1. Synergia, efekt synergiczny - współdziałanie różnych czynników, którego efekt jest większy niż suma poszczególnych oddzielnych działań. W mechatronice, sytuacja, w której realizacja kilku projektów równocześnie daje organizacji większe zyski (lub częściej - niższe koszty operacyjne), niż realizacja tych projektów oddzielnie. Spowodowane to jest np. możliwością wspólnego zamawiania zasobów do projektów, wynajmu maszyn czy wykorzystania wiedzy ekspertów dla kilku zbieżnych ze sobą przedsięwzięć realizowanych w tym samym czasie. 2. System mechatroniczny, to struktura złożona z czterech podsystemów: - sensorycznego (sensor subsystem); - sterującego (control subsystem); - wykonawczego (actuator subsystem); - łączącego (linkage subsystem). Wszystkie podsystemy są ważne. Muszą one ze sobą ściśle współdziałać. Nowoczesne maszyny i urządzenia możemy traktować jako systemy mechatroniczne. Dobrym przykładem systemu mechatronicznego jest nowoczesny samochód osobowy. Mechatronika to wspołdziałająca kombinacja techniki mechanicznej, elektroniki, sterowania i informatyki, gdzie wszystkie dziedziny są zintegrowane w procesie projektowania. 3. Sensor (Czujnik) - fizyczne bądź biologiczne narzędzie będące najczęściej elementem składowym większego układu, którego zadaniem jest wychwytywanie sygnałów z otaczającego środowiska, rozpoznawanie i rejestrowanie ich. W naukach technicznych czujnik to urządzenie dostarczające informacji o pojawieniu się określonego bodźca, przekroczeniu pewnej wartości progowej lub o wartości rejestrowanej wielkości fizycznej. W tym ujęciu układ czujnika składa się z: czujnika, przetwornika oraz często układu kondycjonowania sygnału i telemetrycznego. 4. Robot - mechaniczne urządzenie wykonujące automatycznie pewne zadania. Działanie robota może być sterowane przez człowieka, przez wprowadzony wcześniej program, bądź przez zbiór ogólnych reguł, które zostają przełożone na działanie robota przy pomocy technik sztucznej inteligencji. Roboty często zastępują człowieka przy monotonnych, złożonych z powtarzających się kroków czynnościach, które mogą wykonywać znacznie szybciej od ludzi. Domeną ich zastosowań są też te zadania, które są niebezpieczne dla człowieka, na przykład związane z manipulacją szkodliwymi dla zdrowia substancjami lub przebywaniem w nieprzyjaznym środowisku. 5. Podział robotów: a) roboty przemysłowe: Najczęściej mają one postać mechanicznego ramienia o pewnej liczbie stopni swobody. Taki robot o wielkości człowieka jest w stanie manipulować z ogromną szybkością i precyzją przedmiotami o wadze do kilkuset kilogramów. Zwykle są one programowane do wykonywania wciąż tych samych, powtarzających się czynności, które mogą wykonywać bezbłędnie przez całą dobę. W fabrykach pracuje 90% produkowanych robotów, połowa z tego używana jest przy produkcji samochodów. Najczęściej spotykane roboty pracujące w przemyśle produkowane są przez takie firmy jak: ABB, Kawasaki, KUKA, Mitsubishi, FANUC Robotics; b) roboty w służbie prawa: Najczęstszym zastosowaniem w tej dziedzinie jest rozbrajanie bomb. Roboty produkowane do tego celu mają postać bardzo stabilnej ruchomej platformy, na której zamocowana jest kamera i silne źródło światła. Robot taki, kontrolowany zdalnie przez operatora, jest w stanie rozbroić bombę lub przy pomocy manipulatora przenieść ją w miejsce gdzie detonacja nie wyrządzi nikomu szkody (Mini-Andros). Inne roboty produkowane seryjnie: Papero - niewielki gadający robot , który pomaga zagranicznym turystom jako tłumacz na lotnisku. Artemis to robot patrolujący japońskie centrum handlowe i wszczynający alarm (lub przekazuje informacje drogą bezprzewodową na posterunek), gdy zauważy coś podejrzanego. Bear - sanitariusz do celów militarnych; c) roboty - zwiadowcy: Zastosowaniem robotów często jest eksploracja środowisk z jakichś powodów niedostępnych dla człowieka. Przykładem są roboty przeznaczone do pracy pod wodą - mające postać zdalnie sterowanych bądź w większym stopniu autonomicznych miniłodzi podwodnych wyposażonych w kamery i manipulatory. Istnieją też roboty przeznaczone do operowania w środowiskach o bardzo silnej radiacji, takie jak zbudowany na wzór pająka Robug III. Eksploracja kosmosu: roboty Sojourner, Spirit oraz Opportunity przeznaczone do badania Marsa; d) roboty w rozrywce: Najbardziej znanymi robotami rozrywkowymi są: interaktywny pluszowy Furby'ie, humanoidalny Robosapien oraz przypominający szczeniaka, wyposażony w zmysły wzroku, słuchu, dotyku i równowagi Aibo. Organizowane są liczne konkursy w których rywalizują ze sobą roboty, gdzie zadania rozpościerają się od eksploracji labiryntu, przez walkę z innymi robotami (BattleBots), aż do gry w piłkę nożną (RoboCup). W Polsce organizowany jest konkurs robotów tańczących - RoboDance, a także znekBOT - konkurs na roboty autonomiczne z misją kosmiczną w tle; e) roboty w nauce: Naukowcy skupiają się na idei budowy robotów jak najbardziej zbliżonych do człowieka, przykłady to człekokształtny, posiadający 26 stopni swobody, zbudowany przez Hondę ASIMO, zbudowane w MIT Kismet i Cog oraz Sony QRIO. Niektórzy z badaczy porzucili ideę budowania coraz bardziej skomplikowanych robotów i zajmują się możliwościami jakie dają zastępy małych, nieskomplikowanych konstrukcji. Przedstawicielem tego trendu jest Rodney Brooks, słynący ze swoich owadopodobnych maszyn; f) roboty w gospodarstwie domowym: Roboty takie jak Roomba (automatyczny odkurzacz) czy Scooba (automatyczny mop) z firmy Irobot, holenderski RoboJet (robot odkurzacz), Trilobite (odkurzacz) firmy Electrolux, Sensor Cruiser (odkurzacz) Siemens, czy RoboCleaner (odkurzacz) Karcher pomagają nam w codziennym życiu odkurzając czy zmywając podłogi. Firma Irobot posiada także szereg innych robotów które usprawniają codzienne czynności. Są to: Roomba Dirt Dog (odkurzacz do sklepu, piwnicy lub garażu), Irobot Verro (odkurzacz basenowy), Irobot Looj (czyści rynny) oraz Irobot ConnectR (telekonferencja za pomocą wbudowanej kamery internetowej, mikrofonu oraz głośnika). 6. Sygnał - to abstrakcyjny model dowolnej mierzalnej wielkości zmieniającej się w czasie, generowanej przez zjawiska fizyczne lub systemy. Tak jak wszystkie zjawiska może być opisany za pomocą aparatu matematycznego, np. poprzez podanie pewnej funkcji zależnej od czasu. Ponieważ sygnał niesie informację o naturze badanych zjawisk lub systemów, w niektórych dziedzinach nauk jest on traktowany jak nośnik informacji. Sygnał oznacza zatem przepływ strumienia informacji, przy czym przepływ może odbywać się w jednym lub w wielu wymiarach. Rodzaje: 1) ze względu na determinizm: deterministyczne, losowe (procesy stochastyczne); 2) ze względu na czas trwania: - skończony - czas jest ograniczony jakimś przedziałem czasowym; -nieskończony - początek lub koniec przedziału jest nieosiągalny; 3) ze względu na wartości energii i mocy: - o zerowej energii i mocy (wszystkie takie sygnały są równoważne sygnałowi o wartości stałej: 0), - o ograniczonej energii i zerowej mocy (tzw. sygnały energii), - o nieskończonej energii i niezerowej lecz ograniczonej mocy (tzw. sygnały mocy), - o nieskończonej energii i nieskończonej mocy; 4) ze względu na okresowość: okresowe, nieokresowe. 5) ze względu na ciągłość dziedziny i wartości: - sygnały ciągłe (analogowe) - dziedzina i wartości sygnału są ciągłe, - sygnały dyskretne - dziedzina sygnału jest dyskretna, a wartość ciągła, - sygnały cyfrowe - dziedzina i wartość sygnału jest dyskretna. | Proces przekształcenia sygnału analogowego na dyskretny nazywany jest dyskretyzacją (próbkowaniem, digitalizacją). Zamianę wartości analogowej na cyfrową określa się jako kwantyzację. Podczas obu tych przekształceń tracona jest część informacji zawartej w sygnale analogowym, co opisuje się jako szum kwantyzacji. Urządzenie przetwarzające jeden sygnał na inny nazywane jest przetwornikiem. 7. Mikrosystem - MEMS (ang. Micro Electro-Mechanical Systems), określenie zintegrowanych układów elektro-mechanicznych, których co najmniej jeden wymiar szczególny znajduje się w skali mikro (0,1 - 100 μm). MEMS-y są zwykle wykonywane w krzemie lub szkle przy użyciu technik mikroobróbki, takich jak anizotropowe trawienie (np. w KOH). Maski do tych procesów wykonywane są w typowych technikach mikroelektronicznych, podobnych do wykorzystywanych przy wytwarzaniu przyrządów półprzewodnikowych i układów scalonych (np. fotolitografia). Proces wytwarzania MEMS: 1)Specyfikacja procesów; 2) Projektowanie CAD, symulacje; 3) Wytwarzanie masek; 4) Osadzanie warstw; 5) fotolitografia; 6) usuwanie warstw; 7)Wstępne testy, podziali ochrona uwalnianych elementów; 8) Izolacja i odsłonięcie elementów; 9) Testowanie funkcji. Nanosystem - każdy system fizyczny, zaprojektowany i funkcjonujący w nanoskali. Przykłady: Mechanika - jednym z pierwszych zastosowań obrabiarek z ostrzem diamentowym była produkcja aluminiowych tarcz podłożowych do magnetycznych pamięci komputerowych (HD). Precyzja tych wyrobów stale rośnie, aby sprostać rosnącym wymaganiom na wielkość pamięci dyskowych. Obecnie osiągane są gładkości powierzchni rzędu 3 nm. Optyka - przykładem wykorzystania technologii nanoszenia cienkich warstw z nanometrową lub subnanometrową precyzją jest produkcja luster dla żyroskopów laserowych oraz zwierciadeł dla promieniowania X, pokrywanych wielowarstwowo, celem minimalizacji rozpraszania promieniowania. Elektrotechnika - w dziedzinie wytwarzania półprzewodników, W kierunku prostopadłym do warstwy, struktura ta jest wytwarzana metodą litografii. Tą techniką otrzymuje się nanometrowe elementy wykorzystywane głównie do celów badawczych, wykorzystując promieniowanie X oraz wiązki elektronowe. 8. Aktuator (inaczej urządzenie wykonawcze) - w technice, określenie urządzenia mechanicznego, występującego w układach regulacji, które na podstawie sygnału sterującego wypracowuje sygnał wejściowy do obiektu regulacji. W języku branżowym, w szczególności w automatyce budynkowej urządzenia wykonawcze zwane są popularnie aktorami lub wyrobnikami (zgodnie ze standardem KNX). Do urządzeń wykonawczych można zaliczyć m.in.: - w mechanice - siłowniki pneumatyczne, hydrauliczne, silniki, dźwignie hydrauliczne, wzmacniacze elektrohydrauliczne, - w naturze - ręce, dłonie, nogi, palce człowieka. 9. Sztuczny mięsień Mc'Kibbena - zostały wynalezione przez lekarza. Pierwotnie miały one zastępować mięśnie ludzkie i właśnie w tym celu je wynaleziono. Jednakże szybko zauważono że ten rodzaj napędu pneumatycznego (sztuczne mięśnie są zaliczane do napędów pneumatycznych) posiada bardzo dużo zalet. Ze stosunkowo małej masy napędu można uzyskiwać dość duże moce. Stosunek mocy do wagi jest większy niż 1kW/kg, zaś siła generowana z przekroju poprzecznego dochodzi do 300 N/cm^2. Dla porównania mięśnie przeciętnego człowieka generują 20-30 N/cm^2. Mięsień Mc'Kibbena może być zbudowany z gumowego węża, który to z jednej strony posiada zawór przez który wpompowywane jest powietrze zaś z drugiej strony jest zamknięty (może być tam taki sam zawór jak z drugiej strony z tym że zamknięty). Wąż jest opleciony specjalnym oplotem który nie pozwala na zbytni rozkurcz poprzeczny węża. Zasada działania: Gdy do środka wpompowywane jest pod ciśnieniem powietrze, gumowy wąż zgodnie z prawami fizyki próbuje przyjąć kształt kuli jednak jest to niemożliwe gdyż nie pozwala na to ów wspomniany oplot. W skutek czego część gumowa zmienia swoją długość - staje się krótsza o kilkadziesiąt %. W ten sposób generowana jest siła. Sztuczne mięśnie podobnie jak mięśnie człowieka potrafią się kurczyć tylko w jedną stronę. Dlatego aby zrealizować ruch w dwie strony należy użyć pary dwóch przeciw-osobnie działających sztucznych mięśni. Są coraz częściej stosowane w robotyce, ponieważ niedawno wyeliminowano ich główną wadę jaką była ich krótka żywotność, a w szczególności żywotność gumy. 10. Pneumatyczny silnik wahadłowy - może realizowac jeden niepełny obrót. Gdy kąt obrotu nie przekracza 120o, można zastosowac silniki dwupłatowe, a gdy jest wiekszy, stosuje się silnki jednopłatowe. Silniki te mają małe gabaryty i dlatego są wykorzystywane do napedu niezbyt obciążonych o zwartej budowie, np. manipulatorów przemysłowych. Ogólnie mają mniejsze zastosowanie niż silniki łopatkowe, przepływowe i zębate. 11. Czujnik LVDT - (ang. Linear Variable Differential Transformer) jest to czujnik przemieszczeń liniowych transformatorowy o układzie różnicowym z przesuwanym rdzeniem. Czujniki tego typu mogą mierzyć przemieszczenia w granicach od kilku μm do kilkudziesięciu cm. Parametry tych czujników są silnie uzależnione od ich konstrukcji. Częstotliwość zasilania czujników LVDT znajduje się w przedziale od kilkudziesięciu Hz do kilkunastu kHz. Budowa: Składa się z nieruchomej obudowy i ruchomego rdzenia. Obudowa zawiera uzwojenie pierwotne i dwa uzwojenia wtórne po obu stronach pierwotnego, ma przelotowy otwór wewnątrz. Rdzeń jest stalowym lub ferrytowym prętem o silnych właściwościach magnetycznych (magnes stały), o średnicy nieco mniejszej niż otwór w obudowie - porusza się wewnątrz niej bez kontaktu - bez tarcia. Działanie: Uzwojenie pierwotne jest pobudzane napięciem sinusoidalnym o amplitudzie 3V - 15V i częstotliwości 60Hz - 20kHz. Rdzeń wywołuje zmienne pole magnetyczne generowane przez uzwojenie pierwotne oddziałujące na uzwojenia wtórne. 12. Nastawniki - urządzenia do przełączania w określonej kolejności obrotów zasilania maszyn i urządzeń elektrycznych przy sterowaniu ich pracą. Nastawniki są częścią układu regulacji w urządzeniu nastawczym, która wpływa bezpośrednio na przebieg procesu regulowanego przez zmianę dopływu strumienia materii bądź energii. Najczęściej stosowanymi nastawnikami są urządzenia dławiące przepływ czynnika, a więc: zawory, zasuwy, przepustnice itd. Urządzenia nastawcze służą do zamiany sygnału z regulatora obiektu na sygnał wielkości nastawczej obiektu. Sygnał regulatora obiektu może być sygnałem elektrycznym, pneumatycznym, lub magnetycznym czy hydraulicznym i jest zamieniany na np. stopień otwarcia zaworu, kąt obrotu przepustnicy, zmianę prędkości obrotowej itp. W urządzeniu nastawczym można wyodrębnić dwa zasadnicze podzespoły: wykonawczy (siłownik) oraz nastawiający (nastawnik). 13. Przykład nastawnika z pamięcią kształtną - jakikolwiek włącznik temperaturowy 14. Akcelerometr MEMS stosowany jest do pomiaru przyspieszen liniowych. Wykorzystuje II zas dynamiki Nwetona. Jest to konstrukcja mechaniczna, mierząca przesunięcie danej masy względem na stałe zamocowanej obudowy, a wart pomiaru są wyrażone w jednostkach przyspieszenia ziemskiego. Akcelerometry MEMS wykorzystują odkształcenie sprężyste układu belkowego w ceu przeciwdziałania sile bezwładności. Pomiar przemieszczenia odbywa się najczęściej poprzez pomiar zmiany pojemności elektrycznej kondensatora, w wyniku wzajemnego przesunięcia się jego płyt o ∆x, wywołanego przyspieszeniem w kierunku x. Takie rozwiązanie znacznie zmniejsza wielk przyrządu, pozwala na zwiększenie zakresu pomiaroweg, a także brak czułości poza osia pomiarową. A. MEMS składa się z kilkudziesięciu warstw takich czujników. 15. Tekstronika, sensory i aktory włókniste - przykłady Tekstronika - to połączenie włókiennictwa, elektroniki i informatyki z wykorzystaniem wiedzy z obszaru automatyki i metrologii. Przykłady: Heartbeat Hoodie - kaptur z wbudowanym aparatem fotograficznym, czujnik mierzący tętno i stopień ekscytacji rozpoznaje emocje i uruchamia aparat, by kaptur fotografował ważne momenty. The Phony Glove - rękawiczka pozwalająca rozmawiać przez telefon bez konieczności jego trzymania. Mikrofon wbudowany jest w małym palcu a słuchawka w kciuku. Pozwala to na rozmowę trzymając dłoń w geście symbolizującym korzystanie z telefonu. Airplane Dress -'lotnicza sukienka' - ubranie wykonane z włókna szklanego zmieniająca kształty po naciśnięciu guzika na pilocie. Tkanina firmy Morphogenese - umożliwiająca dowolne formowanie, zachowuje nadany kształt, przypomina plastikową siatkę. Pracuje się nad stworzeniem telefonu, który będzie doprasowywał się do wielkości dłoni użytkownika. Sensory to urządzenia sterujące, które przekształcają wielkości fizyczne (np. przyciśnięcie przycisku, natężenie oświetlenia, temperatury) w telegramy i wysyłają telegramy na magistralę. Aktory to urządzenia wykonawcze. Odbierają one telegramy wysyłane przez sensory, przetwarzają otrzymane rozkazy i wykonują określone czynności (np. łączenie lub ściemnianie). 16. Robot mobilny - robot, który może dowolnie zmieniać swoje położenie w przestrzeni. Roboty tego rodzaju mogą pływać, latać lub jeździć. Roboty mobilne mogą być robotami autonomicznymi tzn. takimi których prawie nic nie ogranicza np. przewody sterujące bądź zasilające (a jedyne ograniczenia to np. ściany lub przestrzeń w jakiej się znajdują itp.). Podział: - roboty kołowe; - roboty kroczące; - roboty skaczące; - roboty pełzające. 17. Rodzaje kół stosowanych w robotach mobilnych: Koło szwedzkie umożliwia ruch w dowolnym kierunku, sterowane kierunkiem toczenia odbywa się, poprzez obrót walców przymocowanych do obwodu koła o pewien zadany kąt. Dzięki nim robot staje się robotem holonomicznym. Koło kastora (Koło samonastawne) - nie jest ani napędzane, ani kierowane. Posiada możliwość obrotu wokół osi prostopadłej do kierunku ruchu i osi obrotu koła. Koła kastora używane są także w wózkach sklepowych i krzesłach biurowych. Koła zwykłe-stałe nie posiada możliwości zmiany kierunku ruchu, jego ruch odbywa się poprzez toczenie. Koła sferyczne - nie posiada głównej osi obrotu oraz bezpośrednich ograniczeń ruchu 18. Roboty kroczące - urządzenie techniczne przeznaczone do realizacji wybranych funkcji podobnych do funkcji lokomocyjnych zwierząt i owadów posiadających kończyny (kręgowce) lub odnóża (owady). Podział: a) ze względu na rodzaj stabilności: - Statycznie stabilne; - Quasi-statycznie stabilne; - Dynamicznie stabilne; b) ze względu na liczba nóg; - Jednonożne (dynamiczne); - Dwunożne (dynamiczne i statyczne); - Czteronożne (statyczne i dynamiczne); - Sześcionożne (statyczne); - Wielonożne (statyczne). Zastosowanie- do celów: badawczych, wojskowych i policyjnych, gospodarstw domowych, eksploracyjnych i poszukiwawczych, rozrywkowych 19. Fazy chodu: Faza względna - znormalizowany (do okresu chodu) przedział czasu od początku okresu do postawienia określonej nogi (lub znormalizowany przedział czasu od postawienia wybranej nogi do chwili postawienia innej, wybranej nogi). Faza przenoszenia (protrakcja) - faza przenoszenia nogi do przodu względem korpusu. Faza podparcia (retrakcja) - noga dotyka terenu i pcha korpus do przodu (koniec nogi przemieszcza się względem korpusu). Jest to faza napędzająca ruch. Chód okresowy (periodyczny, rytmiczny) - chód, w którym stale jest powtarzana sekwencja przestawień nóg. Zwierzęta wybierają ten rodzaj chodu, gdy nie ma zmian prędkości ruchu, a na podłożu nie ma przeszkód. Chód swobodny - w chodzie tym na bieżąco jest wybierana noga, która będzie przenoszona, następuje to w zależności od warunków zewnętrznych. Bieg (np. galop, trucht, kłus, inochód, szybki inochód) - grupa chodów o współczynnikach obciążenia mniejszych od 0,5. Chód spacerowy (stęp) - grupa chodów o współczynnikach obciążenia większych lub równych od 0,5. W tych chodach są chwile, gdy z podłożem styka się więcej niż jedna noga. 20. Zalety i wady maszyn kroczących. Zalety: a)adaptacja i manewrowość w zróżnicowanym (nierównym) terenie; b)możliwość pokonywania przeszkód (dziury, nierówności); c)potencjalna możliwość manipulowania obiektami za pomocą kończyn (np. owady). Wady: a)skomplikowana budowa mechaniczna (duża liczba stopni swobody); b)duże zapotrzebowanie na energię (wiele napędów); c)złożony układ sterowania 21. Rodzaje stabilności maszyn kroczących 1)chód stabilny statycznie - to taki, w którym w dowolnym momencie można robota zatrzymać a robot nie straci równowagi. 2)chód stabilny dynamicznie - tylko w niektórych momentach ruchu robot może zostać zatrzymany, w pozostałych momentach stabilność chodu jest utrzymywana dzięki dynamice ruchu, zatrzymanie w takim momencie będzie skutkowało wywróceniem robota. 3)chód quasi-statycznie stabilny - w tym przypadku, w przeciwieństwie do pozostałych, stabilność chodu zapewnia konstrukcja nogi. 22. Stabilność w kontekście ilości nóg robota 1)robot jednonożny - tylko jednym rodzaju chodu - skakaniu - jest to dynamiczny rodzaj ruchu - tylko dzięki dużej mocy napędów, bardzo szybkiemu układowi sterowania i czujnikom oraz skomplikowanemu algorytmowi robot, w trakcie ruchu, nie przewraca się. 2)roboty dwunożne (biedy) poruszają się chodami stabilnymi dynamicznie, zazwyczaj na ugiętych nogach. Roboty te poruszają się balansując na ugiętych nogach. Mogą poruszać się także ruchem quasi-stabilnie statycznym. W tym wypadku konstrukcja nogi - duża stopa umożliwia rozłożenie sił na dużej powierzchni, pod którą mieści się także środek ciężkości robota, dodatkowo relatywnie duża masa pojedynczej nogi umożliwia balansowanie ciałem podczas ruchu i zapewnia przeciwwagę dla tułowia. 3) roboty czteronożne (quadropedy) poruszają się zarówno chodami stabilnie dynamicznymi - galop, oraz stabilnymi statycznie - przemieszczanie jednej nogi na raz. 4) roboty sześcionożne mogą poruszać się zarówno chodami stabilnymi statycznie jak i stabilnymi dynamicznie. W przypadku tej grupy robotów można wyróżnić więcej niż jeden rodzaj ruchu stabilnie statycznego, w związku z tym algorytm ruchu jest najłatwiejszy do oprogramowania ze wszystkich wymienionych grup, jedyną trudność może stanowić duża liczba stopni swobody. 5) roboty wielonożne (>6) poruszają się chodami stabilnymi statycznie. 23. Konstrukcja nogi 3DF
3D One-Leg Hopper 1983 - MIT LegLab - Pierwszy robot swobodnie skaczący - 1.1m, 17.3kg - Napęd hydrauliczno-pneumatyczny 24. Roboty hipermobilne mogą poruszać się w dowolnie trudnym terenie zarówno naturalnym, jak i zurbanizowanym, a szczególnie w ruinach budowli potrafią prześlizgnąć się przez wąskie szczeliny, jakie często powstają w gruzowiskach; mogą poruszać się wewnątrz rur, np. kanalizacyjnych. 25. Manipulatory robotów przemysłowych Manipulator robotyczny "mechaniczne ramię", stosowane głównie w fabrykach samochodów, automatycznych liniach produkcyjnych, itp. Inaczej mówiąc, jest to część robota pełniąca funkcję ludzkich kończyn górnych. Dla łatwiejszego opisu takiego ramienia wprowadzone zostały pojęcia: człon automatyki, współrzędne lokalne, współrzędne globalne, kinematyka manipulatora, stopnie swobody oraz notacja Denavita-Hartenberga. Manipulatorem nazywamy układ N ramion połączonych ze sobą przegubami, zakończony efektorem (chwytakiem). Pojedyncze ogniwo manipulatora zbudowane jest z przegubu oraz następującego po nim ramienia, gdzie przegub zapewnia możliwość ruchu. 26. Chwytaki robotów
Chwytak - jest to oprzyrządowanie technologiczne manipulatorów robotów przeznaczone do manipulowania przedmiotami. Zadaniem tych narzędzi jest uchwycenie detalu, utrzymanie go podczas transportu oraz jego zwolnienie w miejscu docelowym.
Chwytaki składają się z zespołu napędowego, przeniesienia napędu i końcówek chwytnych. Kształt i parametry poszczególnych zespołów zależą od materiału, kształtu detalu, środowiska pracy oraz zastosowania. - uchwycenie manipulowanego przedmiotu z zapewnieniem mu właściwej orientacji; - utrzymanie przedmiotu pomimo działających sił zewnętrznych i przyspieszeń transportowych; - pozostawienie przedmiotu we właściwej orientacji w miejscu przeznaczenia. Podział chwytaków ze względu na budowę: 1)napędu: mechaniczny; Pneumatyczny; hydrauliczny; Elektromagnetyczny; Adhezyjny; 2) układu przeniesienia napędu: nożycowy; szczypcowy; imadłowy; opasujący; 3) układu wykonawczego: dwuszczękowy; trójszczękowy; wieloszczękowy; inny 4) z końcówkami: sztywnymi; sprężystymi; elastycznymi. Podział ze względu na sposób trzymania detalu: kształtowe; siłowe; siłowo-kształtowe. Podział ze względu na sposób mocowania chwytaka: ręczny; automatyczny (z adapterem). 27. Efektory, receptory robotów Efektor - W psychocybernetyce zapoczątkowanej przez Mariana Mazura, jest to organ wykonawczy systemu autonomicznego otrzymujący informacje od korelatora i energię od akumulatora i odpowiednio do tego oddziałujący na otoczenie. Receptor - w ogólnym znaczeniu struktura mająca zdolność do wywołania bezpośrednio, bądź za pośrednictwem innych struktur, reakcji na stymulację. 28. Łańcuch kinematyczny, ruchliwość Łańcuch kinematyczny - część mechanizmu w postaci kilku połączonych ze sobą członów tworzących jedną lub wiele par kinematycznych, realizujący zdefiniowane przeniesienie ruchu. Łańcuchy kinematyczne dzielą się na: kinematyczne płaskie i przestrzenne. ruchliwość - jest podstawową cechą łańcucha kinematycznego i określa ile stopni swobody posiada łańcuch, to znaczy ile różnych typów ruchu jest w stanie przenieść. 29. Zapis Hartenberga - istota, schemat, opis Kinematykę każdego robota można opisać przez podanie dla każdego członu wartości czterech parametrów. Pierwsze dwa opisują połączenie członu z sąsiednim członem, a dwa następne sam człon. W zazwyczaj spotykanym przypadku pary obrotowej θi jest zmienną konfiguracyjną, a pozostałe trzy wielkości są ustalonymi parametrami członu. Dla par przesuwnych λi jest zmienną konfiguracyjną, a pozostałe wielkości są ustalonymi parametrami członu. Określanie mechanizmów za pomocą tych wielkości odpowiada konwencji znanej jako notacja Hartenberga-Denavita. 30. Roboty medyczne, możliwości i zastosowanie Roboty medyczne - stanowią grupę robotów wspomagających procedury medyczne. Grupę tę stanowią w większości telemanipulatory, które wykorzystują działanie lekarza po jednej stronie i efektora po drugiej stronie. Zadaniem lekarza jest sterowanie ruchami robota oraz decydowanie o zadaniach do wykonania. Efektor z kolei, jak wynika z nazwy, ma za zadanie wykonywanie zadanych mu poleceń. Wśród robotów medycznych można wyróżnić kilka grup: Roboty chirurgiczne - ich najważniejszą cechą jest zwiększona precyzja oraz jakość operacji. Roboty rehabilitacyjne - ta grupa z kolei ułatwia i wspomaga życie osób niedołężnych, starszych, bądź tych z niewydolnymi narządami poruszania się. Roboty te wykorzystywane są także do rehabilitacji oraz wszelkich związanych z nią zabiegów, takich jak trening, czy też terapia. Bioroboty - jest to grupa robotów stworzonych w celu naśladowania ludzi i zwierząt, którą wykorzystujemy w celach kognitywnych. Mamy tu także do czynienia ze zrobotyzowanymi systemami. Roboty zastępujące asystenta w czasie operacji - ich zastosowanie odzwierciedla fakt, że chirurg steruje położeniem kamery, która zastępuje tym samym oczy chirurga podczas operacji. Roboty nawigacyjne (bierne) - ich rola polega na precyzyjnym pozycjonowaniu i utrzymywaniu prawidłowego toru stosowanego w czasie operacji narzędzia. Zastosowanie tego rodzaju robotów widać głównie w neurochirurgii. Roboty chirurgiczne, nawigacyjne (czynne) - ich rolą z wykonywanie zadań, jako narzędzia wykonawcze, w procesie odwzorowania trajektorii. Są one wykorzystywane w radiochirurgii oraz w neurochirurgii.