MEKATRONİK MÜHENDİSLİĞİ
Lisans	TYYÇ: 6. Düzey	QF-EHEA: 1. Düzey	EQF-LLL: 6. Düzey

Ders Tanıtım Bilgileri

Ders Kodu	Ders Adı	Yarıyıl	Teorik	Pratik	Kredi	AKTS
MCH4001	Robotiğin Temelleri	Güz Bahar	3	0	3	6

Bu katalog bilgi amaçlıdır, dersin açılma durumu, ilgili bölüm tarafından yarıyıl başında belirlenir.

Temel Bilgiler

Öğretim Dili:	English
Dersin Türü:	Departmental Elective
Dersin Seviyesi:	LİSANS
Dersin Veriliş Şekli:	Yüz yüze
Dersin Koordinatörü:	Doç. Dr. MEHMET BERKE GÜR
Dersi Veren(ler):	Doç. Dr. MEHMET BERKE GÜR Arş.Gör. MAHMUT AĞAN Prof. Dr. NAFİZ ARICA
Opsiyonel Program Bileşenleri:	Yok.
Dersin Amacı:	MCH4001 dersinin genel amacı, endüstriyel manipülatör tasarımı, analizi ve geliştirmesi için gerekli teorik altyapının öğretilmesidir. Dersin detaylı amaçları şunlardır: 1) 3 boyutlu uzayda nesnelerin pozisyon ve konumlarını ifade edebilecek matematiksel araç ve yöntemlerin öğretilmesi, 2) Düz ve ters kinematik analizi metodolojisinin anlatılması, 3) Manipülatörlerin analizinde Jacobian matrisinin açıklanması ve hesaplanma yönteminin öğretilmesi, 4) Manipülatör hareket denklemlerinin türetilmesinde kullanılan yöntemlerin öğrencilere sunulması, 5) Yörünge oluşturma yöntemlerinin incelenmesi, 6) Bağımsız eklem kontrol yönteminin açıklanması, 7) İleri seviye manipülatör kontrol yöntemlerinin incelenmesi, 8) Laboratuvar oturumları ile uygulamalı manipülatör analizi yapılması.

Öğrenme Kazanımları

Bu dersi başarıyla tamamlayabilen öğrenciler;
1) Manipülatör konfigürasyonunu tanımlayabilir,
2) Uygulamaya uygun manipülatör yapısını belirleyebilir,
3) 3 boyutlu uzayda nesnelerin konumu ve yönünü matematiksel olarak tarif edebilir,
4) Denavit-Hartenberg tablosu oluşturabilir ve düz/ters kinematik analizi yapabilir,
5) Jakobyan matrisini hesaplayabilir ve tekillik noktalarını belirleyebilir,
6) Her eklem için Euler-Lagrange yöntemini kullanarak hareket denklemlerini türetebilir,
7) Uygulamaya uygun yörünge tanımlayabilir,
8) Her eklem için PID tipi kontrolör tasarlayabilir.

Dersin İçeriği

MCH4001 temel robotik dersidir. Dersin ana konusu endüstriyel manipülatörler olup, bu konu üç kısımda işlenmektedir. İlk bölümde manipülatör kinematiği anlatılmaktadır. Kinematik altında Denavit-Hartenberg ve kinematik analizi, ters kinematik ve Jakobyan matrisi anlatılmaktadır. Dersin ikinci bölümünde manipülatörler dinamiği anlatılmaktadır. Dersin son bölümünde ise yörünge planlama, manipülatörlerin doğrusal ve doğrusal olmayan kontrolü ve kuvvet kontrolü üzerinde durulmaktadır. Haftalara göre ders içeriği şu şekildedir:

1. Hafta: Robotik ve Manipülatörlere Giriş
2. Hafta: 3-B Uzayda Tanımlamalar ve Dönüşümler
3. Hafta: Manipulator Kinematiği-I
4. Hafta: Manipulator Kinematiği-II
5. Hafta: Ters Kinematik
6. Hafta: Jakobyan & Hız Kinematiği
7. Hafta: Statik Kuvvetler
8. Hafta: Ara Sınav
9. Hafta: Euler-Lagrange Dinamiği-I
10. Hafta: Euler-Lagrange Dinamiği-II
11. Hafta: Yörünge Tasarımı ve Planlama
12. Hafta: Bağımsız Eklem Kontrolü
13. Hafta: Çok Değişkenli Kontrol ve Kuvvet Kontrolü
14. Hafta: İleri Robotik Konuları ve Dönemin Özeti

Haftalık Ayrıntılı Ders İçeriği

Hafta	Konu	Ön Hazırlık
1)	Robotik ve Manipülatörlere Giriş
2)	3-B Uzayda Tanımlamalar ve Dönüşümler
3)	Manipulator Kinematiği-I
4)	Manipulator Kinematiği-II
5)	Ters Kinematik
6)	Jakobyan & Hız Kinematiği
7)	Statik Kuvvetler
8)	Ara Sınav
9)	Euler-Lagrange Dinamiği -I
10)	Euler-Lagrange Dinamiği -II
11)	Yörünge Tasarımı ve Planlama
12)	Bağımsız Eklem Kontrolü
13)	Çok Değişkenli Kontrol ve Kuvvet Kontrolü
14)	İleri Robotik Konuları ve Dönemin Özeti

Kaynaklar

Ders Notları / Kitaplar:	1) M. W. Spong., S. Hutchinson, M. Vidyasagar, “Robot Modeling and Control”, Wiley, 2006, ISBN: 978-0-471-64990-8. 2) J. J. Craig, “Introduction to Robotics: Mechanics and Control”, 3rd ed., Pearson, 2005, ISBN: 0-13-123629-6.
Diğer Kaynaklar:	1) Ders notları / Lecture notes

Değerlendirme Sistemi

Yarıyıl İçi Çalışmaları	Aktivite Sayısı	Katkı Payı
Devam	14	% 0
Laboratuar	3	% 15
Ödev	7	% 20
Projeler	1	% 15
Ara Sınavlar	1	% 10
Final	1	% 40
Toplam		% 100
YARIYIL İÇİ ÇALIŞMALARININ BAŞARI NOTU KATKISI		% 45
YARIYIL SONU ÇALIŞMALARININ BAŞARI NOTUNA KATKISI		% 55
Toplam		% 100

AKTS / İş Yükü Tablosu

Aktiviteler	Aktivite Sayısı	Süre (Saat)	İş Yükü
Ders Saati	14	3	42
Laboratuvar	3	2	6
Sınıf Dışı Ders Çalışması	14	5	70
Proje	1	20	20
Ödevler	6	1	6
Ara Sınavlar	1	2	2
Final	1	3	3
Toplam İş Yükü			149

Program ve Öğrenme Kazanımları İlişkisi

Etkisi Yok	1 En Düşük	2 Düşük	3 Orta	4 Yüksek	5 En Yüksek

	Dersin Program Kazanımlarına Etkisi	Katkı Payı
1)	Matematik, Fen Bilimleri ve Mekatronik Mühendisliği disiplinine özgü konularda yeterli bilgi birikimi; bu alandaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri, karmaşık mühendislik problemlerinde kullanabilir.	5
2)	Karmaşık Mekatronik Mühendisliği problemlerini saptama, tanımlama, formüle etme ve çözme becerisi; bu amaçla uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçer ve uygular.	4
3)	Karmaşık mekatronik sistemleri, süreçleri, cihazları veya ürünleri gerçekçi kısıtlar ve koşullar altında, belirli gereksinimleri karşılayacak şekilde tasarlar ve bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygular.	5
4)	Mekatronik Mühendisliği uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern teknik ve araçları geliştirir, seçer ve kullanır; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanır.	5
5)	Karmaşık Mekatronik Mühendisliği problemlerinin veya araştırma konularının incelenmesi için nümerik veya fiziksel deney tasarlar ve yapar, veri toplar, sonuçları analiz eder ve yorumlar.	5
6)	Mekatronik Mühendisliğini ilgilendiren problemlerde bireysel ve ilgili çok disiplinli takımlarda etkin biçimde çalışır.	3
7)	İngilizce ve Türkçe (eğer Türk vatandaşı ise) sözlü ve yazılı etkin iletişim kurma becerisi; alanındaki yenilikleri takip edebilecek düzeyde Ingilizce dil bilgisi (Avrupa Dil Portföyü B1 genel düzeyi) kazanir; etkin rapor yazma ve yazılı raporları anlama, tasarım ve üretim raporları hazırlayabilme, etkin sunum yapabilme, açık ve anlaşılır talimat verme ve alma becerisi kazanır.	4
8)	Yaşam boyu öğrenmenin gerekliliği bilinci; bilgiye erişebilme, bilim ve teknolojideki gelişmeleri izleme ve kendini sürekli yenileme becerilerine sahip olur.	3
9)	Etik ilkelerine uygun davranır, mesleki ve etik sorumluluk bilinci sahibidir; Mekatronik Mühendisliği uygulamalarında kullanılan standartlar hakkında bilgilidir.	1
10)	Proje yönetimi, risk yönetimi ve değişiklik yönetimi gibi, iş hayatındaki uygulamalar hakkında bilgi; girişimcilik, yenilikçilik hakkında farkındalık; sürdürülebilir kalkınma hakkında bilgi edinir.	3
11)	Mekatronik Mühendisliği uygulamalarının evrensel ve toplumsal boyutlarda sağlık, çevre ve güvenlik üzerindeki etkileri ve çağın mühendislik alanına yansıyan sorunları hakkında bilgi sahibidir; Mekatronik mühendisliği çözümlerinin hukuksal sonuçlarının farkındadır.