Chapter 2 ROBOTIKA - arthurlimantara.files.wordpress.com · Dalam robotika terkadang kita menggunakan lengan yang berarti link. Lengan robot atau link robot adalah anggota kaku yang

Chapter 2

ROBOTIKA

APPLIED ARTIFICIAL INTELLIGENTCopyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.

2

DEFINISI

Berdasarkan definisi Robotics Institute ofAmerica (RIA): "Robot adalah manipulatormultifungsi yang dapat diprogram ulang yangdirancang untuk memindahkan material,komponen, peralatan, atau perangkat khususmelalui gerakan terprogram yang bervariasiuntuk kinerja berbagai tugas."


3

DEFINISI

Dari sudut pandang teknik, robot adalahperangkat serbaguna yang kompleks yangmemiliki struktur mekanik, sistem sensorik, dansistem kontrol otomatis.

Dasar teoritis robotika mengandalkan hasilpenelitian di bidang mekanika, elektrik,elektronika, kontrol otomatis, matematika, danilmu komputer.


4

ATURAN / HUKUMISAAC ASIMOV

Hukum Nol: Robot tidak boleh melukai manusia,atau, karena kelambanan, membiarkan manusiaterancam.

Hukum Satu: Robot tidak boleh melukai manusia,atau, karena tidak bertindak, membiarkanmanusia menjadi terancam, kecuali jika inimelanggar hukum ketertiban yang lebih tinggi.


5

ATURAN / HUKUMISAAC ASIMOV

Hukum Dua: Robot harus mematuhi perintahyang diberikan oleh manusia, kecuali jikaperintah semacam itu akan bertentangan denganhukum ketertiban yang lebih tinggi.

Hukum Tiga: Robot harus melindungikeberadaannya sendiri asalkan perlindungansemacam itu tidak bertentangan dengan hukumketertiban yang lebih tinggi.


6

KOMPONEN

Link Bagian kaku yang membentuk robot disebut link. Dalam robotika terkadang kita menggunakan lengan

yang berarti link. Lengan robot atau link robot adalahanggota kaku yang mungkin memiliki gerak relatifsehubungan dengan semua tautan lainnya.

Dari sudut pandang kinematis, dua atau lebihanggota dihubungkan sedemikian sehingga tidak adagerakan relatif yang dapat terjadi di antara merekadianggap sebagai satu kesatuan.


7

LINK


8

KOMPONEN

Joint Dua link dihubungkan oleh kontak pada sambungan

dimana gerakan relatifnya dapat diekspresikan olehsebuah koordinat tunggal. Sendi biasanya bersifatrevolute (rotary) atau prismatic (translatory).

Gambar 1.3 menggambarkan bentuk geometris sendiyang tegas dan prismatik. Sambungan balik (R), sepertiengsel dan memungkinkan rotasi relatif di antara duatautan. Sebuah sendi prismatik (P), memungkinkanterjemahan gerakan relatif antara dua tautan.


9

JOINT


10

KOMPONEN

Relatif rotasi link yang terhubung oleh sendiberulang terjadi pada garis yang disebut sumbusendi. Juga, terjemahan dari dua hubungan yangterhubung oleh sendi prismatik terjadi di sepanjanggaris yang juga disebut sumbu sendi. Nilai koordinattunggal yang menggambarkan posisi relatif dari duahubungan yang terhubung pada sendi disebutkoordinat sendi atau variabel sendi. Ini adalah sudutuntuk sendi yang terbuka, dan jarak untuk sendiprismatik.


11

KOMPONEN

Sebuah ilustrasi simbolis sendi revolute danprismatik pada robotika ditunjukkan padaGambar 1.4 (a) - (c), dan 1,5 (a) - (c) masing-masing.

Koordinat sambungan aktif dikendalikan olehaktuator. Sendi pasif tidak memiliki aktuatorapapun. Koordinat sendi pasif adalah fungsi darikoordinat sendi aktif dan geometri lengan robot.Sendi pasif juga disebut inaktif atau sendi bebas.


12

KOMPONEN

Sendi aktif biasanya bersifat prismatik atau revolute,bagaimanapun, sendi pasif mungkin merupakan sendipasangan yang lebih rendah yang memberikan kontakpermukaan. Ada enam sendi pasangan bawah yangberbeda: revolute, prismatic, cylindrical, screw, spherical,dan planar. Sambungan yang benar dan prismatik adalahsendi yang paling umum digunakan pada manipulatorrobot serial.

Tipe sendi lainnya hanyalah implementasi untuk mencapaifungsi yang sama atau memberikan tingkat kebebasantambahan. Sendi prismatik dan terbuka memberikan satuderajat kebebasan.


13

KOMPONEN

Oleh karena itu, jumlah sendi manipulator adalahderajat kebebasan (DOF) dari manipulator.Biasanya manipulator seharusnya memilikisetidaknya enam DOF: tiga untuk posisi dan tigauntuk orientasi.

Manipulator yang memiliki lebih dari enam DOFdisebut sebagai manipulator kinematis yangberlebihan.


14

SIMBOLIS


15

SIMBOLIS


16

KOMPONEN

Manipulator Badan utama robot yang terdiri dari link, sendi, dan

elemen struktur lainnya, disebut manipulator. Sebuah manipulator menjadi robot saat pergelangan

tangan dan gripper terpasang, dan sistem kontroldiimplementasikan.

Namun, robot dan manipulator dalam literaturdigunakan secara setara dan keduanya mengacupada robot. Gambar 1.6 secara skematikmenggambarkan manipulator 3R.


17

MANIPULATOR


18

KOMPONEN

Wrist Sendi dalam rantai kinematis robot antara lengan bawah

dan endeffektor disebut sebagai pergelangan tangan.Umum untuk merancang manipulator denganpergelangan bola, dengan tiga sumbu gabungan salingbersinggungan pada titik yang sama disebut titikpergelangan tangan. Gambar 1.7 menunjukkan ilustrasiskematik pergelangan bola, yang merupakan mekanismeR`R`R.

Pergelangan bola sangat menyederhanakan analisiskinematis secara efektif, memungkinkan kita untukmemisahkan posisi dan orientasi efektor akhir.


19

KOMPONEN

Wrist Oleh karena itu, manipulator akan memiliki tiga

derajat kebebasan untuk posisi, yang diproduksi olehtiga sendi di lengan. Jumlah DOF untuk orientasikemudian akan tergantung pada pergelangan tangan.Kita bisa merancang pergelangan tangan yangmemiliki satu, dua, atau tiga DOF tergantung padaaplikasinya.


20

WRIST


21

KOMPONEN

End-effector The end-effector adalah bagian yang dipasang pada link

terakhir untuk melakukan pekerjaan yang dibutuhkanrobot. Efektor akhir yang paling sederhana adalahgripper, yang biasanya hanya mampu melakukan duatindakan: membuka dan menutup. Rakitan lengan danpergelangan tangan robot digunakan terutama untukmemposisikan end-effector dan alat apapun yangmungkin dibawa. Ini adalah end-effector atau alat yangbenar-benar melakukan pekerjaan.


22

KOMPONEN

End-effector Banyak penelitian ditujukan untuk merancang alat

pengukur dan tujuan khusus. Ada juga penelitianekstensif tentang perkembangan tanganantropomorfik. Tangan semacam itu telahdikembangkan untuk penggunaan prostetik di bidangmanufaktur. Oleh karena itu, robot terdiri darimanipulator atau mainframe dan pergelangan tanganplus alat. Perisai pergelangan tangan dan end-effector juga disebut tangan.


23

KOMPONEN

Actuators Aktuator adalah penggerak yang bertindak sebagai

otot robot untuk mengubah konfigurasinya.Aktuator memberikan kekuatan untuk bertindakpada struktur mekanis melawan gaya gravitasi,inersia, dan kekuatan eksternal lainnya untukmemodifikasi lokasi geometris dari tangan robot.Aktuator dapat berupa jenis listrik, hidrolik, ataupneumatik dan harus dapat dikontrol.


24

KOMPONEN

Sensors Elemen yang digunakan untuk mendeteksi dan

mengumpulkan informasi tentang keadaan internaldan lingkungan adalah sensor. Menurut ruanglingkup buku ini, posisi sendi, kecepatan, akselerasi,dan kekuatan merupakan informasi terpenting yangbisa dirasakan. Sensor, diintegrasikan ke dalam robot,mengirimkan informasi tentang setiap link dan jointke unit kontrol, dan unit kontrol menentukankonfigurasi robot.


25

KOMPONEN

ControllerKontroler atau unit kontrol memiliki tiga peran.1. Informasi peran, yang terdiri dari mengumpulkan

dan mengolah informasi yang diberikan oleh sensorrobot.

2. Peran keputusan, yang terdiri dari perencanaangerak geometris struktur robot.

3. Peran komunikasi, yang terdiri dari pengorganisasianinformasi antara robot dan lingkungannya. Unitkontrol mencakup prosesor dan perangkat lunak.


26

KLASIFIKASI ROBOT

Asosiasi Robot Industri Jepang membagi robot di6 kelas yang berbeda: Kelas 1: Manual handling devices: Perangkat dengan

tingkat kebebasan multi yang digerakkan olehoperator.

Kelas 2: Fixed sequence robot: Perangkat yangmelakukan tahap tugas secara berurutan sesuaidengan program yang telah ditentukan sebelumnya.


27

KLASIFIKASI ROBOT

Kelas 3: Variable sequence robot: Perangkat yangmelakukan tahap tugas secara berurutan sesuaidengan metode yang telah ditentukansebelumnya namun dapat diprogram.

Kelas 4: Playback robot: Operator manusiamelakukan tugas secara manual denganmemimpin robot, yang mencatat gerakan untukpemutaran nanti. Robot mengulangi gerakan yangsama sesuai dengan informasi yang tercatat.


28

KLASIFIKASI ROBOT

Kelas 5: Numerical control robot: Operatormemasok robot dengan program gerakdaripada mengajarkannya secara manual.

Kelas 6: Intelligent robot: Robot dengankemampuan untuk memahami lingkungannyadan kemampuan untuk menyelesaikan tugasdengan sukses meskipun ada perubahandalam kondisi di sekitarnya yang akandilakukan.


29

KLASIFIKASI ROBOT

Selain klasifikasi resmi ini, robot dapatdiklasifikasikan menurut kriteria lain sepertigeometri, ruang kerja, aktuasi, kontrol, danaplikasi.


30

KLASIFIKASI ROBOT

The Robotics Institute of America (RIA)menganggap kelas 3-6 dari klasifikasi diatassebagai robot, dan Asosiasi Francaise deRobotique (AFR) menggabungkan kelas 2, 3,dan 4 sebagai tipe yang sama dan membagirobot dalam 4 tipe.

Documents

Chapter 2 ROBOTIKA - arthurlimantara.files.wordpress.com · Dalam robotika terkadang kita menggunakan lengan yang berarti link. Lengan robot atau link robot adalah anggota kaku yang