madsg.com · web viewدارای تایمر زمانی قابل تنظیم که بعد از...

www.prozhe.com بزرگترین و تنها سایت دانلود رایگان پروژه ها و مقاالت دانشجویی

مقدمه : توليدي در كارهاي و بخشهاي مختلف صنعت در اتوماسيون

چند دهه اخير ظه99ور پي99دا ك99رده اس99ت و روز ب99ه روز ن99يز در ح99الً توس99عه مي باش99د. بيش از چن99د ده99ه از ظه99ور كارخانج99ات ك99امال مك99انيزه ك99ه در آنه99ا تم99امي پروس99ه ه99ا اتوماتي99ك ب99وده و ن99يروي انساني در آن نقش اجرائي ن99دارد، نمي گ99ذرد. ام99ا در چن99د س99اله اخ99ير ش99اهد بوج99ود آم99دن كارخانج99ات مك99انيزه اي ب99وده ايم ك99ه طراحي، ساخت و نحوه كار آنها واقعاً حيرت انگ99يز اس99ت. اي99ده و دانش كن999ترل اتوماتي999ك و اس999تفاده از سيس999تمهاي مك999انيزه در كارخانج99ات ب99ه جن99گ جه99اني دوم مي رس99د. م99ا تح99والت عظيم و

چشمگير آن در سالهاي اخير بوقوع پيوسته است.

جهت انج99ام وظ99ایف مختل99فمک99انیکیُربات یا روب99وت وس99یله ای که می توان99د ب99رای عم99ل ب99ه دس99تورات مختل99فماشیناست. یک

گردد و یا یک سری اعمال ویژه انجام دهد. مخصوص99ابرنامه ریزی آن دسته از کارها که فراتر از حد توانایی های طبیعی بش99ر باش99ند. این ماشینهای مکانیکی ب99رای به99تر ب99ه انج99ام رس99اندن اعم99الی از قبیل احساس کردن درک نمودن و جابجایی اشیا یا اعمال تکراری

تولید می شوند.جوشکاریشبیه

1


فصل اول

رباتها ، تاریخچه و انواع آنها

- ربات1-1

ربات یک ماشین هوشمند است که قادر است در شرایط خاص99ی ک99ه در آن قرار می گ99یرد، ک9ار تعری99ف ش99ده ای را انج99ام ده99د و همچ99نین ق99ابلیت

2


تصمیم گیری در شرایط مختل99ف را ن99یز ممکن اس99ت داش99ته باش99د. ب99ا این تعریف می توان گفت ربات ها ب99رای کاره99ای مختلفی می توانن99د تعری99ف و ساخته شوند.مانند کارهایی که انجام آن برای انس99ان غ99یرممکن ی99ا دش99وار

باشد.

کارخانه اتومبیل سازی، قسمتی هست برای مثال در قسمت مونتاژ یک که چرخ زاپاس ماشین را در صندوق عقب قرار می دهند، اگ99ر ی99ک انس99ان

را انجام دهد خیلی زود دچار ناراحتی ه99ایی مث99ل کم99ر درد و ...می این کار شود، اما می توان از یک ربات الکترومکانیکی برای این کار استفاده ک99رد و

یا برای جوشکاری و سایر کارهای دشوار کارخانجات هم همینطور.

ربات هایی که برای اکتشاف در سایر سیارات به کار میروند هم از انواع ربات هایی هستند که در جاهایی که حضور انسان غیرممکن است اس99تفاده

می شوند.

Karelکلم99ه رب99ات توس99ط Capek

R.U.Rنویس999999نده نمایش999999نامه

)روبات ه999ای جه999انی روس999یه( در ابداع شد. ریش99ه این1921سال

)1کلم999ه، کلم999ه چ999ک اس999لواکی

robotnic)ب99999ه مع99999نی ک99999ارگر می باشد.

در نمایش99نامه وی نمون99ه ماش99ین، بع99د از انس99ان ب99دون دارا ب99ودن نقاط ضعف معمولی او، بیش99ترین

قدرت را داشت و در پایان نمایش این ماشین برای مبارزه علیه س99ازندگانخود استفاده شد.

البته پیش از آن یونانیان مجسمه متحرکی ساخته بودند ک99ه نمون99ه اولی99هچیزی بوده که ما امروزه ربات می نامیم.

3


امروزه معموالً کلمه ربات به معنی هر ماشین ساخت بشر که بتواند کار یا عملی که به ط99ور ط99بیعی توس99ط انس99ان انج99ام می ش99ود را انج99ام ده99د،

استفاده می شود.

بیش99تر ربات ه99ا ام99روزه در کارخانه ه99ا ب99رای س99اخت محص99والتی مانن99د اتومبیل؛ الکترونیک و همچنین برای اکتشافات زی99رآب ی99ا در س99یارات دیگ99ر

مورد استفاده قرار می گیرد.

جهت انجام وظایف مختلف است.مکانیکی وسیله ای روبوت یا 1 ُربات گ99ردد وبرنامه ریزی که می تواند برای عمل به دستورات مختلف ماشینیک

یا یک سری اعمال ویژه انجام دهد. مخصوصا آن دسته از کارها که فراتر از حد توانایی های طبیعی بشر باش99ند. این ماش99ینهای مک99انیکی ب9رای به9تر ب99ه انجام رساندن اعمالی از قبیل احساس کردن درک نمودن و جابج99ایی اش99یا

تولید می شوند.جوشکارییا اعمال تکراری شبیه

- تعاریف ربات1-1-1

همیشه بین صاحب نظران رباتیک و فعاالن رباتیک در دانش99گاه ه99ا بحث در مورد تعریف ربات وج9ود داش99ته اس99ت، گ9اهی اوق9ات ب9ر اس99اس تولی9د ربات، در شرکتی، تعریفی صنعتی و ب99ر اس99اس تولی99د آن ش99رکت از رب99ات

ارایه می شود و در مواردی نسبت به تکنولوژی ربات توصیف شده است.

با این همه در زمان کنونی فناوری س99اخت رب99ات در ح99دی اس99ت ک99ه ب99ا تکیه بر تکنولوژی جدید و پیشرفته کن99ونی و ب99ا کمی آین99ده نگ99ری می ت99وان

تعریف عینی و دست یافتنی از ربات کرد.

در این جا چند تعریف معتبر ذکر شده است:

4


یک دستگاه یا وسیله خود کاری که قادر به انجام اعمالی اس99ت ک99ه معم99وال به انسانها نسبت داده می شود و یا مجهز به قابلیتی است که ش99بیه ه99وش

بشری است.

یک ربات هوش99مند ،ماش99ین خودک99ار چن99د منظ99وره ای اس99ت ک99ه طی99ف وسیعی از وظایف متفاوت را، تحت شرایطی که ح99تی ممکن اس99ت ب99ه آن

شناخت کافی نداشته باشد ،همانند انسان آن را انجام دهد.

دو تعريف دیگر در رابطه با كلمه ربات از قرار زير مي باشند :Concise- تعريف99ي كه توسط 1 Oxford Dicصورت گرفت9999ه اس99ت؛ .

ماشيني مكانيكي با ظ99اهر ي9ك انس99ان ك9ه ب9اهوش و مطي99ع ب99وده ولي فاق99د شخص99يت اس99ت. اين تعري99ف چن99دان دقي99ق نيس99ت، زي99را تم99ام رباتهاي موجود داراي ظاهري انساني نبوده و تمايل به چنين امري ن99يز

وجود ندارد. - تعريفي ك99ه توس99ط مؤسس99ه رب99ات آمريك99ا ص99ورت گرفت99ه اس99ت؛2

وسيله اي با دقت عمل زياد كه قابل برنامه ريزي مجدد بوده و توانايي انجام چند كار را دارد و براي حمل مواد، قطع99ات، ابزاره99ا ي99ا سيس99تم هاي تخصصي طراحي شده و داراي حركات مختلف برنامه ريزي شده

است و هدف از ساخت آن انجام وظايف گوناگون مي باشد.

- علم رباتیک1-1-2

5


دانشمند مسلمان کردتبار ، ابو العز بن اسماعیل بن الرزاز الجزری در هجری شمسی در شهر الجزری واقع در شمال عراق امروزی پا515سال

به این جهان گذاشت .او در شهر دیاربکر واقع در ترکیه امروزی مشغول به تحصیل و فرا گیری علم شد و تا آخر عمر در دیاربکر زندگی کرد و در سال

هجری شمسی درگذشت . الزم به ذک99ر اس99ت در آن دوره الج99زری و585 دی99اربکر ج99زئی از س99رزمین ای99ران ب99ود. الج99زری نخس99تین رب99ات قاب99ل برن99امه ریزی انس99ان نم9ا را در اواخ99ر عم99رش س99اخت . ب99ه این علت او ب99ه عنوان پدر علم مهندسی رباتیک جهان ش99ناخته می ش99ود . اخ99تراع او ، ی99ک قایق آبی بود که در آن چهار نوازنده ی مصنوعی موسیقی ب99رای مراس99م و برنامه ه99ای جش99ن س99لطنتی، آهن99گ می نواختن99د و حاض99ران را س99رگرم

و ب99ا کم9ک آب برنام99ه ری9زی می1می کردند ، سازها ب9ه ص9ورت هی9درولیک دانستنی ه$$ایی در هجری شمسی کتابی با نام " 585شود . او در سال

" نوشت . این ربات انسان نما و چن99درابطه با مکانیزم های هوشمند مکانیزم موتوری انتقال آب و چند ساعت از زیب99ا ت99رین طرحه99ای او در این

کتاب می باشد.

علم رباتیک از سه شاخه اصلی تشکیل شده است :

)الکترونیک ) شامل مغز ربات)مکانیک )شامل بدنه فیزیکی ربات)نرم افزار )شامل قوه تفکر و تصمیم گیری ربات

اگریک ربات را به یک انسان تش99بیه ک99نیم، بخش99هایی مرب99وط ب99ه ظ99اهر فیزیکی انسان را متخصصان مکانیک می سازند، مغ99ز رب99ات را متخصص99ان الکترونی99ک توس99ط م99دارای پیچی99ده الکترونی99ک ط99راحی و می س99ازند و کارشناسان نرم افزار قوه تفکر را به وسیله برنام99ه ه99ای ک99امپیوتری ب99رای ربات شبیه سازی می کنند تا در موقعیتهای خاص ، فعالیت مناسب را انجام

دهد.

- مزایای رباتها1-1-3

6


- رباتیک و اتوماسیون در بسیاری از موارد می توانند ایمنی، میزان تولی99د،1

بهره و کیفیت محصوالت را افزایش دهند. رباتها می توانند در موقعیت های خطرناک ک9ار کنن99د و ب9ا این ک9ار ج9ان -2

ه9999999999999999زاران انس9999999999999999ان را نج9999999999999999ات دهن9999999999999999د. رباتها به راحتی محیط اطراف خود توجه ندارند و نیازهای انسانی ب99رای -3

آنها مفهومی ندارد. رباتها هیچگاه خسته نمی شوند. دقت رباتها خیلی بیشتر از انسانها است آنها در حد میلی یا حتی میک99رو -4

اینچ دقت دارن9999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999د. رباتها می توانند در یک لحظه چند کار را با هم انجام دهن99د ولی انس99انها -5

در یک لحظه تنها یک کار انجام می دهند.

- معایب رباتها1-1-4 رباتها در موقعیتهای اضطراری توان99ایی پاس99خگویی مناس99ب ندارن99د ک99ه -1

این مطلب می تواند بسیار خطرناک باشد. رباتها هزینه بر هستند. -2

قابلیت های محدود دارند یعنی فقط کاری که برای آن ساخته شده ان99د -3را انج9999999999999999999999999999999999999999ام می دهن9999999999999999999999999999999999999999د.

- تاریخچه رباتها1-2

Bishop) م : بیش99اپ آل99برتوس م99اگنوس1250 ح99دود س99ال Albertus

Magnus) ضیافتی ترتیب داد که درآن ، میزبانان آهنی از مهمانان پ99ذیرایی

7


Thomas)می کردند . سنت توماس آکویناس Aquinas) برآش99فته ش99د ، میزبان آهنی را تکه تکه کرد و بیشاپ را ساحر و جادوگر خواند .

م : دکارت ماشین خودکاری به ص99ورت ی99ک خ99انم س99اخت و1640 سال Maآن را fille Francineمی نامید . این ماشین که دکارت را در ی99ک س99فر

دریایی همراهی می کرد ، توسط کاپیتان کشتی به آب پرتاب ش99د چ99را ک99هوی تصور می کرد این موجود ساخته شیطان است.

Jacques)م : ژاک دواکانس99ن 1738 س99ال de Vaucanson )ی99ک اردک قطع9ه تش9کیل ش9ده ب9ود . این اردک4000مکانیکی ساخت که از بیش از

می توانست از خود صدا تولید کند ، شنا کند ، آب بنوشد ، دانه بخ9ورد و آن را هض99م و س99پس دف99ع کن99د . ام99روزه در م99ورد مح99ل نگه99داری این اردک

اطالعی در دست نیست.

Karakuriم : یک مدل ساده از ربات که18 قرن Ningyo نامی99ده میش99د در ژاپن به وجود آمد . این عروسک در مراسم چ99ای ژاپ99نی م99ورد اس99تفاده قرار گرفت و از چوب ساخته می شد . هنگ99امی ک99ه ی99ک فنج99ان در س99ینی قرار می گرفت , یک استوپر توسط ف99نری ک99ه ب99ه ب99ازوی عروس99ک متص99ل شده بود آزاد شده و با برداشتتن فنجان از سینی مجدداً ب99ه ج99ای خ99ود ب99از می گشت . وقتی دوباره فنجان در ج99ای خ99ود ق99رار می گ99یرد وزن فنج99ان مجداً استویییپر را تحریک می کرد و این ح99رکت دوب99اره اس99توپر را آزاد می نمود که این کار دستگیره را فشار می داد و باعث می شد عروسک ب99ا ی99ک

دوباره به وضعیت اولیه خود باز گردد.Uحرکت

( س99اخته ش99د ک99هMaillardetم : عروسکی توسط میالردت )1805 سال می توانست به زبان انگلیسی و فرانسوی بنویسد و مناظری را نقاشی کند

( برای اولین بار از کلمه ربات )Karel Capekم : کارل چاپک )1923. سال robotدر نمایشنامه خود به عنوان آدم مصنوعی استفاده کرد . کلمه ربات )

گرفته شده است که ب99ه مع99نی ب99رده و ک99ارگر م99زدور robotaاز کلمه چک است . موضوع نمایشنامه چاپک ، کنترل انسانها توسط رباتها ب99ود . ولی او

8


هرگون99ه امک99ان ج99ایگزینی انس99ان ب99ا رب99ات و ی99ا اینک99ه رباته99ا از احس99اسبرخوردار شوند ، عاشق شوند ، یا تنفر پیدا کنند را رد می کرد .

Westinghouseم : شرکت وستینگهاوس )1940 سال Coسگی به ن99ام ). ( س99اخت ک99ه هم از قطع99ات مک99انیکی و هم الک99تریکی درSparkoاسپارکو )

ساخت آن استفاده شده بود . این اولین باری بود که از قطع99ات الک99تریکینیز همراه با قطعات مکانیکی استفاده می شد .

( اولین بار توسط ایزاک آس99یموفroboticsم : کلمه رباتیک )1942 سال در یک داستان کوتاه ارائه شد.

( نویسنده کتابهای توصیفی درب99اره عل99وم1992-1920 ایزاک آسیموف )و داستانهای علمی تخیلی است .

م : تکنولوژی کامپیوتر پیشرفت کرد و صنعت کن99ترل متح99ول1950 دهه ش99د . س99ؤاالتی مط99رح ش99دند. مثالً : آی99ا ک99امپیوتر ی99ک رب99ات غ99یر متح99رک

م : عصر ربات ها با ارائ99ه اولین رب99ات آدم نم99ا توس99ط1954است ؟ سال ( شروع شد .George Devolجرج دوول )

م : پس از توسعه فعالیتهای تکنولوژی ی99ک ک99ه بع99د از جن99گ1956 سال Georgeجه9انی دوم، ی9ک مالق9ات ت9اریخی بین ج9ورج س9ی.دوول) C.Devol)

Joseph)مخ9999ترع و ک9999ارآفرین ص9999احب ن9999ام ، و ژوزف اف . انگل9999برگر

F.Engelberger)ک99ه ی99ک مهن99دس ب99ا س99ابقه ب99ود ، ص99ورت گ99رفت . در این مالقات آنها به بحث در مورد داستان آسیموف پرداختند . ایش99ان س99پس ب99ه موفقیته9ای اساس9ی در تولی99د رباته9ا دس9ت یافتن9د و ب9ا تأس99یس ش9رکتهای

برگرفت99هUnimateتجاری ، به تولید ربات مشغول شدند. انگلبرگر ش99رکت Universalاز Automationرا برای تولی9د رب9ات پای99ه گ9ذاری ک99رد . نخس9تین

( برای انجامGeneral Motorsرباتهای این شرکت در کارخانه جنرال موتورز ) پدر رباتیککارهای دشوار در خودروسازی به کار گرفته شد . انگلبرگر را

نامیده اند .

9


م : رباتهای صنعتی زیادی ساخته شدند . انجمن صنایع رباتیک1960 دهه این تعریف را برای ربات صنعتی ارائه کرد :ربات ص99نعتی ی99ک وس99یلة چن99د کاره و با قابلیت برنامه ریزی چند باره است ک99ه ب99رای جابج99ایی قطع99ات ، مواد ، ابزارها یا وسایل خ99اص بوس99یلة حرک99ات برنام99ه ری99زی ش99ده، ب99رای

انجام کارهای متنوع استفاده می شود .

م : ش99رکت خودروس99ازی ج99نرال موت99ورز نخس99تین رب99ات1962 س99ال Unimate . را در خط مونتاژ خود به کار گرفت

Ralphم : رالف موزر )1967 سال Moser( از شرکت جنرال الکتری99ک )General Electeric. نخستین ربات چهارپا را اختراع کرد )

ی99ک رب99ات ش99ش پ99ا ارائ99ه ک99رد ک99ه می Odeticsم : شرکت 1983 سال توانست از موانع عبور کند و بارهای سنگینی را نیز با خود حمل کند .

م : نخستین رباتی که به تنهایی توان99ایی راه رفتن داش99ت در1985 سال ساخته شد .1دانشگاه ایالتی اهایو

( نخستین ربات انس99ان نم99ا Hondaم : شرکت ژاپنی هندا ) 1996 سال را ارائ99ه ک99رد ک99ه ب99ا دو دس99ت و دو پ99ا ط99وری ط99راحی ش99ده ب99ود ک99ه می توانس99ت راه ب99رود، از پل99ه ب99اال ب99رود، روی ص99ندلی بنش99یند و بلن99د ش99ود و

کیلوگرم را حمل کند .5بارهایی به وزن

رباتها روز به روز هوشمندتر می شوند تا هرچه بیشتر در کاره99ای س99خت وپر خطر به یاری انسانها بیایند .

10


- دسته بندي رباتها1-3

رباتها در سطوح مختلف دو خاصيت مشخص را دارا مي باشند :- تنوع در عملكرد1 - قابليت تطبيق خودكار با محيط2

به منظور دسته بندي رباتها الزم است كه قادر به تعري99ف و تش99خيص ان99واعمختلف آنها باشيم.

سه دسته بندي مختلف در مورد رباتها وجود دارد : دسته بندي اتحادي999999ه رباتهاي ژاپني دسته بندي مؤسسه رباتيك آمريكادسته بندي اتحاديه فرانسوي رباتهاي صنعتي

- دسته بندي اتحاديه رباتهاي ژاپني1-3-1انجمن رباتهاي صنعتي ژاپن، رباتها را به شش گروه زير تقسيم مي كند :

- يك دست مكانيكي كه توسط اپراتور كار مي كند : وس99يله اي اس99ت ك99ه1داراي درجات آزادي متعدد بوده و توسط عامل انساني كار مي كند.

11


- ربات با تركيبات ثابت : اين دسته رباته99ا ب99ا تركيب99ات ث99ابت ط99راحي مي2 شوند. در اين ح99الت ي99ك دس99ت مك99انيكي كاره99اي مك99انيكي را ب99ا ق99دمهاي متوالي تعريف شده انجام مي دهد و ب99ه س99ادگي ت99رتيب كاره99ا قاب99ل تغي99ير

نيست. - ربات با تركيبات متغير : ي99ك دس99ت مك9انيكي ك9ه كاره99اي تك9راري را ب99ا3

قدمهاي متوالي و با ت99رتيب تعري9ف ش99ده، انج99ام مي ده9د و اين ت9رتيب ب9هسادگي قابل تغيير است.

- ربات قابل آموزش : اپراتور در ابتداي امر به صورت دستي با هدايت ي99ا4 كنترل ربات كاري را كه باي99د انج99ام ش99ود، انج99ام مي ده99د و رب99ات مراح99ل انجام وظيفه را در حافظه ضبط مي كند. هر وقت كه الزم باشد، مي ت99وان اطالعات ضبط شده را از ربات درخواست نمود و ربات وظيف9ه درخواس99ت

شده را بصورت خودكار انجام مي دهد. - رب99ات ب99ا كن99ترل ع99ددي : اپرات99ور وظيف99ه رب99ات را توس99ط ي99ك برنام99ه5

كامپيوتري به او تفهيم مي نماي99د و ني99ازي ب99ه ه99دايت دس99تي رب99ات نيس99ت. درواقع ربات با كنترل عددي، رباتي است كه ب99ا برنام99ه ك9امپيوتري ك99ار مي

كند. - ربات باهوش : اين ربات درك از محيط و استعداد انجام كار با توج99ه ب99ه6

تغيير در شرايط و محدوده عمل كار را دارد.

- دسته بندي مؤسسه رباتيك آمريكا1-3-2 را به عنوان ربات پذيرفته6 و 5 و 4 و 3انستيتوي رباتيك آمريكا تنها موارد

است.

- دسته بندي اتحاديه فرانسوي رباتهاي صنعتي1-3-3مؤسسه ربات صنعتي فرانسوي، رباتها را به شكل زير تقسيم كرده است :

1 : دستگاهي كه توسط دست يا از راه دور كنترل مي شود )م99ورد Aنوع طبقه بندي قبل(.

: وسيلة حمل كنن99ده خودك99ار ب99ا ي99ك س99يكل محاس99به ش99ده از قب99لBنوع طبقه بندي قبل(.3 و 2)موارد

12


5 و 4 : دستگاهي قابل برنامه ريزي و با توانايي خود كنترل )موارد Cنوع طبقه بندي قبل(.

: دستگاهي ك99ه ق99ادر اس99ت اطالع99ات معي99ني از محي99ط را بدس99تDنوع طبقه بندي قبل(.6بياورد و به عنوان ربات باهوش معروف است )مورد

- انواع رباتها1-4

رباتهای امروزی ک99ه ش99امل قطع99ات الک99ترونيکی و مک99انيکی هس99تند در ابتدا به صورت بازوهای مکانيکی برای جابجايی قطعات و يا کاره99ای س99اده و تکراری که موجب خستگی و عدم تمرکز کارگر و افت بازده میشد بوجود

( نام دارند.جابجاگرها معم99والmanipulatorآمدند. اينگونه رباتها جابجاگر ) در نقطه ثابت و در فضای کامال کنترل شده در کارخانه نصب میشوند و ب99ه غير از وظيفه ای که به خاطر آن طراحی شده اند قادر به انجام کار ديگری نيستند. اين وظيفه ميتواند در حد بسته بندی توليدات, کن99ترل کيفيت و ج99دا کردن توليدات بی کيفيت, و يا کاره99ای پيچي99ده ت99ری همچ99ون جوش99کاری و

رنگزنی با دقت باال باشد.

نوع ديگر رباتها که امروزه مورد توج99ه بيش99تری اس99ت رباته99ای متح99رک هستند که مانند رباتهای جابجا کننده در محيط ثابت و ش99رايط کن99ترل ش99ده کار نمي کنند. بلک99ه همانن99د موج99ودات زن99ده در دني99ای واقعی و ب99ا ش99رايط واقعی زندگی میکنند و سير اتفاقاتی که ربات بايد با انها روبرو شود از قبل مشخص نيست. در اين نوع ربات هاست ک99ه تکني99ک ه99ای ه99وش مص99نوعی

مي بايست در کنترلر ربات)مغز ربات( به کار گرفته شود.

- رباتهای متحرک1-4-1

- رباتهای چرخ داربا انواع چرخ عادی1

13


و يا شنی تانک و با پيکربندی های مختلفيک, دو يا چند قسمتی

رباتهای پادار مثل سگ اسباب -2بازی

AIBO ساخت سونی که در شکل باال نشان داده شد يا ربات ASIMO

ساخت شرکت هوندا

رباتهای پرنده -3

( که ترکيبی از رباتهای باال يا ترکيب با1- رباتهای چند گانه)هايبريد4جابجاگرها هستند

- ربات همکار1-4-2

رباتهای همکار رباتهایی هستند که با کمک هم يک کارو انجام می دهند و کارهای انها بهم مربوط است و از هم مستقل نيست. در اين مجموعه دو

روبات چشم هست )چپ و راست(، و يک روبات دست )وسط(. کارآنها اين است که: چشکها محيط رو می بينند و اطالعات مربوط رو به کامپيوتر

می فرستند.

14


محيط را آناليز می کند و اگر در آن جسمimage processingکامپيوتر با قرمزی ببيند، ان را پيدا مي کند. يعنی اينکه اين سيستم به اشيای قرمز

رنگ حساس است ) که البته می تواند به رنگهای ديگر باشد( بعد با استفاده از روابط هندسی با توجه به زاويه ديد دوربينها مکان جسم رادر

درجه3فضا پيدا مي شود و اگه در محدوده روبات دست باشد، اين روبات .آزادی به حرکت درمي ايد و جسم رو در فضا می گيرد

- نانوبات ها1-4-3

اگر چه در حال حاضر كارايي هاي انسان و روبات با هم قابل مقايسه در مورد آينده عقيده ديگري دارد. او كه نويسنده1نيستند، اما ري كورزويل

و متخصص رشته كامپيوتر است در يكي از نوشته هاي خود با صراحت انسان با توجه به روند شناخت2029اظهار اميدواري كرده است تا سال

و ساخت هوش مصنوعي ميتواند روباتي را بسازد كه در هوش و تصميم انسان2030گيري با انسان برابر باشد. كورزويل معتقد است در سالهاي

يا روباتهاي بسيار كوچك را جهتNanobotsخواهد توانست نانوبات افزايش شعور به مغز خود بفرستد. اين نانو روباتها به اندازه سلولهاي

خون هسنتد و از طريق جريان خون در رگها به مغز انتقال خواهند يافت. كورزويل در مقابل كميته علوم كنگره آمريكا اعتراف كرده است در حال

حاضر انسان از چنين تكنولوژي برخوردار است و آن را بر روي تعدادي حيوان نيز آزمايش كرده است. او در ادامه شهادت خود در كنگره آمريكا

ننو روبات به بدن7اضافه كرده است دانشمندان توانسته اند با انتقال موش آزمايشگاهي ديابت او را عالج كرده و انسولين را از منذهاي پوست

شگفتي در راه است، برتري انسانخارج كنند.آخرين كتاب كورزويل "" نيز بر اساس پيش بيني هاي علمي او نوشته شده است. 2بر بيولوژي

15


سال آينده ننوبات ها در خون جاري در رگها25او در اين كتاب مينويسد در هر نوع بيماري را با نابود كردن عوامل بيماري زا از بين برده و پس از

خارج كردن آثار باقيمانده مرض همزمان به مرمت اشتباهات موجود در دي ان اي و ساختار بيولوژيكي انساني خواهد پرداخت. كورزويل در بخش

تا2020اقتصادي ورود روبات به خانه ها اعتقاد دارد در فاصله سالهاي هر كس با2030

كمك روبات و و1ننوتكنولوژي

توليد كننده هاي مولكول، در خانه خود قادر خواهد

را تهيه كند.2بود هر نوع محصول غير ارگانيك

- طبقه بندي رباتها1-5

16


تا بحال طرح هاي زيادي در طبقه بندي رباتها ارائه شده است كه بيشتر آنها به بعضي جوانب رفتاري يا فيزيكي ربات توج99ه داش99ته ان99د. ولي طبق99ه بندي استانداردي در مورد ربات وجود ندارد. با طبقه بن99دي رباته99ا مي ت99وان مشخصه هاي آنها را با هم مقايسه كرد و براي يك ك9اربرد بخص9وص، رب9ات

مناسب را انتخاب كرد :- طبقه بندي رباتها از نقطه نظر كاربرد1-5-1

از نقطه نظر كاربرد، رباتها را مي توان به سه دسته تقسيم كرد :- رباتهاي صنعتي1-5-1-1

بسياري از رباتها قادر به انجام عمليات الزم ب99راي تولي99دات ص99نعتي مي باشند. رباته9اي جوش99كار، رن99گ پ99اش، مونت99اژ كنن99ده و غ99يره، رباته99ايي مي

باشند كه در صنعت كاربرد فراواني دارند.

- رباتهاي شخصي و علمي1-5-1-2 بيشتر رباتهاي علمي قابليتهاي بهتري نسبت ب9ه رباته9اي ص9نعتي دارن99د. اين گونه رباتها در تعداد كم ساخته مي شوند و ه99دف اص99لي به99ره ب99رداري علمي از آنهاس99ت. اين گون99ه رباته99ا بيش99تر در زمين99ه تحقي99ق در ه99وش مصنوعي س99اخته مي ش99وند و كن99ترلر بخصوص99ي ندارن99د و ي99ك ك99امپيوتر از طريق زبانه99اي برنامه نويس9ي سطح باال كنترلر آنها مي باش99د. معم99والً ب99ه

خاطر سرعت و دقت كم، قيمت كمتري دارند.

- رباتهاي نظامي1-5-1-3 اين رباتها داراي مواد منفجره و سالح هاي گردان مي باشند و ب99ا محي99ط خود از طريق سنسور ارتباط برقرار مي كنند. همچ9نين اين رباته9ا ق9ادر ب9ه

ارتباط برقرار كردن با اپراتور انسان و ديگر سيستم ها مي باشند.

- طبقه بندی از نقطه نظر استراتژي كنترل در نسلهاي ربات1-5-2 اين تقس99يم بن99دي ه99ا در حقيقت متكي ب99ه اص99ول سيس99تمهاي كن99ترلي

رباتهاست و بصورت زير نامگذاري شده اند :- نسل اول1-5-2-1

17


در اولين نسل، كنترل فقط در يك س99ري نق99اط توق99ف انج99ام مي گ99يرد. اينگونه كنترل به كنترل حلقه باز معروف مي باشد. اين ن99وع رباته99ا مح99دود به انجام حركات كوچك )حركت دادن قطعه اي از يك نقطه به نقطه ديگ99ر(

مي باشند.- نسل دوم1-5-2-2

ساختار كنترلي اين نسل همان ساختار حلق99ه ب99از مي باش99د ولي بع99وض يك سري كليدهاي كنترلي، حرك99ات كن99ترلي توس99ط ي99ك س99ري ع99دد ك99ه در حافظه سيستم ضبط شده اند، انجام مي گيرد. بعضي رباتهاي امروزي جزو همين نس99ل مي باش99ند ك99ه ب99ه نس99ل اول كلي ق9999999ابليت و ت9999999وان كامپيوتري اضافه كرده اند و تنها كار هوش99مند آنها يادگيري يك س99ري از عمليات براي ب99ازوي مكانيكي مي باش99د ك99ه توسط اپراتور انسان و

به كمك جعبه كنترلانجام مي گيرد.

18


: كنترلر نسل اول4شكل و دوم رباتها

اين رباتها قابليت نشان دادن عكس العمل در برابر حوادث پيش بيني نشده را ندارن9د. ب9ه عب99ارت ديگ99ر، بخش كن99ترلر در نس9ل اول مك9انيكي و در اين

نسل الكترونيكي مي باشد. براي اين رباتها بايستي محيط كارخانه با دقت هر چه تمامتر مناسب آنها وفق داده شود، قطعات با دقت زياد در موقعيت مناسب خود قرار گيرن99د و روابط بين ماش99ينها ب99ه دقت معين ش99وند. بيش99تر ك9اربرد اينگون99ه رباته9ا در

در ص99فحه2-4كاربرده99اي جوش99كاري و رن99گ پاش99ي مي باش99د. ش99كل شماتيك كنترل نسل اول و دوم را نشان مي دهد.19

- نسل سوم1-5-2-3 س99ال مي گ99ذرد. سيس99تم كن99ترلي20 ت99ا 15 از اختراع نسل سوم رباتها

اين نسل به كنترل حلقه بسته معروف مي باشد. در اين نسل، كنترلر ربات يا يك كامپيوتر مي باشد و يا يك پروسسور ارزان قيمت مي باشد كه ب99ه آن اضافه شده است. بدين ترتيب رباتهاي نس99ل دوم داراي قابليته99اي زي99ادتري شده و نسل سوم بوج99ود آم99ده اس99ت. ب99ا اض99افه ش99دن ق99درت محاس99بات كامپيوتري، محاسبات الزم براي كنترل حركت هر درج99ه ازادي جهت انج99ام حركت صاف عام9ل نه9ايي در ط99ول مس99ير تع9يين ش99ده، بص99ورت بالدرن99گ انج99ام مي گ99يرد. وض99عيت محي99ط اط99راف از طري99ق سنس99ورهاي ن99يرو و گشتاور اخذ شده و در كنترل بكار گرفته مي شود. با حض99ور سنس99ورهاي متفاوت، چندين ربات مي توانند بي هيچ مشكلي كارهاي متف99اوتي را انج99ام دهند. برنامه ريزي اينگونه رباتها به كمك يك سري زبانهاي سطح باال انج99ام

مي گيرد. مشاهده مي كنيد. كاربرده99اي2-5 شماتيك كل اين سيستمها را در شكل

اين نسل جوشكاري نقطه اي، رنگ پاشي، مونتاژ مي باشند.

19


: كنترلر نسل سوم رباتها5 شكل

- نسل چهارم1-5-2-4 نسل چهارم رباتها در چند سال اخ9ير مع9رفي ش99ده اس9ت ولي پتانس9يل كامل كاري آنها به زودي محقق نمي شود. در اين نسل، رباتها داراي ه99وش مصنوعي بوده و ادراكاتي بيشتر از نسل سوم مانند قدرت تص99ميم گ99يري و تشخيص طرح و ابعاد قطعه و همچنين تكميل و تصحيح حركات در عملي99ات مختلف را دارا مي باشند. قدرت بينايي، مش99ابه س99ازي از ت99أثيرات محيطي به صورت ديجيتال و استفاده از سنسورها از ويژگيه99اي اين نس99ل از رباته99ا است. در اين رباته99ا، چن99دين پروسس99ور وج99ود دارن99د ك99ه ه99ر ي99ك بص99ورت آسنكرون ي9ك س99ري عملك9رد بخص99وص را انج9ام مي دهن99د و ي9ك ك9امپيوتر ناظر، مسئول هماهنگي و نظارت بر اين پروسس99ورها ب99وده و عملكرده99اي سطح باال را براي آنها مهي9ا مي كن99د. ه9ر پروسس9ور س99يگنالهاي سنس9وري داخلي )م99وقعيت، س99رعت و جهت( را دري99افت مي كن99د، بخش99ي از كن99ترل كننده سرو سيستم مي باش99د. ك9امپيوتر ن9اظر ب99ر پروسس9ورها، محاس99بات هماهنگ كننده بين عمليات پروسسورها را انجام مي ده9د و ب9ا سنس9ورهاي خارجي و تجهيزات و كامپيوترهاي ديگر ارتباط دارد و برنامه ه99اي متن99وع را

20


اجرا مي كند. هدف اصلي در اين نس99ل ط99راحي پ99ردازش سلس99له مرات99بي توزيعي مي باشد كه ق99ابليت انعط99اف را ب99اال ب99رده و بس99ادگي تغي99يرات را فراهم مي كند. در اين نسل سنسورها در نهايت باهوش99ي پ99يرامون خ99ود را احساس كرده و با استفاده از مفاهيم هوش مصنوعي و ب99ا زي99ركي ه99ر چ99ه تمامتر و با وجود كمترين اطالعات، ك99ار خ99ود را ب99ه نح99و احس99ن انج99ام مي

شماتيك كنترل اين نسل را نمايش مي دهد.2-6دهند. شكل

: كنترلر نسل چهارم رباتها6 شكل

- طبقه بندي از نقطه نظر محرك مفصلها1-5-3 هر محور حركت داراي يك كارانداز مي باش99د ك99ه س99يگنالهاي الك99تريكي ك99امپيوتر را ب99ه حرك99ات مك99انيكي تب99ديل مي كن99د. در بيش99تر رباته99اي تحت

21


كنترل كامپيوتر، محورهاي حركت تحت سيستم هاي حلقه بسته كن99ترل مي ش99وند. س99يگنال برگش9تي ب9ا مق99دار واقعي مقايس9ه ش99ده و تص99ميم گ9يري مناسب براي رف9ع م9يزان خط9ا انج9ام مي گ9يرد ت9أمين كنن99ده ه9اي مح99رك مفص99لها عبارتن99د از : ن99يروي الك99تريكي، ن99يروي هي99دروليكي و ن99يروي

.1پنوماتيكي

- سيستمهاي الكتريكي1-5-3-1 سيس99تمهاي ان99رژي الك99تريكي يكي از ان99واع سيس99تمهاي ت99أمين ن99يروي محرك99ه رب99ات مي باش99د. يكي از مزيته99اي اين سيس99تم ه99ا ايج99اد ن99يرو و افزايش آن به نرمي و با سرعت كم و كاهش آن به نرمي و بدون هيچگون99ه شوك مي باشد. سيستمهاي الكتريكي براي جوشكاري با ق99وس الك99تريكي، جوشكاري نقطه اي، حمل مواد و سوراخ كاري در خط توليد مورد اس99تفاده

قرار مي گيرند. موتورهاي الكتريكي مي توانند با جريان مستقيم و جريان متن99اوب م99ورد

استفاده قرار گيرند. البته هر كدام از مح99دوديتها و اس99تفاده ه99اي خ99اص خ99ود را دارا مي باش99د. قصد نداريم كه كاركرد تك تك آنها را شرح دهيم و توضيح مختصري درب99اره

موتورهايي كه بيشتر در رباتها استفاده مي شوند، خواهيم داشت.

DC- موتورهاي1-5-3-2 بشكلهاي سري، شنت )موازي( و تركيبي )كمپون99د( وج99ودDC موتورهاي

مي تواند با تنظيم ولتاژ يا جري99انDCدارند. كنترل كردن سرعت موتورهاي و يا هر دو صورت گيرد. جهت حركت آنها به راحتي با معكوس كردن قطبها

و جهت جريان اعمالي، معكوس مي شود. م99وردDCمقاومتهاي متغير نيز مي توانند ب99راي كن99ترل س99رعت موتوره99اي

استفاده قرار گيرند. مقاومت بصورت سري با سيم پيچها بسته مي ش99ود وبا تنظيم آن ولتاژ مورد نياز موتور كاهش يا افزايش مي يابد.

بايد استفادهDCبراي اينكه بتوان دريافت كه در چه مواقعي از كدام موتور نمود. مي بايستي مشخصه هاي آنها را با هم مقايس99ه ك99رد. ب99راي مقايس99ه

22


كافي است كه به مشخصه هاي گشتاور و سرعت نوع موتورها توجه ك99نيم، ، ب99ا ت99وان اس99مي يكس99ان را ب99ا همDC(. اگر موتوره99اي مختل99ف 1)نمودار

مقايسه كنيم. در اين صورت تمامي مشخصه ها در يك نقطه تالقي خواهن99د داشت و اين نقطه مربوط به مقادير اسمي مشترك مي باشد. ب99ا توج99ه ب99ه مح99دوده تغي99يرات ب99اري ك99ه باي99د توس99ط موت99ور بچرخ99د، مي ت99وان موت99ور

مناسبي را انتخاب نمود.

DC : مقايسه موتورهاي 1 نمودار

ACموتورهاي - 1-5-3-3

ه99وا ي99ا پمپ ه99اي1 ب99راي راه ان99دازي كمپرس99ورهايAC موتوره99ايهيدروليكي و ديگر تجهيزات صنعتي مورد استفاده قرار مي گيرند.

23


فصل دوم

کاربرد رباتها و اجزاء آنها

-کاربرد رباتها2-1 1- ربات آدم نمای اعالم خطر2-1-1

این ربات یک آدم نمای ابتکاری است که به منظور اعالم خط99ر در ج99اده ها و جایگاه های خطر برای وسایل یا افراد عبوری جهت کاهش هزینه ه99ای

نیروی انسانی و خطرات نهفته در این گونه مشاغل و فع99الیت ه99ا م99ورد اس99تفاده

قرار می گیرد. دارای چشم الکترونیکی حساس به حرکت اجسام، خودروها و انسان با برد

متر جلو تر از دستگاه ربات200 متر و قابل استفاده تا مسافت 15دارای برد میکروکنترلی قابل برنامه ریزی برای انواع کاربرد ها

دارای تایمر زمانی قابل تنظیم که بعد از مشاهده جسم متحرک تا دو دقیقهبازوها را به حرکت وا میدارد

دارای یک بازوی متحرک با حرکت شبیه به دست انسان و دو درجه آزادیقابل جدا کردن به دو بخش برای حمل و نقل آسان

قابل استفاده از برق و باطری

24


دارای فالشر و چراغ خطر جهت کار در شبدرای آژیر صوتی جهت اعالم خطر

دارای قابلیت نصب سیستم حفاظتیکاربرد ها

استفاده در ج9اده ،اتوبانه9ا، بزرگ9راه ه9ا، ب99ه منظ9ور اخطارب99ه خودروه9ا در هنگام نزدیک شدن به محل های در دست تعمیر یا محل هایی ک99ه ک99ارگران

مشغول به کار هستند.

استفاده در خیابانها و معابری که در دس99ت تعم99یر، تغی99یر ی99ا انج99ام فع99الیتهای عمرانی است

استفاده در جاده ها به منظور اخطار به خودروها برای کاهش سرعت یا اتخاذ آمادگی بیشتر استفاده در جاده ها، پیچ ها و...به منظور کاهش جرایم

رانندگی استفاده در مراکزی همانند کارگاههای سد سازی، نصب پل و ساختن مجتمع

های تولیدیضریب اطمینان مناسب

فوق العاده ایمنی کاهش هزینه های پرسنلی

فرهنگ سازی

- ربات ها براي تقليد رفتار حيوانات2-1-2 ربات ها براي تقليد رفتارحيوانات و حشرات بك99ار گرفت9ه مي ش99وند. ب9ه گزارش بخش خبر شبكه فن آوري اطالعات ايران، از م99وج،محققين موف99ق شده اند به كمك ربات بسيار ريزي سوسك ه99ا را كن99ترل كنن99د اين موض99وع مي تواند جهت ارتباط با انواع مختلفي از حيوانات در آين99ده م99ورد اس99تفاده

ط99راح اين برنام99ه اس99ت ك99ه رب99اتي را 1قرار گيرد . انجمن تكنول99وژي اروپا مجه99ز ب99ه دو موت99ور،چ99رخ ،ب99اتري ه99اي قاب99ل ش99ارژ،چن99دين پردازن99ده

25


كامپيوتري ،يك دوربين سبك براي دريافت احساسات و بازوه9ائي مجه9ز ب9ه سنسورساخته است. وقتي اين ربات در يك جاي پر از پيچ و خم و پوش99انده شده با ديوارها قرار مي گيرد ، به راحتي حركت مي كند، مي چرخ99د و مي ايستد و مي تواند راه خود را ب99دون برخ99ورد ب99ا ديواره99ا و موان99ع پي99دا كن99دو وقتي در كنار سوسكي قرارمي گيرد به سرعت رفتاره99اي آن را تقلي99د مي كند. اين ربات حتي قادر است انواع مختلفي از راه ه99اي ارتب99اطي را اج99راكند و سوسك را طوري گول بزند كه آن را به عنوان حشره واقعي بپذيرد.

اين گروه سوسك را به عنوان نمونه اوليه آزمايشات خود بكار گرفتند چ9ون رفتارهاي آن نسبت به ساير گونه هاي حشرات مانن99د مورچ9ه هابيش9ترقابل

درك است. اين ربات نه تنها رفتار سوسك ها تقليد مي كند بلكه در تغيير رفتار سوسك ها نيز بسيار موفق بوده به طوريك99ه ب99ا حركت اين ربات به سمت ن99ور سوس99ك ه99ا ن99يز ب99ه تبعيت از آن ب99ه س99مت ن99ور ح99ركت مي كنن99د و در آن مك99ان تجم99ع مي كنند .اين موضوع نشان مي دهد كه انس999ان ب999ه زودي ق999ادر خواه999د ب999ود

رفتارهاي حشراتي كه به صورت گروهي زندگي مي كنند راماهرانه تقليد

كند.

- ربات تعقيب خط2-1-3 نوعي از ربات است كه وظيفه اصلي آن تعقيب كردن مس99يري ب99ه رن99گ مثال سياه در زمينه اي به رنگ متف9اوت مشخص9ي مثال س99فيد اس9ت. يكي از

26


كاربرد ه99اي عم99ده اين رب99ات، حمل و نق99ل وس99ايل و كااله99اي مختل99ف در كارخانج999999999999ات، بيمارس9999999999تان ها، فروش999999999999گاه ها، كتابخانه ه99999999ا و ... مي باش9999د. رب9999ات تعقيب خط ت99ا ح9دي ق9999ادر ب9999ه انج9999ام وظيف999ه كت999اب داريمي باشد. كتابخانه ها ب99ه اين ص99ورت ك99ه بعد از دادن كد كت99اب، رب99ات ب99ا دنب99ال ك99ردن مس99يري ك99ه ك9د آن را تع99يين مي كند، به محلي كه كتاب در آن قرار گرفته مي رود و كتاب را برداش99ته و ب99ه ن99زد م99ا مي آورد. مث99ال ديگ99ر ك99اربرد اين ن99وع رب99ات در بيمارس99تان هاي پيشرفته است، كف بيمارستان هاي پيش99رفته خ99ط كش99ي هايي ب99ه رنگ ه99اي مختلف به منظور هدايت ربات هاي پس فايندر به محل هاي مختلف مثال رن99گ قرمز به ات99اق ج99راحي ي99ا آبي ب99ه ات99اق زايم99ان ، وج99ود دارد. بيم99اراني ك99ه توانايي حركت كردن و جابه جا شدن را ندارند و بايد از ويلچر استفاده كنند، اين ويلچير نقش ربات تعقيب خط را دارد، و بيمار را از روي مسير مشخص به محل مطل99وب مي ب99رد. و خالص99ه كاربرده99اي ف99راواني دارد و اگ99ر روزي

بشود در زندگي مان بكار بريم، خيلي كيف دارد. الگوريتم مسير يابي: الگوريتم مسير يابي بايد طوري نوشته شود تا ربات بتواند هرگون99ه مس99يري را، با هر اندازه پيچ و خم دنبال كند، به طوري ك9ه خط9اي آن مي9نيمم باش9د. تجربه نشان مي دهد ك99ه به99ترين روش ب99راي ي99افتن و دنب99ال ك99ردن مس99ير،

سنس99ور ن99يز2 سنس99ور اس99ت. البت99ه ب99ا اس99تفاده از ح99داقل 4اس99تفاده از تاس99ت! يع99ني ب99ا كم4مي توان ربات مسيرياب ساخت، ولي قضيه دو دوتا

كردن سنسور ضريب اطمينان ربات ن99يز ك99اهش مي ياب99د. )اتفاق99ا اص99ال اين قضيه صادق نبود، احتماال تعبير هرچقدر پول بدي، متراژ بيشتري پيتزا متري

27


تش99خيص پيچ ه99اي2 و 1مي خوري مناس99ب تر باش99د!( وظيف99ه سنس99ورهاي مقدار چرخش ربات به جهات مختلف را تعيين مي كند.3مسير و سنسور

- ربات های حس کننده تماس2-1-4 به تازگي نمونه اي جديد از يک حساسه س99اخته ش99ده ک99ه نص99ب آنه99ا در ربات ها موجب مي شود تا اين مخلوقات دست بشر سطوح مختل99ف را در حين تماس حس کنند و بتوانند کارهاي ظريفي را ک99ه انس99انها ب99ا دستش99ان

انجام مي دهند انجام دهند.

Vivek Maheshwari و پروفس99ور Ravi Sarafدر1, از دانش99گاه نبراس99کا لينکون پس از ماهها تحقيق شبانه روزي به اين موفقيت دست يافته اند.

آنان مي گويند اين حساسه ها باعث مي شود دست يک ربات در تم99اس ب99ا سطوح مختلف همان احساس دست انسان را داشته باش99د. از رب99ات ه99اي مجهز به اين حساسه ها مي ت99وان در ج99راحي ه99اي بس99يار دقي99ق اس99تفاده

کرد. حساسه ه99اي ي99اد ش99ده در تم99اس ب99ا س99طوح مختل99ف مي درخش99ند. هن99وز

مشخص نيست اين ربات ها چه زماني به توليد انبوه مي رسند.

- ربات آبی برای يافتن جعبه سياه هواپيما2-1-5

فرانس99ه737 يک ربات آبی برای پيدا کردن جعبه سياه هواپیمای بويينگ 148که چند روز پيش در نزديکی ش99رم الش99يخ مص99ر س99قوط ک99رده و ه99ر

مسافر آن کشته شده اند به خدمت گرفته شده است. اين ربات ک99ه از راه برای اين کار اجاره ش99ده2دور قابل کنترل است و از شرکت فرانس تلکام

قوی از خود3است, روز سه شنبه برای بازيابی يکی از جعبه ها که سيگنال متری دريای احمر است ب99ه آب انداخت99ه800ساتع میکرد و احتماال درعمق

2200شده است. قبال ن99يروی دري99ايی امريک99ا ي99ک جعب99ه س99ياه را از عم99ق متری خارج کرده اند.

28


بات پذيرش- ر2-1-6

ربات پذيرش که البته هنوز تکميل نشده رباتيه برای پذيرش مراجعين در يک شرکت يا يک نمايشگاه. فعال ب99ه ج99ای س99ر رب99ات ي99ک مونيت99ور گذاش99ته

شده و يک سر انيميشنی با مراجعه کننده صحبت ميکند.

اين ربات ميتواند ورود مراجعه کننده ها را تشخيص بدهد، به آنها خ99وش آمد بگويد و اگر کاربر مي خواهد جايی را پيدا کند يا سوال ديگه ای دارد به آنها جواب بدهد. يک صفحه کليد هم گذاشتن که مراجعه کنن99ده س99والش را

تحويل بگ99يرد وتايپ کند. در آينده اين ربات قرار است بسته های پستی رارسيد بدهد به پستچی.

به مراجعه کننده نوشيدنی تع99ارف کن99د و ي99ک رب99ات آب99دارچی نوش99يدنی برای آنها بيارورد و حتی با استفاده از سرورهای پردازش کننده ص99حبت ب99ه

هم اکن99ون در ح99ال س99اخت اينCMUتلفن ه99ا هم ج99واب بده99د. دانش99گاه ربات است.

29


- اجزاء اصلي يك ربات2-2 مهندسي ربات، مهندسيهاي نرم افزار، س99خت اف99زار، ب99رق و مكاني99ك را در خدمت خود گرفته است. بعضي مواقع اين علوم به حد كافي پيچيده مي

مؤلف99ه5 مشاهده مي شود هر رب99ات داراي 2-2باشند. همچنانكه در شكل به شرح ذيل مي باشد :

30


: مؤلفه هاي يك ربات2-2 شكل

1- بازوي مكانيكي ماهر2-2-1 بازوي مكانيكي شامل چندين واصل است كه با مفصلها به هم وصل مي شوند. اين واصلها در جهات مختل99ف در فض99اي ك99اري ق99ادر ب99ه ح99ركت مي باشند. حركت يك مفصل بخصوص باعث حركت يك يا چند واصل مي شود. عام99ل تحري99ك مفص99ل مي توان99د مس99تقيماً ي99ا از طري99ق بعض99ي انتق99االت

مكانيكي بر واصل بعدي متصل شود. به واصل نهايي بازوي مكانيكي وسيله كاري ربات وصل ش99ده اس99ت ك99ه به آن عامل نهايي مي گويند. هر يك از مفص99لهاي رب99ات ي99ك مح99ور مفص99لدارند كه واص99ل ح99ول آن مي چرخ99د. ه99ر مح99ور مفص99ل ي99ك درج99ه آزادي)

D.O.F درج99ه آزادي مي باش99ند ب99ه6( تعريف مي كند. بيش99تر رباته99ا داراي جهت. اولين سه مفص99ل6 مفصل، بمنظور حركت در 6عبارت ديگر داراي

ربات به عنوان محورهاي اصلي شناخته مي ش99وند. بط99وركلي ص99رفنظر از جزئيات، محورهايي كه براي محاسبه م99وقعيت و اس99تقرار مچ اس99تفاده مي شون99د، محورهاي اصلي ربات هستند. محورهاي مفص9لهاي باقيمان9ده جهت قرار گرفتن دست ربات را مشخص مي كنند، ولذا محورهاي فرعي ناميده

مي شوند. دو نوع مفصل اصلي به صورت گسترده در صنعت رباتها بكار گرفته مي شود. مفصل دوراني كه نم99ايش دهن99ده ح99ركت چرخش99ي ح99ول ي99ك مح99ور است و مفصل انتقالي يا لغزشي كه نمايش دهن99ده ح99ركت خطي در ط99ول

(.1يك محور است، )جدول

Description Notation Type

Rotary motion about an axis R Revolute

Linear motion along an axis P Prismatic

: انواع مفصل ربات1 جدول

31


- سنسورها2-2-2

سنسور المان حس کننده اي است که کميته99اي ف99يزيکي مانن99د فش99ار، ح99رارت، رط99وبت، دم99ا، و ... را ب99ه کميته99اي

تبديل مي( الکتريکي پيوسته )آنالوگ( يا غيرپيوسته )ديجيتال کند. اين سنسورها در انواع دس99تگاههاي ان99دازه گ99يري، سيس99تمهاي کن99ترل

مورد استفاده قرار مي گيرند. PLC آنالوگ و ديجيتال مانند

PLC عملکرد سنسورها و قابليت اتصال آنها به دستگاههاي مختلف از جمله

باعث شده است که سنسور بخشي از اجزاي ج99دا نش99دني دس99تگاه کن99ترل اتوماتي99ک باش99د. سنس99ورها اطالع99ات مختل99ف از وض99عيت اج99زاي متح99رک سيستم را به واح9د کن9ترل ارس9ال نم9وده و ب9اعث تغي99ير وض9عيت عملک9رد

.دستگاهها مي شوند

- سنسورهاي بدون تماس2-2-2-1

سنسورهاي بدون تم9اس سنس9ورهائي هس9تند ک9ه ب9ا نزدي9ک ش99دن ي9ک قطعه وجود آنرا حس کرده و فعال مي ش99وند. اين عم99ل ب99ه نح99وي ک99ه در شکل زير نشان داده شده است مي تواند باعث جذب يک رله، کنتاکتور و يا

.ارسال سيگنال الکتريکي به طبقه ورودي يک سيستم گردد

کاربرد سنسورها

شمارش توليد: سنسورهاي القائي، خازني و نوري-1کنترل حرکت پارچه و ...: سنسور نوري و خازني-2کنترل سطح مخازن: سنسور نوري و خازني و خازني کنترل سطح-3تشخيص پارگي ورق: سنسور نوري-4کنترل انحراف پارچه: سنسور نوري و خازني-5

32


کنترل تردد: سنسور نوري-6

- اندازه گيري سرعت: سنسور القائي و خازني7

- اندازه گيري فاصله قطعه: سنسور القائي آنالوگ8

مزاياي سنسورهاي بدون تماس

سنس99ورها در مقايس99ه ب99ا کلي99دهاي مک99انيکي از: سرعت سوئيچينگ زياد س99رعت س99وئيچينگ ب99االئي برخوردارن99د، بطوريک99ه ب99رخي از آنه99ا )سنس99ور

.کار مي کنند 25KHzالقائي سرعت( با سرعت سوئيچينگ تا

بدليل نداشتن کنتاکت مکانيکي و عدم نفوذ آب، روغن، گرد: طول عمر زياد.و غبار و ... داراي طول عمر زيادي هستند

با توجه به عملکرد سنسور هنگ99ام نزدي99ک ش99دن: عدم نياز به نيرو و فشار.قطعه، به نيرو و فشار نيازي نيست

سنس99ورها در: قابل استفاده در محيطهاي مختلف با شرايط س99خت ک99اري محيطهاي با فشار زياد، دماي باال، اسيدي، روغ99ني، آب و ... قاب99ل اس99تفاده

.مي باشند

به دليل اس9تفاده از نيم9ه ه9ادي ه9ا در: عدم ايجاد نويز در هنگام سوئيچينگ.ايجاد نمي شود 1طبقه خروجي، نويزهاي مزاحم

- سنسورهاي القائي2-2-2-2

سنسورهاي القائي سنسورهاي ب99دون تم99اس هس99تند ک99ه تنه99ا در مقاب99ل فلزات عکس العمل نشان مي دهند و مي توانند فرمان مس99تقيم ب99ه رل99ه ها، شيرهاي ب99رقي، سيس99تمهاي ان99دازه گ9يري و م99دارات کن99ترل الک99تريکي

.ارسال نمايند( PLC )مانند

اساس کار و ساختمان سنسورهاي القائي33


س99اختمان اين سنس99ورها از چه99ار طبق99ه تش99کيل مي ش99ود : اس99يالتور، دمدوالتور، اشميت تريگر، تقويت خروجي. قس99مت اساس99ي اين سنس99ورها از يک اسيالتور با فرکانس باال تشکيل يافت99ه ک99ه مي توان99د توس99ط قطع99ات فل99زي تحت ت99اثير ق99رار گ99يرد. اين اس99يالتور ب99اعث بوج99ود آم99دن مي99دان الکترومغناطيسي در قسمت حساس سنس9ور مي ش9ود. نزدي9ک ش99دن ي9ک قطعه فلزي باعث بوجود آم99دن جريانه99اي گ99ردابي در قطع99ه گردي99ده و اين عمل سبب جذب انرژي ميدان مي شود و در نتيجه دامن99ه اس99يالتور ک99اهش مي يابد. از آنجا ک99ه طبق99ه دم99دالتور، آشکارس99از دامن99ه اس99يالتور اس99ت در نتيجه کاهش دامنه اس99يالتور توس99ط اين قس99مت ب99ه طبق99ه اش99ميت تريگ99ر منتقل مي شود. کاهش دامنه اسيالتور باعث فعال ش99دن خ99روجي اش99ميت تريگر گرديده و اين قسمت نيز به نوبه خ99ود ب99اعث تحري99ک طبق99ه خ99روجي

.مي شود

است ک99ه از آن ST37 قطعه استاندارد: يک قطعه مربعي شکل از فوالد-IEC947-5 )بمنظور تست فاصله سوئيچينگ استفاده مي شود. اس99تاندارد

و طول ضلع اين مربع در اندازه هاي زي99ر مي mm 1ضخامت قطعه (9 2 .تواند انتخاب شود

به اندازه قطر سنسور

3Snسه برابر فاصله سوئيچينگ نامي سنسور

ضرايب تصحيح: فاصله سوئيچينگ با کوچکتر شدن ابعاد قطع9ه اس9تاندارد و تغيير خواه99د ک99رد. در ج99دول ST37 يا با بکارگيري فلز ديگري غير از فوالد

.زير ضرايب تصحيح براي فلزات مختلف نشان داده شده است

1.0برابر ST37 براي فوالد( KM )ضريب تصحيح

0.9براي نيکل برابر ( KM )ضريب تصحيح

0.5براي برنج برابر ( KM )ضريب تصحيح

0.45براي مس برابر ( KM )ضريب تصحيح

0.4براي آلومينيوم برابر ( KM )ضريب تصحيح34


عم99ل 10mmبعنوان مثال هرگ99اه ي99ک سنس99ور در مقاب99ل ف99والد از فاص99له 4.5mmسوئيچينگ را انجام دهد، هم99ان سنس99ور در مقاب99ل مس از فاص99له

.عمل خواهد کرد

فرکانس سوئيچينگ: حداکثر تعداد قطع و وصل يک سنسور در يک ثانيه ميپارامتر طبق استاندارد(Hz 9 )باشد. بر حسب با DIN EN 50010 اين

.شرايط زير اندازه گرفته مي شود

: S( Switching Distance )فاصله سوئيچينگ

فاصله بين قطعه اس99تاندارد و س99طح حس99اس سنس99ور ب99ه هنگ99ام عم99لEN 50010 سوئيچينگ مي باشد. استاندارد

: Sn( Nominal Switching Distance )فاصله سوئيچينگ نامي

فاصله اي است که در حالت متعارف و بدون در نظر گرفتن پارامتره99اي.متغير از قبيل حرارت، ولتاژ تغذيه و غيره تعريف شده است

: Sr( Effective Switching Distance) فاصله سوئيچينگ موثر

درج99ه 20 فاص99له س99وئيچينگ تحت ش99رايط ولت99اژ ن99امي و ح99رارت سلسيوس مي باشد. در اين حالت تلرانسها و پارامترهاي متغير نيز در نظر

<0.9Sn<SR<1.1SN< FONTگرفته شده اند.

: Su( Useful Switching Distance) فاصله سوئيچينگ مفيد

فاصله اي است که در محدوده حرارت و ولت99اژ مج99از، عم99ل س99وئيچينگ<0.81Sn<SU<1.21SN< FONTانجام مي شود.

: Sa( Operating Switching Distance) فاصله سوئيچينگ عملياتي

فاصله اي است که تحت شرايط مجاز، عملک99رد سنس99ور تض99مين ش99ده<SA<0.81SN< FONT>0است.

: H هيسترزيس

35


فاصله بين نقطه وصل شدن )هنگام نزديک شدن قطع99ه ب99ه سنس99ور( و نقطه قطع شدن )هنگام دورشدن قطعه از سنسور( مي باشد. ح99داکثر اين

EN 60947-5-2 % مقدار نامي مي باشد. استاندارد10مقدار

:R( Repeatability) قابليت تکرار

و در شرايط V قابليت تکرار فاصله سوئيچينگ مفيد تحت ولتاژ تغذيه درج99ه سلس99يوس؛ رط99وبت23زير اندازه گيري مي شود: حرارت محي99ط:

ساعت. )مقدار تلرانس براي اين8 درصد؛ زمان تست: 70 الي 50محيط: .(مي باشد 0.1Srحداکثر +- EN 60947-5-2 پارامتر طبق استاندارد

:(Temperature Drift) پايداري حرارتي

EN تغييرات فاصله موثر سوئيچينگ در اثر تغييرات دما طبق اس99تاندارد

درجه60 درجه سلسيوس زير صفر تا 20و در محدوده دماي 60947-5-2.% است10سلسيوس باالي صفر حداکثر

:Ta( Ambient Temperature) حرارت محيط

محدوده حرارتي است که در آن محدوده، عملکرد سنسور تضمين ش99ده.است

)IP67 )DIN 40050: کالس حفاظتي

هرگاه دو يا چند سنسور القائي در مجاورت: نحوه نصب سنسورهاي القائي:هم و يا در مقابل هم نصب شوند، شرايط زير بايد رعايت شود

: Flushالف( نحوه نصب سنسورهاي القائي

Flush سنسورهاي )Shielded( سنسورهائي هستند که قس99مت حس99اس سنسور توسط پوسته فلزي محصور شده است. هرگ99اه دو ي99ا چن99د ع99دد از اين سنسورها همسطح روي بدنه فلزي دستگاه نصب شوند رعايت فواصل

.نصب مطابق شکل زير الزامي مي باشد

: Non-Flush ب( نحوه نصب سنسورهاي القائي

36


قسمت حساس سنسور خارج )Non-Flush )Unshielded در سنسورهاي از پوسته فلزي آن مي باشد. فاصله سوئيچينگ اين نوع سنسورها بيش99تر از

مي باشد. اما فرکانس س99وئيچينگ آن در مقايس99ه کم99تر Flush سنسورهاي.است

ج( نحوه نصب سنسورهاي القائي در مقابل هم:

ه99ر گ99اه دو سنس99ور الق99ائي در مقاب99ل هم نص99ب ش99وند رع99ايت فاص99لهالزامي مي باشد. Sn 6حداقل

- كنترلر2-2-3 بخشي است كه به بازوي مكانيكي، هوش انجام كار را مي ده99د. كن99ترلر

معموالً از بخشهاي ذيل تشكيل مي شود : - واحدي كه اجازه مي ده99د رب99ات از طري99ق سنس99ورها ب99ا محي99ط ب99يرون1

ارتباط داشته باشد. - حافظه جهت ذخيره داده هايي كه مختصات را تعريف مي كنند تا بازو با2

توجه به اين مختصات حركت كند )برنامه(. - واحدي كه داده ذخيره شده در حافظه را تغيير مي دهد و سپس داده را3

براي ارتباط دادن با مؤلفه هاي ديگر كنترل بكار مي برد. - حركت مؤلفه ه99اي بخصوصي در نقاط معين99ي مقدار دهي اولي99ه ش99ده4

و در نقطه بخصوص ديگري پايان مي يابند.

- واحد محاسباتي كه محاسبات الزم براي كنترل999ر را انج99ام مي ده99د. ب99ه5 عبارت ديگر، براي انجام صحيح اعم99ال بايس99ت ي99ك س99ري محاس99بات جهت

مشخص كردن مسير، سرعت و موقعيت بازوي مكانيكي انجام شود. - واسطي جهت بدست آوردن داده ها )مختصات هر مفصل، اطالع99اتي از6

سيستم بينايي و ...( و واسطي جهت اعم99ال س99يگنالهاي كن99ترل ب99ه مح99ركمفصلها.

37


- واسطي جهت انتقال اطالعات كنترلر به واحد تبديل توان، به طوري ك99ه7 محرك هاي مفصلها باعث بشوند ك99ه مفص99لها ب99ه ص99ورت مطل99وب ح99ركت

كنند. - واسط به تجهيزات ديگر، بطوري كه كنترلر ربات با واحدهاي خ9ارجي ي9ا8

ابزارهاي كنترل ديگر، ارتباط داشته باشد.- وسايل و تجهيزات الزم جهت آموزش ربات.9

دسته تقسيم بندي مي شوند :5كنترلرهاي رباتها كالً به ( كنترل با قدم سادهSimple Step Sequencer )(سيستم منطقي پنوماتيكيPneumatic Logic System )( كنترلر با قدمهاي الكترونيكيElectronic Sequencer)( ميكرو كامپيوترMicro Computer)( ميني كامپيوترMini Computer)

س99ه كن99ترلر اول در رباته99اي كم هزين99ه ب99ه ك99ار ب99رده مي ش99وند. بيش99تر كنترلره99اي ام99روزي براس99اس ميكروكامپيوتره99اي معم99ولي مي باش99ند و سيستم كنترل براساس ميني كامپيوتر زياد رايج نمي باشد، چرا ك99ه نس99بت

به ميكروكامپيوترها هزينه باالتري دارند.

- واحد تبديل توان2-2-4 اين واحد سيگنالهاي كنترلر را گرفت99ه و ب99ه ي99ك س99يگنال در س99طح ت99وان محرك ها و موتورها، جهت حركت، تبديل مي كند. اين واح99د شامل تقويت كننده هاي توان الكترونيكي براي رباتهاي الكتريكي و شيرهاي كنترلي و راه

اندازهاي هيدروليكي براي رباتهاي هيدروليكي مي باشد.

- موتور: 2-2-4-1- دردست بودن منبع تغذیه 1 - شرط یا عوامل راه اندازی 2

38


سرعت( مناسب - مشخصه های راه اندازی )گشتاور ،3 - سرعت عملکرد کار مطلوب 4 - قابلیت کارکردن به جلو و عقب 5 - مشخصه هی شتاب )وابسته به بار( 6 - بازده مناسب در بار اسمی 7 - توانایی تحمل اضافه بار 8 - اطمینان الکتریکی و حرارتی 9 - قابلیت نگهداری و عمر مفید 10 - ظاهر مکانیکی مناسب )اندازه، وزن، میزان صدا، محیط اطراف( 11 - پیچیدگی کنترل و هزینه12 ولت 8-4-1.5- ولتاژ: 13 50mA-2A- جريان: 14

39


- دسته بندی کلی موتورها 2-2-4-2DC موتور

AC موتور

1 موتور پله ای

موتور خطی موتورهایDC

است چراكهDC متداولترين موتور مورد استفاده در روباتها موتور داراي انواع مختلفي از نظر توان، اندازه، شكل و سرعت مي باشد.

با معكوس كردن جهتDCجهت استفاده : تعويض جهت چرخش موتور جريان امكان پذير است.

سرعت: سرعت موتور به جريان و بار موتور بستگي دارد سرعت كمتر=توان بيشتر

سرعت بيشتر=جريان يا ولتاژ بيشتر

موتورهایAC : موتورهایAC تک فاز موتورهایACسه فاز

AC اين موتورها با جريان متناوب برق كار مي كنند لذا به آنها موتور

دارند. برايACگفته مي شود. يخچال، جاروبرقي و آبميوه گيري موتور كنترل ميزان چرخش موتور از وسيله اي بنام شفت انكودر استفاده

مي شود.

موتور پله ای كاربرد اصلي اين موتورها در كنترل موقعيت است. اين موتورها ساختار كنترلي ساده اي دارند. لذا در ساخت ربات كاربرد زي99ادي دارن99د. مط99ابق ب99ا تعداد پالسهايي كه به يكي از پايه هاي راه انداز موتور ارسال مي شود موت99ور

40


موتوره99ای الک99تریکیبه چپ يا راست مي چرخ99د. اين موت99ور یکی از ان99واع است که حرکت آن کامال دقیق و از پیش تعریف شده می باشد و با ارسال

به سیم پیچهای آن می توان آنرا حرکت داد. 0,1بیتهای

- محرك مفاصل2-2-5 اين وسائ9ل تحت يك س99ري شرايط كنت999رل ش99ده و دقي9999ق ت99وان الزم را جهت مفصلها فراهم مي آورند. اين توان مي تواند الكتريكي، هيدروليكي يا پنوماتيكي باشد. پس به طور خالصه يك ربات داراي مؤلفه هاي؛ اس99كلت س99اختاري، سيس99تم تحري99ك كنن99ده مفص99لها، سيس99تم سنس99وري، كن99ترلر، سيستم تغيير سيگنال )تغيير سيگنال آنالوگ به ديجيت99ال و ب99العكس، تق99ويت

سيگنال، فيلتر كردن سيگنال و ...( مي باشد. سلسله مراتب ساختاري ي99ك رب99ات متح99رك را مش99اهده مي3 در شكل

كنيد. هر ماجول در شكل قابل تجزيه به زي99ر سيس99تم ه99ايي مي باش99د. هم اينك رباتها با مفصلهاي متحرك به خاطر سادگي س99اخت و س99رعت عم99ل و

41

http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%85%D9%88%D8%AA%D9%88%D8%B1+%D8%A7%D9%84%DA%A9%D8%AA%D8%B1%DB%8C%DA%A9%DB%8C+

http://daneshnameh.roshd.ir/mavara/mavara-index.php?page=%D9%85%D9%88%D8%AA%D9%88%D8%B1+%D8%A7%D9%84%DA%A9%D8%AA%D8%B1%DB%8C%DA%A9%DB%8C+


نزديكي آن ب99ه ق99ابليت انعط99اف ب99ازوي انس99ان، در ص99نعت ب99ه ط99ور وس99يعاستفاده مي شوند.

: سلسله مراتب زير سيستم هاي يك ربات3 شكل متحرك نمونه

فصل سوم 42


ربات مسیریاب

- ربات مسیریاب3-1

نوعي از ربات است كه وظيفه اصلي آن تعقيب كردن مسيري به رن99گ مثال سياه در زمينه اي به رنگ متف9اوت مشخص9ي مثال س99فيد اس9ت. يكي از كاربرد ه99اي عم99ده اين رب99ات، حمل و نق99ل وس99ايل و كااله99اي مختل99ف در

كارخانجات، بيمارستان ها، فروشگاه ها، كتابخانه ها و ... مي باشد.

43


رب99ات تعقيب خ99ط ت99ا ح99دي ق99ادر ب99ه انج99ام وظيف99ه كت99اب داري كتابخانه ه99ا مي باشد. به اين صورت ك99ه بع99د از دادن ك99د كت99اب، رب99ات ب99ا دنب99ال ك99ردن مسيري كه كد آن را تعيين مي كند، ب99ه محلي ك99ه كت99اب در آن ق99رار گرفت99ه مي رود و كتاب را برداشته و به نزد ما مي آورد. مثال ديگر كاربرد اين ن99وع ربات در بيمارستان هاي پيشرفته است، ك9ف بيمارس9تان هاي پيش9رفته خ9ط كشي هايي به رنگ هاي مختلف ب99ه منظ99ور ه99دايت ربات ه99اي پس فاين99در ب99ه محل هاي مختلف مثال رنگ قرمز به ات99اق ج9راحي ي99ا آبي ب99ه ات99اق زايم99ان ، وجود دارد. بيماراني كه توانايي ح99ركت ك99ردن و جابه ج99ا ش99دن را ندارن99د و بايد از ويلچر اس99تفاده كنن99د، اين ويلچ99ير نقش رب99ات تعقيب خ99ط را دارد، و بيم99ار را از روي مس99ير مش99خص ب99ه مح99ل مطل99وب مي ب99رد. و خالص99ه كاربردهاي فراواني دارد و اگر روزي بشود در زندگي مان بك99ار ب99ريم، خيلي كيف دارد. الگوريتم مسير يابي: الگوريتم مسير يابي بايد طوري نوشته ش99ود ت99ا رب99ات بتوان99د هرگون99ه مس99يري را، ب99ا ه99ر ان99دازه پيچ و خم دنب99ال كن99د، به طوري كه خطاي آن مينيمم باشد. تجربه نشان مي دهد ك99ه به99ترين روش

سنس99ور اس99ت. البت99ه ب99ا4براي ي99افتن و دنب99ال ك99ردن مس99ير، اس99تفاده از سنس99ور ن99يز مي ت99وان رب99ات مس99يرياب س99اخت، ولي2استفاده از حداقل

تاست! يعني با كم كردن سنسور ضريب اطمينان ربات نيز4قضيه دو دوتا

44


كاهش مي يابد. )اتفاقا اصال اين قضيه ص99ادق نب99ود، احتم99اال تعب99ير هرچق99در پول بدي، متراژ بيشتري پي99تزا م99تري مي خ99وري مناس99ب تر باش99د!( وظيف99ه

مقدار چرخش ربات3 تشخيص پيچ هاي مسير و سنسور 2 و 1سنسورهاي به جهات مختلف را تعيين مي كند.

سنسور7- ربات مسیریاب 3-1-1

قطعات مورد نیاز

45


عدد سنسور مادون قرمز7. 1CNY70

AVR 8051 عدد میکروکنترلر 1. 210K عدد پتانسیومتر 3. 3

پیکو فاراد22 عدد خازن 2 .4LM358 عدد آیسی 2 .5 اهم220 عدد مقاومت 6 .6 مگا اهم5 عدد مقاومت 5 .7

الکترولیت0.1 عدد خازن 3. 8 مگا هرتز4 عدد کریستال 1. 9

کیلو اهم4.7 عدد مقاومت 1. 10 لتی6 عدد منبع تغذیه 1. 11

7805 عدد رگوالتور 1. 12dc ولت 9 تا 7 موتور 2. 13293 عدد آیسی1. 141N5817 عدد دیود 2. 15 عدد کلید کشویی سه حالته1. 16

46


مسیر یاب- شرح عملکرد ربات1-2-

رباتي که در اينجا تصميم به تو ضيح نحوه ساخت آنرا داریم بروي زمين99ه سفيد بدنبال خ99ط مش99کي ح99رکت ميکن99د. ميکروکن99ترلر م99ورد اس99تفاده در

می باشد. و کدهای برنامه ربات با استفاده از ن99رم اف99زارATmegaروبات BASCOM.ایجاد شده اند

ربات شامل دو موتور در طرفين خود مي باشد، که جهت حرکت به جلو هر دو موتور را روشن مي کند، زم99ان دور زدن ب99ه چپ موت99ور س99مت چپ خاموش و موتور سمت راست روشن مي شود و برای دور زدن ب99ه س99مت راست موتور سمت راست خاموش و موتور سمت چپ روش99ن می ش99ود.

موت9ور ب9وده و جهت ک9اهش س9رعت و درDCالبت9ه موتوره9ای بک99ار رفت9ه نتیجه کنترل دقیق ت99ر روب99ات از موتوره99ايي ب99ا گ9یربکس س99رخود اس99تفاده ش99ده، در ص99ورتی ک99ه ب99ه این ن99وع موت99ور دسترس99ی نداری99د ميتوانی99د از موتوره99ای اس99باب ب99ازی گ99یربکس دار اس99تفاده کنی99د، در غ99ير اين ص99ورت بايس99تي خودت99ان گ99یربکس را بس99ازيد دقت داش99ته باش99يد ک99ه دور نه99ايي

دور بر دقیقه باشد. 60چرخش چرخهاي روبات

پر نور استفاده ش9ده ک9ه س9طح مس9يرLED برای تشخيص مسير از دو حرکت را روشن مي کنند و انعکاس نور به فتو رزيستورهای قرار گرفته در زیر روبات برخورد مي کند. اگر روبات روی خط باش99د مق99دار ن99ور منعکس شده حداقل بوده و در نتيجه مقدار مق99اومت آن اف99زايش مياب99د و ولت99اژ دو سر آن افزايش مي يابد و میکروکنترلر از روی اين تغيير ولتاژ متوجه وج9ود خط مي گ99ردد.)در غ99یر اين ص99ورت ن99ور منعکس ش99ده زي99اد ب99وده، مق99دار مقاومت فتورزيیستور کاهش مياب99د و ولت99اژ دوس99ر آن ک99اهش مياب99د.( پس همانطور که ذکر شد میکرو کنترلر تغييرات ولت99اژ فتورزيس99تور را احس99اس ميکند. من ب99راي اين ک9ار از مب99دل ه99ای درونی آن99الوگ ب99ه ديجیت99ال ميک99رو

47


جهت تش99خیص LEDاستفاده کردم. البته دو عدد فتورزیستور به همراه دو طرفین مسير استفاده شده.

- ساختن ربات مسیر یاب3-1-3

رشته مکانیک ، برنام99ه3 برای ساختن یک ربات باید آشنایی مقدماتی با نویسی و الکترونیک آشنایی داشته باشیم . البته نیازی نیست در تمامی این رشته ها خود تسلط داشته باشیم چنانچه شما عضو ی99ک تیم هس99تید هری99ک از اعضای تیم باید در مهارت خ99ود تس99لط داش99ته باش99ند ت99ا ش99ما ب99ه نتیج99ه دلخواه و ایده آل خود برس99ید . در اینج99ا روش س99اخت ی99ک رب99ات همچ99نین تجربیاتی را که در این زمینه کسب ک99رده ام در اختی99ار ش99ما ق99رار خ99وا هم

داد. همانطور که گفته شد بحث ما شامل سه بخش است :

.مکانیک1. الکترونیک2. برنامه نویسی3

مکانیک

در مکانیک یک ربات مسیر یاب چند بخش وجود دارد مکانیک ربات مسیر یاب جزء ساده ترین مکانیک ها محسوب می شود این مکانیک شامل بخش

های زیر است.

که تمام اجزاء روی آن قرار خواهند گرفت.

.شاسی )یا بدنه (1

.موتور ها2

.چرخ ها3

. برد سنسور4

48


الکترونیک

الکترونیک مدار ربات مسیر یاب از بخش های زیر تشکیل شده است

. مدار تغذیه1. مدار درایور موتور2. بخش خروجی ها3. میکروکنترلر4. مقایسه گر های آنالوگ5. مدار برد سنسور6

برنامه نویسی

برنامه یک ربات مسیریاب می تواند شامل چند بخش باشد که آنها راتوضیح می دهیم

. خواندن وضعیت از سنسور ها1. تصمیم گیری ) پردازش اطالعات (2. فرمان دادن به موتور ها3

- مدار ربات مسیر یاب3-1-4

49


شکل : مدار مسیریاب

- برنامه ربات مسیریاب 3-1-5

می تواند شامل چند بخش باشد که آنها را توضیح می دهیم :

50


. خواندن وضعیت از سنسور ها1 . تصمیم گیری ) پردازش اطالعات (2 . فرمان دادن به موتور ها3

Void main)(

{

While )1(

{

SR1 = PORTA.4;

SR2 = PORTA.3;

SL1 = PORTA.2;

SL2 = PORTA.1;

SC = PORTA.0;

if )SC==1( center)(;

if )SL1==1( moveleft)(;

if )SR1==1( moveright)(;

if )SL2==1( moveleftfast )(;

if )SR2==1( moverightfast )(;

}

51


}

function center)(

{

PORTD.4=1;

PORTD.5=0;

PORTD.6=1;

PORTD.7=0;

Return 0;

}

function moveright)(

{

PORTD.4=1;

PORTD.5=0;

PORTD.6=0;

PORTD.7=0;

Return 0;

}

function moveleft)(

{ 52


PORTD.4=0;

PORTD.5=0;

PORTD.6=1;

PORTD.7=0;

Return ;

}

function moverightfast)(

{

PORTD.4=1;

PORTD.5=0;

PORTD.6=0;

PORTD.7=1;

Return 0;

}

function moveleftfast)(

{

PORTD.4=0;

PORTD.5=1;

PORTD.6=1; 53


PORTD.7=0;

Return;

}

- شکل ربات مسیریاب هفت سنسور3-1-6منابع و ماخذ :

http://www.robotics-engineering.ir

http://www.nooreaseman.com

http://www.iran-eng.com

http://www.google.com

http://wikipedia.org

http://roboedukia.blogsky.com

54

http://roboedukia.blogsky.com/

http://wikipedia.org/

http://www.google.com/

http://www.iran-eng.com/

http://www.nooreaseman.com/

http://www.robotics-engineering.ir/


http://www.iranled.com

http://www.ewa.ir

http://www.iranrobotic.com

http://www.mypersianforum.com

http://robotic.aminzadeh.ir

http://www.tebyan.net

http://forum.vru.ac.ir

http://www.robotaft.ir

http://www.persiapack.ir

http://www.forum.microrayaneh.com

55

http://robotic.aminzadeh.ir/

http://www.mypersianforum.com/

http://www.iranrobotic.com/

http://www.ewa.ir/

http://www.iranled.com/

madsg.com · web viewدارای تایمر زمانی قابل تنظیم که بعد از...

Documents