Robotica - Tesina

LA ROBOTICA

MATEMATICA:SIGNIFICATO CINEMATICO DELLA

 DERIVATA… PAG 18

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SISTEMI:CONTROLLO DELLA VELOCITA’

 PWM……………………… PAG 20

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ED.FISICA: IL

 CALCIO……………………………………………………………. PAG

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ED.FISICA:VANTAGGI DEL CALCIO SUL SISTEMA

 CARDIO-

CIRCOLATORIO…………………………………………………………

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LA ROBOTICA

LA ROBOTICA

La robotica è la disciplina dell’ingegneria che studia e sviluppa metodi che

permettono a un robot di eseguire dei compiti specifici riproducendo il

lavoro umano.Anche se la robotica è un ramo dell’ingegneria,in essa

confluiscono molte discipline tra cui

l’automazione,l’elettronica,l’informatica,la matematica ecc..La robotica

proprio per la sua natura interdisciplinare trova applicazione in moltissimi

contesti,questo ha fatto si che nascessero varie sotto-discipline che però

raramente trovano tra loro un collegamento.

 Robotica biomedica che comprende vari robot poiché si passa dal

robot che assiste il chirurgo durante l’intervento a quello che permette

al chirurgo di operare a distanza.I robot nella biomedica vengono

anche usati per la radioterapia.

 Nella robotica industriale è sicuramente il campo dove i robot hanno

trovato la loro maggiore diffusione:infatti il loro impiego nelle catene di

montaggio ha permesso alle aziende di abbattere notevolmente i costi

accellerando e migliorando la produzione.Fra i robot industriali più

utilizzati vi è il braccio robotico costruito a imitazione del braccio

umano ma molto spesso dotato di più gradi di libertà,è una macchina

molto versatile che svolge svariate funzione come saldare,verniciare e

montare.

 Robotica militare in questo campo i robot sono utilizzati soprattutto

con scopi di vigilanza tra cui ci sono i famosi aerei senza equipaggio

chiamati droni,che vengono controllati da esperti a distanza ma che in

caso di emergenza posso svolgere manovre di emergenza

autonomamente senza mettere in pericolo la vita umana.In questo

campo i robot vengono anche utilizzati come artificieri che sono in

grado di scovare ordigni e neutralizzarli senza mettere a repentaglio la

vita degli artificieri.

 Robotica spaziale sviluppano tecnologie e metodiche destinate

all’impiego dei robot fuori dall’atmosfera terrestre,soprattutto per

svolgere ricerche spaziali.Esempi di questi robot sono le sonde

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spaziali impiegate in diverse missioni sui pianeti del sistema solare ma

anche robot più famosi come il braccio manipolatore dello Space

Shuttle.

Nei robot sono presenti moltissimi sensori che si dividono in due grandi

categorie:

 Sensori propriocettivi che misurano variabili interne al robot come la

velocità delle ruote o il livello di alimentazione della batteria.

 Sensori esterocettivi che misurano quantità esterne come la distanza

degli ostacoli o la posizione degli oggetti sui quali svolgere un

compito.

Gli encoder sono sensori propriocettivi e rivestono un ruolo

fondamentale nell’ambito della robotica industiale.Ne esistono due

tipologie.

 L’encoder assoluto è un disco di vetro ottico sul quale sono

presenti delle tracce concentriche.Ciascuna traccia è caratterizzata

da una sequenza di settori opachi e trasparenti.Sulla base di tali

settori sfruttando un raggio di luce captato da un fototransistor,e

possibile individuare una stringa di bit che esprime in forma digitale

lo spostamento.

 L’encoder incrementale riporta due tracce i cui settori opachi e

trasparenti in quadratura tra loro consentono di ricavare oltre alla

posizione anche il verso di rotazione.

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LA ROBOTICA

Tra i sensori in grado di valutare la distanza degli oggetti nelle vicinanza

vi sono i SONAR,che utilizzano impulsi acustici per indicare la distanza

tra il robot e l’ostacolo.Nelle applicazioni della robotica sottomarina e

negli ambienti con scarsa visibilità sono spesso l’unica soluzione

attuabile.La programmazione dei robot avviene tramite un software che ti

permette di tramite una programmazione ad oggetto molto semplice di

dare delle indicazioni su quello che il robot deve eseguire,una volta che la

programmazione è completa basta solamente salvare quello che si è fatto

e automaticamente il robot svolgerà per intero senza errori il lavoro

desiderato.

ROBOT CHE DESCRIVE UN QUADRATO

Per mettere il robot nelle condizioni di percorrere un tracciato di forma

quadrata bisogna fargli ripetere quattro volte uno spostamento che

corrisponde ad un lato e quattro rotazioni di 90°.Attenzione: la rotazione

di 90°la deve svolgere il robot intero e non una ruota sola! Il blocco dove

inserire la programmazione è quello di iterazione e va impostato su

CONTEGGIO 4.Dentro il blocco di iterazione bisogna sistemare un blocco

motori con due motori attivi per un numero di rotazioni prescelto e che

dipende dalla lunghezza del lato che vogliamo percorrere.Noi in classe lo

abbiamo impostato a caso.Bisogna poi inserire un secondo blocco

motore con un solo motore attivo in modo che il robot rimanga fermo su

una ruota e si muova con l’altra producendo una rotazione (motore A

nell’esempio).Globalmente bisogna mantenere velocità molto basse

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perché limitano sbandamenti e slittamenti,garantendo una maggiore

precisione delle manovre.

La procedura di programmazione è riportata nelle seguenti immagini:

Dopo aver seguito passo passo questa procedura bisogna salvare la

programmazione e il robot sarà in grado di svolgerla senza l’ausilio di un pc.

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SENSORI DEL ROBOT LEGO MINDOSTORMS

Il sensore ad ultrasuoni (Ultrasonic Sensor) permette al NXT di stimare le

distanze e vedere dove si trovano gli oggetti attorno a lui. Questo sensore

può

misurare distanze in centimetri e in pollici. La massima distanza misurabile

è di 255 cm con una precisione di circa 3 cm. Per ottenere la stima della

distanza, il sensore invia dei suoni ultrasonici e misura quanto tempo

intercorre

perchè questi, una volta che hanno raggiunto l’oggetto davanti al robot,

rimbalziono e ritornino al sensore. E per questo che il sensore è più

sensibile e

preciso con grandi oggetti e superfici piane mentre può anche non

funzionare

correttamente con oggetti sottili, piccoli e superfici non piane come cilindri,

sfere di piccolo raggio

Il sensore di suoni (Suond Sensor) invece è un sensore analogico che

fornisce

un valore proporzionale al suono rilevato. Il sensore rileva suoni fino

a circa 90 dB. Ci sono due modalità in cui il sensore lavora: dB misura i

suoni in decibel e dBA misura i suoni in Adjusted decibel cioè quelli udibili

all’orecchio umano. Essendo molto complicatro rilevare una valore assoluto,

la misurazione viene indicata in percentuale con una distriubuzione come la

seguente: dal 4% al 5% per i rumori di sottofondo, dal 5% al 10% per una

persona in lontananza che parla, dal 10% al 30% per una normale

conversazione

tenuta vicino al sensore e dal 30% al 100% per persone che urlano o

musica ad alto volume.

Il sensore di luce (Light Sensor) è un sensore analogico che fornisce un

valore

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LA ROBOTICA

proporzionale alla luminosità rilevata nell’ambiente o alla luce riflessa

dell’emettitore.

Per questo motivo si possono settare i due modi di funzionamento:

ambient e reflected. Questo sensore permette inoltre di distinguere le varie

tonalità di grigio. Anche questo sensore restituisce un valore in percentuale.

Il sensore di contatto (Touch Sensor) è un sensore booleano che indica se

il pulsante è premuto (ON,1) o rilasciato (OFF,0). E’ inoltre possibile settare

il sensore per ottenere il valore RAW che va da 0 a 1023.

CARATTERISTICHE TECNICHE DEL SERVOMOTORE

I tre servomotori funzionano in corrente continua (DC) e hanno le seguenti

caratteristiche:

_ Tensione di alimentazione 9V ( DC )

_ Velocità massima 170 rpm ( 117 rpm a 9V )

_ Potenza meccanica a 9V 2,03W

_ Potenza elettrica a 9V 4,95W

_ Efficienza a 9V 41%

_ Assorbimento a 9V 0.55A

_ Peso 80 gr

Inoltre ogni servomotore ha al suo interno un sensore di rotazione che

permette

di misurare la velocità e/o distanza percorsa da un certo punto.

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LA ROBOTICA

ROBOTICS

Robotics is the technology concerning automated

machines anda system such as robot.The Robotic

industries Association agreed on a widely acceptde

definition:an industrial robot is a

reprogrammable,multifunctional manipulator

designed to move materials,parts,tools or

specialized devices through variable programmed

motions fot the performance of a variety of tasks.

THE ROBOTIC ARM

The most common manufacturing robot is the robotic arm.A typical robotic

arm is made up of seven metal segments,joined by six joints.The computer

controls the robot by rotating individual step motors connected to each

joint.The computer to move the arm very precisely,repeating exactly the

same movement over and over.The robot uses motion sensor to make sure it

moves just the right amount.An industrial robot with six joints closely

resembles a human arm,it has the equivalent of a shoulder,an elbow and a

wrist.This type of robot has six degrees of freedom,that means it can pivot in

six different ways.A human arm,by comparison,has seven degrees of

freedom.The robotic arm has three movements of the arm and three

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LA ROBOTICA

movements of the wrist called yaw,pitch and roll.The robotic arm’s job is to

move an end effector from place to place.A common end effector the gripper

is a simplified version of a two-finger hand.Robotic hands often have built-in

pressure sensors that inform the computer of how hard the robot is gripping

a particular object.Other end effector include drills,spray painters,spot

welding guns and suction cups.

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LA ROBOTICA

LA SECONDA RIVOLUZIONE INDUSTRIALE

La rivoluzione industriale è un processo di evoluzione economica che da un

sistema agricolo-artigianale-commerciale porta a un sistema industriale

moderno caratterizzato dall’uso generalizzato di macchine azionate da

energia meccanica e dall’utilizzo di nuove forme energetiche inanimate

(come ad esempio i combustibili fossili).Spesso si distingue fra prima e

seconda rivoluzione industriale.La prima riguarda prevalentemente il settore

tessile-metallurgico e comporta l’introduzione della spoletta volante e della

macchina a vapore;il suo arco cronologico è solitamente compreso fra tra il

1760-1780 e il 1830.La seconda rivoluzione industriale viene fatta

convenzionalmente partire dal 1870-1880,con l’introduzione

dell’elettricità,dei prodotti chimici e del petrolio.Talvolta ci si riferisce agli

effetti dell’introduzione massiccia dell’elettronica e dell’informatica

nell’industria come alla terza rivoluzione industriale,che viene fatta partire

dal 1970.La rivoluzione industriale comporta una profonda ed irreversibile

trasformazione che parte dal sistema produttivo finno a coinvolgere il

sistema economico nel suo insieme e l’intero sistema sociale.L’apparizione

della fabbrica e della macchina modifica i rapporti fra gli attori

produttivi.Nasce così la classe operai che riceve,un salario.Sorge anche il

capitalista industriale,imprenditore proprietario della fabbrica e dei mezzi di

produzione,che mira ad incrementare il profitto della propria attività.Come

accadde in molti processi storici,per la rivoluzione industriale non esiste