Ders Adı Robot Kinematiği ve Dimaniği
Ders Kodu MKM-352
Dersin Türü Zorunlu
Ders Biriminin Seviyesi Lisans
Yıl 3
Dönem 6.Yarıyıl
AKTS 3
Dersi Veren(ler) Dr. Öğr. Üyesi Merdan ÖZKAHRAMAN
Dersin Yardımcıları
Ders İşleme Biçimi Yüz Yüze
Önkoşul Dersleri
Dersin İçeriği Robotik ve robot türlerinin temelleri. Dönüşüm matrisleri. Homojen dönüşümler. Düz kinematik. Ters kinematik. Jacobian matrisi. NewtonEuler formülasyonu. Lagrange formülasyonu. Yörünge planlaması. Sensörler ve aktüatörler. Kontrol yöntemleri. Endüstriyel Otomasyon. Otonom araçlar. Gezici robotlar.
Dersin Verildiği Diller Türkçe
Dersin Amacı Robot Kinematiği ve Dinamiği dersinin amacı, öğrencilere robotik sistemlerin temel prensiplerini, bu sistemlerin hareketlerinin nasıl modelleneceğini, analiz edileceğini ve simüle edileceğini öğretmektir. Bu ders kapsamında, öğrenciler robot kolunun geometrik, kinematik ve dinamik modellerini oluşturmayı, bu modeller üzerinden hareket denklemlerini türetmeyi ve robotların kontrol stratejilerini geliştirmeyi öğreneceklerdir. Ayrıca, dersin bir diğer önemli amacı da, öğrencilerin mekatronik sistemlerin tasarımı ve optimizasyonu konusunda pratik beceriler kazanmalarını sağlamaktır.
No Dersin Kazanımları  
1 Robot Kinematiği Temellerini Anlama: Öğrenciler, robot kolunun hareketini tanımlayan temel kinematik denklemleri anlayacak ve kinematik zincirlerin nasıl modellediğini öğrenecekler. Bu kazanım, öğrencilerin robotların pozisyon, hız ve ivmelerini hesaplama yeteneğine odaklanır.
2 Dönüşüm Matrisleri ve Koordinat Sistemleri: Öğrenciler, robotik sistemlerde kullanılan farklı koordinat sistemleri arasında geçiş yapabilme becerisine sahip olacaklar. Bu, homojen dönüşüm matrisleri ve dönüşümler, dönme matrisleri ve Euler açıları gibi konseptlerin uygulanması ile sağlanacaktır.
3 Ters Kinematik Çözümlerin Uygulanması: Öğrenciler, belirli bir hedef pozisyon ve yönelime ulaşmak için robot kolunun eklemlerinin nasıl hareket etmesi gerektiğini belirleme yeteneği kazanacaklar. Bu, karmaşık robot sistemlerinin kontrolünde kritik bir beceridir.
4 Yol Planlama ve Hareket Kontrol Stratejileri: Öğrenciler, robotun çevresindeki engelleri dikkate alarak bir noktadan diğerine nasıl hareket edeceğini planlama becerisi edinecekler. Bu kazanım, temel hareket kontrol stratejilerini, yol planlama algoritmalarını ve robot hareketlerinin simülasyonunu içerir.
5 Kinematik Zincirlerin Analizi: Öğrenciler, çoklu eklemli sistemlerin kinematik analizini yapma becerisi kazanacaklar. Bu, robot kolunun her bir bölümünün hareketinin, tüm sistemin hareketine nasıl katkıda bulunduğunu anlamayı içerir.
DERSİN KAZANIMLARI / PROGRAM YETERLİKLERİ İLİŞKİ MATRİSİ
DKPY1PY2PY3PY4PY5PY6PY7PY8PY9PY10PY11PY12
1
2
3
4
5
5-Çok Yüksek İlişkili 4- Yüksek İlişkili 3-Orta İlişkili 2- Zayıf İlişkili 1-Çok Zayıf İlişkili 0-İlişkisiz
Hafta Konular  
1 Giriş ve Temel Kavramlar: Robotik tarihçesi, temel terminoloji ve robot tipleri.
  Ön Hazırlık: Robotikle ilgili temel kavramları ve tarihçeyi araştırın.
2 Giriş ve Temel Kavramlar: Robotik tarihçesi, temel terminoloji ve robot tipleri.
  Ön Hazırlık: Robotikle ilgili temel kavramları ve tarihçeyi araştırın.
3 Koordinat Sistemleri ve Dönüşümler: Homojen koordinat sistemleri, dönüşüm matrisleri.
  Ön Hazırlık: Lineer cebirde matrisler ve dönüşümler üzerine önceden çalışma yapın.
4 Koordinat Sistemleri ve Dönüşümler: Homojen koordinat sistemleri, dönüşüm matrisleri.
  Ön Hazırlık: Lineer cebirde matrisler ve dönüşümler üzerine önceden çalışma yapın.
5 İleri Kinematik: Açık zincirli manipülatörler için direkt kinematik.
  Ön Hazırlık: Manipülatör kinematik zincirlerini inceleyin.
6 İleri Kinematik: Açık zincirli manipülatörler için direkt kinematik.
  Ön Hazırlık: Manipülatör kinematik zincirlerini inceleyin.
7 Denavit-Hartenberg (DH) Kuralı: DH kuralının tanıtılması ve robot kol konfigürasyonlarının modellemesindeki önemi.
  Ön Hazırlık: DH kuralı ve uygulamalarını inceleyin.
8 Denavit-Hartenberg (DH) Kuralı: DH kuralının tanıtılması ve robot kol konfigürasyonlarının modellemesindeki önemi.
  Ön Hazırlık: DH kuralı ve uygulamalarını inceleyin.
9 Ters Kinematik: DH parametreleri kullanarak ters kinematik çözümleri.
  Ön Hazırlık: Ters Kinematik: DH parametreleri kullanarak ters kinematik çözümleri.
10 Ters Kinematik: DH parametreleri kullanarak ters kinematik çözümleri.
  Ön Hazırlık: Ters Kinematik: DH parametreleri kullanarak ters kinematik çözümleri.
11 Jacobian Matrisi ve Hız Analizi: Jacobian matrisi hesaplamalarında DH parametrelerinin kullanımı.
  Ön Hazırlık: Jacobian matrisi konseptini ve kinematik hız hesaplamalarını inceleyin.
12 Jacobian Matrisi ve Hız Analizi: Jacobian matrisi hesaplamalarında DH parametrelerinin kullanımı.
  Ön Hazırlık: Jacobian matrisi konseptini ve kinematik hız hesaplamalarını inceleyin.
13 Hareket Planlaması: Temel hareket planlama teknikleri ve robot trajektörleri.
  Ön Hazırlık: Hareket planlama algoritmalarını araştırın.
14 Newton'un hareket yasaları, Euler-Lagrange denklemleri ve robot dinamiği.
  Ön Hazırlık: Klasik mekanik ve Lagrange mekaniği.
No Bölüm Öğrenme Çıktısı Katkı Düzeyi
1 Mühendislik Bilgisi: Mezunlarımız matematik, fen bilimleri, temel mühendislik prensipleri ve mekatronik mühendisliğine özel konular üzerine derinlemesine bilgiye sahip olacaklar; bu bilgileri karmaşık mühendislik problemlerini çözümlemede etkin bir şekilde kullanabileceklerdir. 5
2 Problem Analizi: Mezunlarımız karmaşık mühendislik problemlerini sürdürülebilir kalkınma hedefleri çerçevesinde tanımlayabilir, formüle edebilir ve analiz edebilir; bu süreçte gerekli bilimsel, matematiksel ve mühendislik temelli bilgiyi uygulayabilirler. 4
3 Mühendislik Tasarımı: Mezunlarımız, gerçekçi kısıtlar altında ve sürdürülebilirlik gereksinimlerini gözeterek karmaşık mühendislik problemleri için yaratıcı ve etkili çözümler tasarlayabileceklerdir. Bu çözümler, sistemlerin, süreçlerin, cihazların veya ürünlerin tasarımını içerebilir. 3
4 Teknik ve Araçların Kullanımı: Mezunlarımız, karmaşık mühendislik problemlerinin analizi ve çözümü için gerekli olan modern mühendislik ve bilişim araçlarını, teknikleri ve kaynakları etkili bir şekilde seçebilir ve kullanabilirler. 5
5 Araştırma ve İnceleme: Mezunlarımız, karmaşık mühendislik problemlerini incelemek ve çözmek amacıyla gerekli araştırma yöntemlerini uygulayabilir; literatür araştırması yapabilir, deneyler tasarlayıp yürütebilir, veri toplayabilir ve analiz edebilirler. 3
6 Mühendislik Uygulamalarının Küresel Etkisi: Mezunlarımız, mühendislik çözümlerinin topluma, ekonomiye, sağlık ve güvenliğe, çevreye ve sürdürülebilirliğe global etkilerini anlar ve bu bilinçle hareket ederler. 2
7 Etik Davranış: Mezunlarımız, mühendislik etiğine uygun davranış sergileyebilir, profesyonel sorumlulukların bilincinde olup çeşitliliği kapsayıcı ve ayrımcılık yapmayan bir tutum sergileyebilirler. 1
8 Bireysel ve Takım Çalışması: Mezunlarımız, hem bireysel olarak hem de çok disiplinli takımlar içinde etkili bir şekilde çalışabilme yeteneğine sahiptir; yüz yüze, uzaktan veya hibrit ortamlarda takım üyesi veya lider olarak görev alabilirler. 1
9 Sözlü ve Yazılı İletişim: Mezunlarımız, çeşitli dinleyici ve okuyucu kitlelerine uygun, etkili sözlü ve yazılı iletişim kurabilir; teknik bilgiyi açık ve anlaşılır bir şekilde aktarabilirler. 2
10 Proje Yönetimi: Mezunlarımız, projeleri yönetme ve ekonomik analiz yapma konularında bilgili olup, girişimcilik ve yenilikçilik konusunda farkındalığa sahiptir. 1
11 Yaşam Boyu Öğrenme: Mezunlarımız, bağımsız ve sürekli öğrenme becer isine sahip olup, yeni ve gelişen teknolojilere uyum sağlayabilir ve teknolojik değişimleri sorgulayabilirler. Bu yetenek, onların profesyonel gelişimlerini sürekli destekler ve mühendislik alanındaki yeniliklere ayak uydurabilmelerini sağlar. 2
12 Çevresel ve Toplumsal Duyarlılık: Mezunlarımız, mühendislik projelerinin çevresel dengeler üzerindeki etkilerini değerlendirme yeteneğine sahiptir. Bu projeleri toplumsal ihtiyaçlar ve çevresel sürdürülebilirlik perspektifleri gözetilerek tasarlayıp uygulayabilirler. 1
Yarıyıl İçi Çalışmaları Sayısı Katkı Payı
Ara Sınav 1 100
Kısa Sınav 0 0
Ödev 0 0
Devam 0 0
Uygulama 0 0
Labaratuvar 0 0
Proje 0 0
Atölye 0 0
Seminer 0 0
Arazi Çalışması 0 0
Sözlü sınav 0 0
Portfolyo 0 0
Doküman İncelemesi 0 0
Performans değerlendirme 0 0
Sunum 0 0
Alan Çalışması 0 0
Vaka Çalışması 0 0
Video Kaydı 0 0
Öz değerlendirme 0 0
Akran Değerlendirme 0 0
Eşleştirme Testleri 0 0
Çoktan seçmeli test 0 0
Kısa Cevaplı test 0 0
Kontrol listeleri 0 0
Dereceleme Ölçekleri 0 0
Zihin Haritalama 0 0
Araştırma yazısı 0 0
Çevrimiçi anket 0 0
Çevrimiçi Kısa sınav 0 0
TOPLAM 100
Yıliçinin Başarıya Oranı 40
Finalin Başarıya Oranı 60
TOPLAM 100
AKTS kredilerinin belirlenmesinde öğrenci işyükü anketlerinden faydalanılmaktadır.
Etkinlik Sayısı Süresi Toplam
Ders Süresi (Sınav Haftaları Hariç) 14 3 42
Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi 14 3 42
Ödevler 0 0 0
Sunum 0 0 0
Proje 0 0 0
Laboratuar Çalışması 0 0 0
Arazi ya da Alan Çalışması 0 0 0
Ara Sınavlar 1 3 3
Yarıyıl Sonu Sınavı 1 3 3
İşyükü Saati (30) 0
Toplam İşyükü / Saat 90    
Dersin Akts Kredisi 3    
Ders Notu Robot Kinematiği, Zafer BİNGÜL, Serdar KÜÇÜK J.J. Craig, Introduction to Robotics: Mechanics and Control, 3rd ed., Prentice Hall, 2004. M.W. Spong, S. Hutchinson, M. Vidyasagar, Robot Modeling and Control, Wiley, 2005.
Diğer Kaynaklar Robot Kinematiği, Zafer BİNGÜL, Serdar KÜÇÜK J.J. Craig, Introduction to Robotics: Mechanics and Control, 3rd ed., Prentice Hall, 2004. M.W. Spong, S. Hutchinson, M. Vidyasagar, Robot Modeling and Control, Wiley, 2005.
Materyal
Dökümanlar
Ödevler
Sınavlar
Materyal Diğer Robot Kinematiği, Zafer BİNGÜL, Serdar KÜÇÜK J.J. Craig, Introduction to Robotics: Mechanics and Control, 3rd ed., Prentice Hall, 2004. M.W. Spong, S. Hutchinson, M. Vidyasagar, Robot Modeling and Control, Wiley, 2005.
Planlanmış Öğrenme Faaliyetleri ve Öğretim Yöntemleri