آشنایی با انواع ربات ها

آشنایی با انواع ربات ها

اسلاید 1: شیوه ارائه مطالبrobot

اسلاید 2: شیوه ارائه مطالبآشنایی با انواع ربات هااستاد راهنما: جناب استاد عسگریتدوین گر:حمیده محمدی صالح آبادیپاییز 90

اسلاید 3: شیوه ارائه مطالبفهرست تاریخچه وتعریف رباتانواع رباتهااجزا یک رباتمزایا و معایب استفاده از رباتساختن یک ربات مسیر یابجدیدترین فناوری های روز در زمینه رباتیک

اسلاید 4: شیوه ارائه مطالبمقدمه روبات ها مظهر هوش و دقت در ميان ساخته هاي دست بشر مي باشند. در طراحي روباتها سعي مي شود ساختار را دقيق و تا جاي ممكن باهوش بسازند تا قادر به انجام بعضي از كارها ي انسان و فراتر از آن باشد بخصوص كارهايي كه براي انسان دشوار و زيان اور است.

اسلاید 5: شیوه ارائه مطالبتاریخچه ربات توسعه وپیشرفت تکنولوژی روباتیک را میتوان در قالب سه نسل مختلف بیان نمود:نسل اول: این دوره قابل انعطاف نبوده وقادر به تشخیص تغییرات در محیط اطراف خود نبودند.نسل دوم: این دوره مجهز به یک سری از سنسورها می باشد در نتیجه قابلیت انجام محاسبات لازم برای تصحیح کارهای خود در اثر تغییرات جزیی محیط اطراف خود را دارند.نسل سوم: این دوره در مرحله تحقیقاتی می باشد ومشخصات روباتهای آن عبارتند از:توانایی طراحی وتصمیم گیری واجرای هوشیارانه وظایف واستفاده گسترده از هوش مصنوعی.

اسلاید 6: شیوه ارائه مطالبتعریف ربات و زیر ساخت های آن واژه ربات در فرهنگ لغت به معنای آدم واره وآدم ماشینی و آدم آهنی است.زیر ساخت های فیزیکی:واحد ورودی – خروجیواحد حسگرهاواحد ادراک حسگریواحد هوش ماشینیواحد کنترلواحد محرک هاواسط ارتباطی

اسلاید 7: شیوه ارائه مطالبانواع ربات ها ربات ها بر حسب توانایی در حرکت و پردازش و نوع ساختار و برنامه ریزی انجام شده در آنها به انواع مختلفی تقسیم می شوند.ربات ها از نظر نرم افزاری:مستقل : (پردازشگر اصلی روی ربات نصب شده است.)غیر مستقل : (پردازشگر اصلی کامپیوتر یا یک منبع جانبی دیگر است.)ربات ها از نظر مکانیکی:ربات های متحرک: (توسط قسمت مکانیکی خود توانایی جابجایی و حرکت به نقطه ایی دیگر از مختصات فعلی خود را دارد.)ربات های ثابت: ( توانایی جابجایی و انجام کارها را تنها در یک مختصات خاص دارد.)

اسلاید 8: شیوه ارائه مطالبرباتیک به طور کلی رباتیک به دو بخش کلی جابجا گرها( Manipulators robots) :متحرک: ( mobile robots)

اسلاید 9: شیوه ارائه مطالبزیر ساخت های ربات های متحرک زیر ساخت های مکانیکی: پیکره ربات –سامانه تعلیق-مولد یا مبدل انرژی – مولد حرکت –مکانیزم های کمکیزیر ساخت های الکتریکی و الکترونیکی: این واحد زیرساخت های لازم برای عمل حسگر ها و موتور ها و محرک ها و کنترل آنها است . حسگرها:( داخلی – خارجی ) وظیفه آن سنجش برخی از ویژگی های ربات و محیط به منظور درک محیط پیرامون را بر عهده دارد.هدایت کننده: ایجاد قابلیتی برای حرکت و انجام کامل فعالیت های یک ربات را بر عهده دارد.واحد منبع تغذیه: تامین کننده انرژی لازم برای حرکت ربات و انجام فعالیت های آن است.

اسلاید 10: شیوه ارائه مطالبمزایا و معایب استفاده از ربات مزایا:انجام کارهای سخت و زیان آورانجام کارهای تکراریتسریع در فرایند تولیدبکارگیری و کنترل آسانمعایب:هزینه زیاد مطالعه و سرمایه گذاریکمبود متخصصان روباتیکضعف مدیریتهزینه های جانبی

اسلاید 11: شیوه ارائه مطالبساختن ربات مسیر یاب ساختن یک ربات شامل 3 بخش است:مکانیکالکترونیکبرنامه نویسی

اسلاید 12: شیوه ارائه مطالبمکانیک مکانیک یک ربات مسیر یاب از 4 بخش تشکیل شده است : 1-شاسی یا بدنه که تمام اجزای ربات مانند بردها و ... روی آن قرار می گیرد. 2- موتور ربات مسیریاب (dc motor) 3-چرخ ربات مسیریاب 4- برد سنسور که وظیفه تشخیص خط زیر ربات را دارد.

اسلاید 13: شیوه ارائه مطالببدنه و موتوریک ربات مسیر یاب شاسی یا بدنه این قسمت از مکانیک ربات مسیر یاب که وظیفه نگه داری تمام اجزا و مدار ها بر روی خود میباشد که اجزای ربات بر روی آن بسته میشوند و میتواند یک طلق پلاستیکی یا یک تکه چوب یا یک چیزی که نسبتا سبک باشد و بتواند این اجزا را تحمل کند موتور یک ربات مسیر یابموتورهایی که در این ربات استفاده می شود dc motor است.برای یک ربات مسیر یاب به دو موتور خوب نیاز داریم که یکی برای چرخش به راست و دیگری برای چرخش به چپ که توصیه میشود این موتور ها رو در عقب ربات نصب کنید

اسلاید 14: شیوه ارائه مطالبچرخ ها  در ساخت این گونه رباتها باید به چند نکته در مورد چرخ ها توجه کرد که عبارتند از : 1- اندازه قطر یک چرخ: باید به اندازه ای باشد که با دور موتور شما هماهنگی داشته باشد چون هر چه قطر آن کمترباشد با یک دور چرخش موتور ربات مسیر کمتری را طی می کند وبلعکس. 2- اندازه عرض چرخ: توصیه می شود اندازه عرض چرخ برای این گونه رباتها بین 1 تا 2 سانت انتخاب شود چون اگر بیشتر از این باشد اصطکاک و وزن آن خیلی زیاد می شود 3- اصطکاک چرخ با زمين: میتوانید از نوار چسب برقی از طرف چسبندگی به زمین استفاده کنید،که این کار لاستیک ها را بیشتر به زمین میچسباند و تا حدی می تواند به تعادل ربات کمک کند. چرخ هرز گرد : این چرخ که در قسمت میانی و جلوی ربات نصب می شودتنها وظیفه حفظ تعادل ربات را دارد و باید کمترین اصطکاک را با زمین داشته باشد که میتوان از یک بلبرینگ یا یک عدد ساچمه و یا ... به جاي آن استفاده كرد.

اسلاید 15: شیوه ارائه مطالببرد سنسور ( حسگر ) چند نکته که باید در مکانیک ربات رعایت شود 1- حتما مکانیک ربات محکم بسته شود. 2- اگر از چسب استفاده میکنید حتما به همراه بست استفاده شود . 3- برای بستن برد ها به بدنه ( شاسی ) حتما از پیچ و مهره استفاده کنید. 4- برای محکم شدن و جلوگیری شل یا بازشدن اتصالات میتوانید از واشر فنری استفاده کنید. این بخش از ربات که یکی ار مهمترین قسمت های یک ربات محسوب میشود و وظیفه تشخیص خط زیر ربات میباشد که باید فاصله استاندارد آن با زمین رعایت شود تا بهترین بازده را دارا باشد

اسلاید 16: شیوه ارائه مطالبالکترونیک الکترونیک مدار مسیر یاب از بخش های زیر تشکیل شده است:مدار تغذیهمدار درایور موتوربخش خروجی هامیکرو کنترلرمقایسه گرهای آنالوگمدار برد سنسور

اسلاید 17: شیوه ارائه مطالبمدار تغذیه این بخش از مدار وظیفه تبدیل ولتاژ ورودی به برق 5 ولت را بر عهده دارد. برای این تبدیل ولتاژ بهتر است از رگولاتر 7805 استفاده و برای گرفتن نویز مداریک خازن با ظرفیت بالا و یک خازن با ظرفیت بسیار پایین را با مدار موازی کنیم.بهتر است یک LED با این بخش موازی کنیم تا وضعیت روشن و خاموش بودن مدار کاملا مشخص باشد.

اسلاید 18: شیوه ارائه مطالبمدار درایور موتور وظیفه این بخش تامین ولتاژ و جریان مورد نیاز موتور است و توسط میکرو کنترلر کنترل می شود.میکرو کنترلر مستقیما نمی تواند برق موتور ها را تامین کند برای راه اندازی موتورها از 2 روش استفاده می شود:رله: قطعات الکترومکانیکی هستند که با وصل کردن برق رله باعث اتصال دو سیم رله می شوند و برق به موتور های ما وصل می شود.ترانزیستور ها یا ICهای درایور موتور: با ترانزیستورها می توان موتور ها را کنترل کرد که بهترین گزینه برای کنترل این مدار ها IC L293 وIC L298 که می توان موتور ها را دو جهته کنترل کرد.

اسلاید 19: شیوه ارائه مطالبمیکرو کنترلر میکرو کنترلر در اصل مغز ربات به حساب می آید و باید دارای حافظه کافی و پایدار برای برنامه ریزی باشد که با استفاده از فرمان هایی که ما برنامه نویسی ميكنيم وظیفه اش را انجام میدهد و ربات را کنترل میکند. میکروهای که معمولا در ربات های مسیر یاب استفاده می شود از 2 خانواده هستند:1-میکروکنترل های 80512-میکروکنترلهای خانواده AVR

اسلاید 20: شیوه ارائه مطالببخش خروجی ها و مقایسه گرها ی آنالوگ بخش خروجی ها:این بخش می تواند شامل LCD و LED ها باشد که بتوانیم خروجی های یک ربات و وضعیت آن ها را مشاهده کنیم تا بتوانیم راحت تر مشکلات ربات را بررسی کنیم البته این بخش یک بخش اختیاری در ربات بوده ولی بودن آن بسیار مفید است وکمک می کند.مدار مقایسه گر آنالوگ: (opamp)این مدار در صورتی مورد نیاز است که از میکرو های خانواده 8051 استفاده کنیم . در این مدار خروجی سنسورها با یک ولتاژ متغییر که توسط یک مقاومت متغیر ساخته شده مقایسه می شود و خروجی آنالوگ ولتاژ سنسورها به صفر یا یک تبدیل شده که برای میکرو قابل فهم است. رایج ترین مقایسه گر ها LM324 و LM558 می باشد.در میکرو های AVR به دلیل داشتن مبدل آنالوگ به دیجیتال ما ولتاژ را در میکرو به صورت یک عدد بین 0 تا 1023 دریافت می کنیم که به 0 به عنوان 0 ولت و 1023 به عنوان ولتاژ مرجع (5 ولت) است.

اسلاید 21: شیوه ارائه مطالبمدارسنسور وظیفه این بخش مشخص کردن وضعیت حالت سنسور است که آیا سفید است یا مشکی؟ برای مشخص کردن این وضعیت از 2 نوع سنسور می توان استفاده کرد فتودیود گیرنده و فرستنده مینیاتوری  این محصول یک فرستنده و گیرنده مادون قرمز است که می تواند رنگ سیاه را به خوبی از سفید تشخیص دهد و مخصوصا برای ربات های مسیر یاب بسیار مناسب است .فتوسل:یک سنسور حساس به نور مرئی و مادن قرمز که در صورت تابش نور به آن مقاومت الکتریکی آن تغییر می کند.

اسلاید 22: شیوه ارائه مطالبنصب سنسور ها

اسلاید 23: شیوه ارائه مطالببرنامه نویسی برنامه یک ربات مسیر یاب شامل قسمت های زیر می باشد:1- خواندن وضعیت از سنسورها2- تصمیم گیری ( پردازش اطلاعات )3- فرمان دادن به موتور هابرنامه نویسی یک ربات مسیریاب معمولا با زبان برنامه نویسی basic و یا زبان برنامه نویسی c است که برای برنامه نویسی با زبان بیسیک از نرم افزار bascom avr و زبان برنامه نویسی c از برنامه codevision استفاده می شود. Void main(){while(1) { SR=PORTA.0; SL=PORTA.1; SC=PORTA.2; If (SR==1) center(); If(SL==1) moverright(); If(SC==1) moveleft(); }}function center (){ PORTD.4=1; PORTD.5=0; PORTD.6=1; PORTD.7=0; Return0;}function move right(){ PORTD.4=1; PORTD.5=0; PORTD.6=0; PORTD.7=0; Return0;}function move left() { PORTD.4=0; PORTD.5=0; PORTD.6=0; PORTD.7=0; Return; }

اسلاید 24: شیوه ارائه مطالبچندین ربات مسیر یاب

اسلاید 25: شیوه ارائه مطالبمار رباتیکی ÷ربات مار مانند OmniTread طراحی شده توسط پژوهشگران دانشگاه میشیگان قادر است از رو، زیر و حتی داخل موانع مختلف عبور کند. قابلیت های حرکتی ربات در مقایسه با رباتهای هم نوع خود بی نظیر است. اگر چه چند مشکل هنوز حل نشده باقی مانده است. اگر ربات بخواهد در زمین های ناهموار حرکت کند نفوذ شن و یا سنگ به زیر نوارهای شنی حرکت ربات را مشکل خواهد کرد. تیم طراح امیدوار است بتواند پوست مناسبی برای پوشش ربات بیابد تا کل سطح هر قسمت از ربات را بپوشاند و در عین حال متحرک نیز باشد.

اسلاید 26: شیوه ارائه مطالبستاره با هوش بعد از دو سال تلاش بي وقفه دانشمندان توانستند رباتي را بسازند كه بسيار شبيه به انسان است و حتي مي تواند در هنگام صحبت كردن پلك بزند ،سرش را تكان دهد و لب هايش را هم بر هم زند. اين ربات همچنين قادر است با پاهاي كوچك خود راه برود. دانشمندان مركز فناوري رباتيك در ايالت جنوبي گانگ دنگ نام اين ربات را BAIZHIXING به معناي ستاره باهوش گذارده اند . اين ربات بيشتر به منظور كمك به يادگيري كودكان و استفاده در كلاس هاي پيش دبستاني طراحي شده است.همچنين اين ربات با شكل بسيار جذاب و دوستانه خود مي تواند نظر كودكان را به خود جلب كند در نتيجه يادگيري براي آنها آسان تر مي شود.

اسلاید 27: شیوه ارائه مطالب(( درآينده اي نه چندان نزديك روباتها در كنار ما زندگي خواهند كرد طوري كه جزئي از زندگي مان به حساب مي آيند پس به اميد آن روز.)) مرحله ي ساخت اين روباتها به جايي رسيده كه قابليت هاي ارتباطات اجتماعي با انسان را دارند و تا چند سال آينده روبات هاي خانگی به بازار عرضه مي شوند . البته در فرهنگ جامعه ما علم روباتيك در كشور ما تفهيم و جا نيافتاده و سيستم هاي هوشمند بسته به فرهنگ رشد مي كنند البته نوع استفاده از انها بسيار مهم است.

اسلاید 28: شیوه ارائه مطالبمنابع و ماخذ کتاب مقدمه ای بر رباتیک متحرک(اصول و کا ربردها)جلد اول نویسنده:مهندس مهدی ملبوبی کتاب آشنایی با روبات و کاربرد های آن نویسنده:مهندس بابک دهقان www.roboeq.com/modules.php?op=modload&name=Sections&file=index&req=listarticles&secidwww.roboeq.com/ www.iranmedar.com/ www.iaushab.ac.ir/groups/roboca/ www.roboedukia.blogsky.com