học phần i) Thể hiện được đặc điểm và yêu cầu riêng của môn học, cụ thể hóa được một số yêu cầu trong mục tiêu chương trình, phù hợp và nhất quán với mục tiêu chương trình x ii) Đúng mức và khả thi, phù hợp với yêu cầu trình độ sinh viên theo thiết kế cấu trúc chương trình x iii) Rõ ràng, cụ thể và chính xác, nhìn từ phía người học, có khả năng đo lường được, chứng minh được và đánh giá đư ợc mức độ đáp ứng x 2. Nội dung h ọc phần i) Phù hợp với mục tiêu học phần, khối lượng học phần và trình đ ộ đối t ư ợng sinh vi ên x ii) Thể hiện tính kế thừa, phát triển trên cơ sở những kiến thức sinh viên đã được trang bị x iii) Thể hiện một phạm vi kiến thức tương đối trọng vẹn để có thể dễ dàng tổ chức giảng dạy và để sinh viên dễ dàng tích l ũy trong một học kỳ x iv) Thể hiện tính cơ bản, hiện đại, theo kịp trình độ khoa h ọc - k ỹ thuật thế giới x v) Thể hiện quan điểm chú trọng vào khái niệm (concept), nguyên lý và ứng dụng, không chú trọng tới kiến thức ghi nhớ thuần túy hoặc kỹ năng sinh viên có th ể tự học x vi) Đủ mức độ chi tiết cần thiết để đảm bảo phạm vi và mức độ yêu cầu kiến thức của học phần, đồng thời đủ mức độ khái quất cần thiết để người dạy linh hoạt trong việc lựa chọn phương pháp giảng dạy và tiếp cận phù hợp x 3. Những yêu cầu khác i) Quy định về học phần điều kiện rõ ràng nhất quán, số học phần điều kiện không quá nhiều x ii) Mô tả vắn tắt nội dụng học phần ngắn gọn, rõ ràng, nhất quán với mô tả trong phần khung chương trình và bao quát đư ợc những nội dung chính của học phần x iii) Mô tả các nhiệm vụ của sinh viên phải đầy đủ và thể hiện được vai trò hướng dẫn cho sinh viên trong quá trình theo học x iv) Tiêu chuẩn đánh giá sinh viên và thang điểm đánh giá đưa ra rõ ràng và hợp lý, phù hợp với mục tiêu học phần x v) Có đầy đủ thông tin về giáo trình (tài liệu tham khảo chính) mà sinh viên có thể tiếp cận x vi) Trình bày theo mẫu quy định thống nhất x Đi ểm TB = ∑/3,0 Trưởng khoa Người đánh giá (hoặc Chủ tịch HĐKH khoa) Xếp loại đánh giá: - Xuất sắc: 9 đến 10 - Tốt: 8 đến cận 9 - Khá: 7 đến cận 8 - Trung bình: 6 đến cận 7 - Không đạt: dưới 6. . - Tên môn học: Kết cấu Robot - Mã môn học: 21372807 - Số tín chỉ: 2 - Thuộc chương trình đào tạo của khóa, bậc: 09, Đại học. - Loại môn học:  Bắt buộc:  Lựa chọn: x - Các môn học tiên. thiết kế, điều khiển robot. - Thái độ, chuyên cần: Yêu thích môn học, ngành học mà sinh viên đang theo học. 3. Tóm tắt nội dung môn học (khoảng 150 từ) Môn học này là môn học kỹ thuật cơ sở,. PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN - Tên môn học: Kết cấu Robot. - Mã môn học: 21372807. - Số tín chỉ: 2 Tiêu chuẩn con Tiêu chí đánh giá Điểm 2 1 0 1. Mục tiêu học phần i)