Università Roma Tre

Parte prima
Caratteristiche dei robot industriali. Classificazione. Esempi di robot industriali e di servizio dalle principali aziende: Unimation, ASEA, Cincunnati Milacron, SCARA, Puma, Polso della General Motors, COMAU, KUKA, FANUC, ABB, da Vinci Surgical System. Caratteristiche dei robot sotomarini. Classificazione. Manned vs unmanned. Submarines, submersibles, atmospheric diving suits. Applicazioni militari, di riceca e turstiche dei sottomarini. Fondamentale distinzione tra ROV e AUV. Free swimming, Bottom crawling, structurally reliant. Gliders e veicoli ibridi. Architettura generale di un ROV e AUV, attuatori, sensori e controllo. Esempi: Hercules ed Argus. Drifters. Strumentazione, attuazione e controllo dei drifters. Principali applicaizoni e problematiche. Sistemi di navigazione inerziale.
Problematiche dell’ambiente marino. Caratteristiche della colonna d’acqua. Acustica, sonar. Proprietà ottiche. Proprietà della colona: termoclino, metalimnion, pycnoclino, haloclino, chemoclino, lutoclino, oceanic mixed layer, Altre proprietà e grandezze di interesse: Temperature (°C), Salinity (unitless), Density (kg/m3), Conductivity (S/m), Mixed Layer Depth (m), Dissolved Oxygen (µmol/kg), Percent Oxygen Saturation (%), Apparent Oxygen Utilization (µmol/kg), Silicate (µmol/kg), Phosphate (µmol/kg), Nitrate (µmol/kg). Leggi e principi di base: tensione suerficiale, bagnabilità, pressione all’interno di una goccia, innalzamento di levello nei capillari, principio di Pascala, Legge di Stevino, Principio di Archimende. Correnti marine, maree. Animali, alghe e piante marine.

Parte seconda
Introduzione alle Rotazioni in SO(3). Matrici di assetto elementari. Metodi di parametrizzazione delle matrici di assetto. Parametrizzazioni di Eulero e di Cardano. Esempi ed Esercizi. Esercitazione software Mathematica (prima parte). Intro alle matrici di trasformazione in coordinate omogenee. Proprietà delle matrici di spostamento in coordinate omogenee. Esercitazione software Methematica (seconda parte). Esercitazione: Matrici di assetto in Mathematica. Introduzione ai parametri di Denavit e Hartemberg. Calcolo della matrice di trasformazione in coordinate omogenee in funzione dei parametri di Denavit Hartmberg. Esercitazione - Matici di trasformazione in coordiate omogenee in Wolfram Mathematica. Esercitazione: scrittura di un codice Mathematica per la rappresetazione di un robot RRR

Parte terza.
Analisi Cinematica del primo ordine. Architettura generale di un robot, controllo del singolo asse. Architettura generale di un robot controllo generale. Problema cinematico inverso : metodi numerici - Newton Raphson. Problema cinematico inverso : metodi analitici alla Pieper. Introduzione alla dualità cinetostatica. Calcolo dello Jacobiano geometrico per il caso generale, introduzione alla screw theory (twist e wrench). Calcolo dello Jacobiano nella parametrizzazione di Denavit e Hartemberg. Dualità cinetostatica in E(3) ed in SE(3). Metodi di controllo per l'iseguimento delle traiettorie in E(3) ed SE(3)

Parte quarta.
Costruzione di un ROV sottomarino
Attività correlate alla costruzione pratica di un ROV marino. Struttura di un ROV. Telaio. Uso di strumenti CAD e progettazione meccanica. Propulsione e galleggiamento. Scelta dei materiali. Generalità sul sistema di controllo, software ed hardware, schede di controllo e codici. Sistema di attuazione, motori e potenza. Generaità sui drifters. Generalità sui bracci che equipaggiano il ROV. Sicurezza. Logistica. Missione. Principali applicazioni. Dimostratore tecnologico - gemello digitale - acquisizione dell'assetto per via sperimentale - architettura e catena di misura

Parte quinta.
Problema dinamico diretto. Simulazione dinamica di sistemi multibody nello spazio. Introduzione alla dinamica del corpo rigido nello spazio mediante i parametri di Eulero. Formula generale per il procedimento di integrazione passo passo delle equazioni della dinamica di sistemi vincolati nello spazio.
Metodi per la deduzione dell'equazione de moto basati sul principio del lavori virtuali nella dinamica e principi variazionali: equazioni di Lagrange. Applicazione dell'equazione di Lagrange per la deduzione dell'equazione generale del moto del manipolatore in condizioni dinamiche
Problema dinamico inverso. Equilibrio statco di un manipolatore mediante applicazione del metodo ricorsivo. Dinamica dei Robot Seriali mediante metodi ricorsivi

DIspense a cura del docente