تبلیغات
مقالات مهندسی پزشکی ، برق ، الکترونیک ،علوم پایه ، علوم آزمایشگاهی ، پزشکی،روانشناسی - مطالب آذر 1390

سیستم رانش کشتی - روباتیک

1390/09/12 22:22

نویسنده : شهرام قاسمی
ارسال شده در: الکترونیک ، روباتیک ،

سیستم رانش کشتی بخشی از مهندسی دریایی است که به طراحی یا انتخاب تجهیزات و ماشین آلات موتورخانه می پردازد. نقش اصلی این نیروگاه تولید نیروی کافی برای غلبه بر نیروی مقاومت وارد بر کشتی و تولید نیروی الکتریکی مورد نیاز برای مصارف مختلف کشتی است.(روشنایی-کنترل سیستم ها و پمپ ها و تجهیزات دریانوردی و ...)

 

       سیستم رانش کشتی شامل سه بخش است:

 * سسیتم نیروی محرکه (موتور) (
Power Plant)

 * سیستم انتقال قدرت (Power of Transmission)

 * سیستم جلوبرنده (Propulsor)

در بحث سیستم رانش دو نیروی اصلی مطرح است. یکی نیروی Resistance که نیروی مقاومت آب در برابر حرکت کشتی است و دیگری نیروی Thrust که نیروی جلوبرنده کشتی است که توسط پروانه تولید  می شود.

 بطور خلاصه می توان انواع نیروی محرکه کشتی را به ۳ دسته کلی تقسیم کرد:

  *  نیروی محرکه انسانی

  *  نیروی محرکه بادی

  * نیروی محرکه مکانیکی

       نیروی محرکه انسانی:

  رانش انسانی بر روی قایق های کوچک و یا به عنوان رانش کمکی در قایق های بادبانی کاربرد دارد. این نوع رانش امروزه جنبه تفریحی و ورزشی پیدا کرده است.

       نیروی محرکه بادی:

  در این نوع رانش بادبان بر روی یک دکل واقع بر عرشه کشتی نصب می شود و با طناب ها و مهارها و تیر دکل کنترل و حفاظت می شود.

  لازم به ذکر است که تا قرن نوزدهم سیستم های بادبانی فرم مسلط و غالب برای رانش کشتی ها بودند اما با روی کار آمدن موتور بخار استفاده از آن ها کم شد.

         نیروی مکانیکی:

  این سیستم ها شامل یک موتور هستند که بوسیله یک محور پروانه (شفت) پروانه را می چرخاند.

 موتورهای بخار و پس از آن موتور های دیزلی و توربینی گازی و... نمونه هایی از این سیستم نیرو هستند.

    نیروی محرکه مکانیکی را می توان به صورت زیر تقسیم بندی کرد:

**توربین بخار

**توربین گازی

**موتور دیزل

**موتورهای با سوخت هسته ای

**موتورهای دیزل ـ الکتریکی

**سیستم های ترکیبی

         توربین بخار:

  در نیمه اول قرن بیستم توربین های بخار توسط Sir Charles Algernon Parsons تکمیل و گسترش پیدا کرد و در نتیجه ی بازده بالاتر این توربین ها خطوط پرسرعتی از کشتی ها نسبت به کشتی های بادبانی ایجاد شد.

  در اوایل قرن بیستم با افزایش کاربری سوخت نفت سنگین این سوخت جایگزین زغال سنگ در کشتی های  بخار شد. مزیت بزرگ این سوخت مناسب بودن - کاهش نیروی انسانی و کاهش فضای لازم برای مخازن سوخت بود اما در نیمه دوم قرن بیستم افزایش قیمت سوخت باعث کنار گذاشته شدن توربین های بخار از کشتی ها شد.

 توربین های بخار در مقایسه با موتورهای دیزل قیمت اولیه بالاتر و مصرف سوخت بیشتری دارند.

        

    توربین های بخار مورد استفاده برای مصارف دریایی را می توان برحسب سوخت مصرفی به دودسته تقسیم کرد:

  * توربین های بخار با سوخت فسیلی :

  این توربین ها تنها در شناورهای نظامی مسطح و شناورهای LNG یافت می شوند.

  * توربین های بخار با سوخت هسته ای :

  زیردریایی ها و ناوهای هواپیمابر از این سوخت استفاده می کنند. برخی از کشتی های تجاری یخ شکن که در مناطق سردسیر روسیه تردد می کنند هم به دلیل این که ماهها در دریا هستند از سوخت هسته ای استفاده  می کنند.

         توربین گازی :

   این نوع توربین ها بیشتر در کشتی های نظامی و شناورهای پرسرعت (مثل شناورهای ferry) و همچنین شناورهای پیشرفته استفاده دارند. امروزه با ظهور تکنولوژی های پیشرفته در زمینه توربین گازی از آنها در کشتی های تجاری هم استفاده می شود.

   توربین گازی از اجزای چرخنده تشکیل شده است بنابراین می تواند به عنوان یک ماشین چرخشی شناخته شود.

در این توربین ها نسبت نیروی تولیدی به وزن در مقایسه با موتورهای دیزلی افزایش یافته و در نتیجه بازده بالاتر و سرعت بیشتری حاصل می شود. (گستره توان تولیدی توربین گازی از ۴ تا ۳۰ مگا وات است.)

      در ابتدا توربین گازی به علت مزایای زیر در کشتی های نظامی جایگزین توربین بخار شد:

  ** بازدهی بیشتر نسبت به توربین بخار

  ** زمان راه اندازی کوتاهتر

  ** قابلیت کنترل خودکار آسان

  ** قابلیت بالای نگهداری و مورد اعتماد بودن

  در مقایسه توربین گازی با موتور دیزل توربین گازی چگالی نیروی زیادی دارد و قطعه کوچک و کم وزنی در بین ماشین آلات به حساب می آید.

  برخی از معایب این موتور به شرح زیر است:

  ** مصرف سوخت بالاتر و بازدهی کمتر

  ** نسبت به موتورهای دیزلی به سوخت های با کیفیت بالاتری احتیاج دارد

  **تعمیر آن بسیار مشکل است به این دلیل که برای تعمیر بوسیله ی جایگزینی قطعات طراحی شده است

  برای استفاده از توربین های گازی در شناورهایی که وزن و فضا اهمیت دارد باید بر اساس مزایا و معایب این توربین ها تصمیم گرفته شود.

    در قسمت بعد به انواع دیگر نیروی مکانیکی می پردازیم

سری ۱:     سیستم رانش و نیروی محرکه کشتی

  قسمت۲     

  موتور دیزل:

   در نیمه دوم قرن بیستم با کنار گذاشته شدن توربین های بخار موتورهای دیزلی به عنوان جایگزینی برای آنها در نظر گرفته شدند.

    در آن زمان بسیاری از کشتی های بخار موتور خود را عوض کردند که به عنوان نمونه بارزی از آن می توان کشتی Queen Elizabet 2 را نام برد که در سال ۱۹۶۸ توربین های بخار خود را با سیستم دیزل- الکتریکی جایگزین کرد.

  هنوز هم طیف وسیعی از کشتی های تجاری از موتورهای دیزلی به عنوان نیروی محرکه اصلی خود استفاده می کنند.

 

       مزایای موتورهای دیزلی :

 ** سازگاری با هر نوع سوخت اعم از سوخت سبک یا سنگین

 ** قابل اعتماد بودن

 ** قابلیت نگهداری با ساده ترین تکنولوژی ها

 ** بازدهی بالا (گاهی بیشتر از ۵۰٪)

 ** قیمت پایین

      معایب موتورهای دیزلی :

  * ایجاد لرزش و صدا

  * آلوده کردن محیط

  * در ترکیب با موتورهای گازی نسبت نیرو به وزن کاهش می یابد

   

     به طور خلاصه موتورهای دیزل را می توان به صورت های زیر طبقه بندی کرد:

 ** سرعت                                 Speed

 ** ساختمان                   Construction

 ** نحوه پیکربندی          Configuration

 **نحوه  تنفس(مکش هوا)      Aspiration

 ** خنک سازی                        Cooling

 

       تقسیم بندی موتورهای دیزلی برحسب سرعت :

 **   موتورهای دیزلی با سرعت کم  (کمتر از ۲۵۰ دور در دقیقه)

 **   موتورهای دیزلی با سرعت متوسط (بین ۲۵۰ تا۱۰۰۰ دور در دقیقه)

 **   موتورهای دیزلی با سرعت بالا (بیش از ۱۰۰۰ دور در دقیقه)

 

   تقسیم بندی موتورهای دیزلی برحسب ساختمان :

   *  موتورهای دوزمانه:

 این موتورها غالباً سرعت کم و تعداد کمی از آنها سرعت متوسط دارند.

   * موتورهای چهار زمانه:

 این موتورها سرعت متوسط یا بالا دارند.

  پیکربندی موتورهای دیزلی:

   بعضی ازموتورها به صورت خطی هستند یعنی همه سیلندرها در یک خط قرار گرفته اند. موتورهای چهارزمانه می توانند به صورت V شکل یا ستاره شکل هم ساخته شوند.

  تنفس موتورهای دیزلی:

  تنفس موتورهای دیزلی به معنی وارد شدن هوا به موتور است. که این امر می تواند به صورت طبیعی یا توسط دستگاه هایی صورت گیرد.

  موتورهایی با تنفس طبیعی هوا را در مرحله مکش بدون هیچ کمکی به درون خود می مکند در حالی موتورهای گروه دوم با هوایی که بوسیله کمپرسور به فشاری بالاتر از فشار اتمسفر رسیده است تغذیه       می شوند.

    نحوه خنک سازی موتور دیزلی :

  همچنین موتورهای دیزلی را می توان برحسب روش خنک شدنشان دسته بندی کرد که این خنک سازی توسط آب یا هوا صورت می گیرد.

 

در قسمت بعد انواع دیگر نیروی محرکه ( هسته ای - الکتریکی و سیستم های ترکیبی ) و همچنین سیستم انتقال قدرت را بررسی می کنیم

سری ۱ : سیستم های رانش و نیروی محرکه کشتی

    قسمت۳ :

 موتورهای با سوخت هسته ای:

  همانطور که پیش ترهم ذکر شد یک توربین بخار می تواند با نیروی هسته ای نیز کار کند. مزیت استفاده از توربین هایی با نیروی هسته ای در شناورهایی مثل زیردریایی ها این است که به هوا برای استفاده در دیگ های بخار و یا موتورهای احتراقی نیاز ندارند و به همین دلیل می توانند ماهها زیر سطح دریا باقی بمانند. البته فقط زیردریایی ها نیستند که از این نیروی محرکه استفاده می کنند. کشتی های تجاری و یخ شکن ها و کشتی های حمل بار و مسافر نیز از موتور با سوخت هسته ای استفاده می کنند.

 موتورهای الکتریکی:

  واضح است که موتورهای دیزلی بسیار حجیم و سنگین هستند. هرچقدر این موتورها بزرگتر باشند به استحکام بدنه بیشتری نیاز است. قطعات یدکی این موتورها نیز بسیار بزرگ هستند ولی برای احتیاط همیشه باید داخل کشتی باشند. این موضوع مهندسان را به فکر استفاده از سیستم رانش برقی انداخت.

  این سیستم از یک یا دو موتور برقی که به پروانه (ها) کشتی متصل هستند تشکیل شده است. برق مورد نیاز این موتورها از طریق موتورهای دیزلی تامین می شود. این موتورهای دیزلی به نسبت کوچکتر هستند. بنابراین در طراحی محل نصب این مولدهای برق می توان آنها را در هر نقطه مناسبی در کشتی نصب نمود. از جمله مزیت ها ی این سیستم امکان جابجا کردن موتورخانه به هر جای ممکن در کشتی به دلیل عدم وجود ارتباط مستقیم بین موتور و سیستم جلوبرنده است.

      سیستم های ترکیبی:

  گاهی اوقات بسته به عملکرد کشتی ممکن است تنها استفاده از یک نیروی محرکه برای راندن کشتی مناسب و یا کافی نباشد به همین خاطر از چند نیروی محرکه استفاده می کنند. در این سیستم های ترکیبی دو نوع محرک یا بیشتر بوسیله سیستم انتقال قدرت به پروانه متصل می شوند. بنابراین امکان استفاده از قابلیت های برتر هر کدام از نیرو های محرکه فراهم می شود.

   انواع سیستم های ترکیبی:

 *** ترکیب دیزل و گاز(CODAG)

 *** ترکیب دیزل یا گاز(CODOG)

 *** ترکیب گاز و بخار(COGAS) 

 *** ترکیب سیستم دیزل - الکتریکی و گاز(CODEAG)

 ***  ترکیب دیزل و دیزل(CODAD)

 *** ترکیب گاز یا گاز(COGOG)

 *** ترکیب گاز و گاز(COGAG)

و ...

  لازم به ذکر است هنگامی که از حرف "و" بین دو نیروی محرکه استفاده می کنیم منظور این است که سیستم ها همگام با هم پروانه را می چرخانند. در حالیکه وقتی از کلمه "یا" استفاده می کنیم یعنی بسته به شرایط  یکی از سیستم ها نیرو تولید می کند.

 

      سیستم انتقال قدرت (Transmission system):

  سیستم انتقال قدرت بین بخش تولید کننده نیروی محرکه و بخش جلوبرنده قرار دارد و وظیفه اصلی آن تبدیل و یا انتقال انرژی مکانیکی است.

  سیستم انتقال قدرت گشتاور تولید شده توسط بخش مولد نیروی محرکه را به پروانه و نیروی تراست (جلوبرنده) تولید شده توسط پروانه را به بدنه انتقال می دهد.

 

 ** یک یا چند شافت پروانه (line shaft) گشتاور تولیدی موتور را منتقل می کنند. همچنین اگر در پشت یاتاقانها  (thrust bearing) قرار گرفته باشند نیروی تراست را هم منتقل می کنند.

 ** قطعات شافت بوسیله یکسری اتصالات برجسته (flange coupling) به هم متصل می شوند.

 ** thrust bearing - thrust shaft وthrust collar نیروی تراست تولید شده توسط پروانه را به بدنه انتقال می دهند.

 ** یاتاقان محور پروانه (shaft bearing) وزن شفت ها را تحمل می کند.

 ** محور پروانه (propeller shaft) سیستم محور رانش کشتی (shafting system) را واقع در داخل کشتی به پروانه متصل می کند.

 ** محل عبور محور پروانه از بدنه کشتی (stern tube) محور پروانه را از میان بدنه هدایت می کند. در این محل شافت بوسیله یک یا دو یاتاقان روغن کاری شده نگه داشته می شود:

 یاتاقان جلویی و عقبی  (aft & forward bearing)

 این یاتاقان ها وزن شافت و پروانه و همچنین نیروی هیدرودینامیکی عرضی اعمال شده بر پروانه را تحمل می کنند.

 ** آب بند جلویی محل عبور محور پروانه از بدنه کشتی (forward stern tube seel) جلوی خروج روغن موجود در این محفظه را می گیرند.

 ** آب بند عقبی محل عبور محور پروانه از بدنه کشتی (aft stern tube seel) علاوه براینکه جلوی خروج روغن را می گیرد مانع از ورود آب دریا به درون محفظه هم می شود.

 ** جایی که شافت پروانه از میان تیغه کشتی (bulk head) عبور می کند یک آب بند تیغه (bulk head stuffing box) به منظور اطمینان از آب بند باقی ماندن تیغه استفاده می شود.

 

  در برخی موارد پیچیده تر اجزای دیگری هم می تواند وجود داشته باشد که به دو مورد از آنها اشاره می شود:

 ** گیربکس (جعبه دنده) به منظور کم کردن سرعت موتور به سرعت مورد نیاز برا ی عملکرد موثر پروانه استفاده می شود. این کاهش سرعت می تواند در یک یا دو مرحله حاصل شود:

 * در یک مرحله برای موتورهای دیزل با سرعت متوسط یا بالا (از 1:2 تا 1:6 )

 *  در دو مرحله برای توربین های گازی و موتورهای دیزل با سرعت بالا (از1:10  تا  1:35)

 ** از کلاج (clutch) برای اتصال و یا قطع اتصال موتور(ها) به محور پروانه استفاده می شود. کلاج غالباً در داخل گیربکس قرار می گیرد.




دیدگاه ها : نظرات
آخرین ویرایش: - -

ربات های اجتماعی جمع کننده نفت از دریا

1390/09/12 22:21

نویسنده : شهرام قاسمی
ارسال شده در: الکترونیک ، روباتیک ،

اصولا گرفتن نفت از سطح آب کار سختی نیست. سختی آنجا بوجود می آید که مقادیر عظیمی نفت را روی سطح آب بخواهیم جمع آوری کنیم. این یک کاری بسیار مناسب برای رباتهای جمعی است. این کار به سادگی با تکرار انجام می شود و نیازمند این است که بارها انجام می شود. دانشگاه MIT آمریکا ربات جمعی دریایی ساخته است که به صورت جمعی و شبکه ای نفت را از سطح آب جمع آوری می کنند. Seaswarm طوری طراحی شده است که ساده و ارزان و موثر باشد. برای جمع آوری نفت، رباتها از یک تسمه پهن پوشیده شده از نانوفیبر استفاده می کنند که می توانند 20 برابر وزنشان نفت را جذب کنند. تسمه مانند یک تردمیلحرکت می کند، همچنین از گرما برای جداسازی نفت از نانوفیبر استفاده می شود. این رباتها با استفاده از انرژی خورشیدی قادرند تا چندهفته مشغول جمع آوری باشند






دیدگاه ها : نظرات
آخرین ویرایش: - -

موضوعاتی که در ساخت یک ربات متحرک مطرح است

1390/09/12 22:19

نویسنده : شهرام قاسمی
ارسال شده در: روباتیک ، الکترونیک ،

- خودجابه جایی locomotion

- پایداری

-مانورپذیری

-کنترلپذیری

2- تعیین محل localization

3- درک محیط perception

-سنسورها

- پردازش اطلاعات با معنی

4- رهیابی planning- navigation

که در مقاله کامل شرح هر یک از موارد بالا آمده است

 

۱- خودجابه جایی:

یک ربات متحرک نیاز به مکانیزیمی دارد که آنرا قادر بسازد حرکت بدون حد و مرزی درمحیطش انجام دهد. ولی راههای زیادی برای این کار وجود دارد و انتخاب یک راه درست جنبه قوی طراحی ربات محسوب می شود

سه عامل مهم در خودجابه جایی ربات وجود دارد:

پایداری شامل : تعداد و هندسه نقاط تماس ، مرکز گرانش ، پایداری استاتیکی و دینایک ، شیب زمین

ویژگی نقاط تماس شامل : نقطه تماس ، اندازه تماس ، سایز و مسیر و شکل آن ، زاویه تماس ، اصطحکاک

نوع محیط شامل : ساختار ان ، واسطه محیطی مانند آب و هوا ف نرم و سفتی زمین

مکانیزم های مورد استفاده برای جا به جایی معمولا پا ، چرخ ،یا ترکیبی از ان دوست به جدول زیر توجه نمایید

در هنگام طراحی نوع مکانیزم قابل استفاده در ربات توجه به سه عامل پایداری ، مانور پذیری و کنترل پذیری ضروری است و بدست آوردن نقطه بهینه بین این سه هنر طراحی می باشد چرا که غالبا با دقت روی یکی از این عوامل، عامل دیگر رو به کاهش می نهد مثلا در رباتهایی با چرخ تمام جهته با وجود مانور پذیری بالا ، کنترل کردن آنها مشکل می شود یا در رباتهای شش پا پایداری مناسب است ولی مانور پذیری کم می باشد و همچنین کنرل روی تمام پاها باید صورت گیرد.

2 - تعیین محل localization

تعیین محل دقیقا پاسخ به این پرسش می باشدکه : من کجا هستم؟

اینکه شما دقیقا بدانید که الان در چه موقعیتی نسبت به یک دستگاه مرجع ثابت قرار دارید می شود تعیین محل شما .این کار به روشهای مختلف می تواند انجام گیرد هم بوسیله سیستم های رادیویی هم ماهواره ای مانند Gps و هم از روی ستارگان و کوهها و و غیره .مساله تعیین محل ارتباط تنگاتنگی با مسئله رهیابی یا ناوبری دارد .زیرا ربات نخست باید بداند که در کجا قرار دارد سپس بداند از چه راهی به سمت هدف نزدیک شود که مسئله رهیابی می شود .

در تصویر  بعد 5 گام تعیین محل بر اساس نقشه قبلی را مشاهد می کنید

که نخست پیش بینی بر اساس تخمین های قبلی و مسافت سنجی است

دوم : مشاهده کردن موقعیت بوسیله سنسورهای نصب شده روی ربات است

سوم: اندازه گیری مطابق نقشه

چهارم: تطبیق دادن نقشه قبلی با مشاهدات برا اینکه بدانیم آیا در موقعیت درست هستیم

پنجم : در صورت مثبت بودن جواب به موقعیت جدید می رود و دوباره این موقعیت را تخمین می زند

3- درک محیط perception

بعد از اینکه ربات متحرک موقعیت خود را نسبت به یک مرجع ثابت دانست نوبت این می رسد تا شناختی از محیط اطراف خود داشته باشد تا با یک حرکت صحیح و بدون برخورد با اشیا و موانع به نقطه هدف برسد ، این درک از محیط توسط سنسورها صورت می گیرد و پردازش داده های سنسورها در مرکز پردازش ربات

گستره وسیعی از سنسورها در رباتهای متحرک مورد استفاده قرار م یگیرند و برای اندازه گیری مقادیر مختلف و متنوع مانند: حرارت داخلی ربات ، سرعت دورانی موتور و مفصل ها ، یا درباره محیط پیرامون ربات

سنسورهای یا از محیط ربات اطلاعات جمع آوری می کنند مانند اندازه گیری صدا ، شدت نور ، فاصله ، یا داده های محیطی دیگر

نوع دیگر اطلاعاتی از خود ربات می دهند مانند سرعت دورانی موتور ها و مفصل ها ، زوایا و غیره

تعریف سنسور: سنسور‌ها قطعاتی هستند متشکل از ابزارهای لامسه‌ای الکتریکی یا نوری که در کنار سایر عناصر الکترونیکی ایفای نقش می‌کنند. وظیفه این المان‌ها کسب اطلاعاتی از موقعیت مفاصل ربات و شرایط محیطی مانند نور و گرما و هدف‌های موجود در محیط می‌باشد

سنسورها اغلب برای درک اطلاعات تماسی، تنشی، مجاورتی، بینایی و صوتی به‌کار می‌روند. عملکرد سنسورها بدین‌گونه است که با توجه به تغییرات فاکتوری که نسبت به آن حساس هستند، سطوح ولتاژی ناچیزی را در پاسخ ایجاد می‌کنند، که با پردازش این سیگنال‌های الکتریکی می‌توان اطلاعات دریافتی را تفسیر کرده و برای تصمیم‌گیری‌های بعدی از آن‌ها استفاده نمود.

به عبارت دیگر حسگر یك وسیله الكتریكی است كه تغییرات فیزیكی یا شیمیایی را اندازه‌‌گیری می‌كند و آن را به سیگنال الكتریكی تبدیل می‌نماید.

حسگرها در واقع ابزار ارتباط ربات با دنیای خارج و كسب اطلاعات محیطی و نیز داخلی می باشند. انتخاب درست حسگرها تأثیر بسیار زیادی در میزان كارایی ربات دارد .

انواع حسگر ها (سنسور ها )

. بسته به نوع اطلاعاتی كه ربات نیاز دارد از حسگرهای مختلفی می توان استفاده نمود:

–        فاصله

–         رنگ

–         نور

–         صدا

–        حركت و لرزش

–         دما

–         دود

 4- رهیابی planning- navigation

مسئله رهیابی دقیقا پاسخ به این پرسشهاست :

کجا می خواهم بروم؟ و چگونه باید به آنجا برسم؟

یعنی در این مرحله ربات موقعیت فعلی خود را تعیین محل کرده و حالا برای رسیدن به هدف می خواهد گام بردارد.

یعنی چه عملی لازم است انجام گیرد تا به هدف برسم؟ و چه مسیری را باید انتخاب کنم تا به هدف برسم؟مسئله طراحی مسیر(trajectory) منظور از مسیر هم مکان و هم زمان موقعیت جسم است یعنی مساله ای چهار بعدی و با کلمه path که به معنی راه و سه بعدی است متفاوت است

و این سوال پیکربندی فضای کاری ربات چگونه است؟

رهیابی به صورت اینرسی توسط ژیرسکوپ می تواند انجام گیرد به این صورت که محور روتور ژیرسکوپ همواره در یک جهت خاص مثلا شمال می تواند ثابت بماند و با مقایسه جهت گیری ربات نسبت به محور ژیرسکوب میزان چرخش آن را می توان تشخیص داد .

همچنین ژیرسکوپهای نوری یا لیزری هم وجود دارد که با دو پرتو نور تک رنگ کار می کنند و انها را درون یک فیبر نوری به گردش در می آورند طبق قوانین فیزیک نوری که در خلاف جهت چرخش ربات حرکت می کند مسافت کمتری را طی می کند در نتیجه نسبت به دیگری دچار اختلاف فاز می شود و این اختلاف فاز متناسب با میزان چرخش وسیله است . اصل کارکرد اینگونه ژیرسکوپ ها هم بر اساس ثابت بودن سرعت نور است .

همچنین بوسیله سیستمهای صوتی و ایستگاههای صوتی یا رادیویی هم می توان موقعیت ربات و جایگاه بعدی او را حدس زد .

نتیجتا مساله رهیابی و طراحی مسیر یک مساله توامان و همزمان است و همچنان که روی مسیر پیش بینی شده ربات حرکت می کند بوسیله سنسورها موقعیت خود را نسبت به محیط تست می کند و همچنین بوسیله سیستم های ناوبری موقعیت کلی خود را در فضای کاریش تشخیص می دهد و تست می کند که آیا در مسیر درست قرار دارد و سپس گام بعد را با اطمینان بر می دارد .

ناوبری دانش هدایت و راهیابی وسایط نقلیه بین دو نقطه است. به طور خاص این هدایت بیشتر در مورد هواپیما و کشتی بین دو نقطه بر روی کره زمین است هرچند کشتی‌های فضایی نیز از سامانه‌های مشابهی استفاده می‌‌کنند




دیدگاه ها : نظرات
آخرین ویرایش: - -

روبات دستیار انسان

1390/09/12 22:18

نویسنده : شهرام قاسمی
ارسال شده در: الکترونیک ، روباتیک ،
پیشرفته‌ترین ربات‌های آینده قرار است که در خانه‌های ما به ما در انجام کارهای خانه، نگهداری از سالمندان و نیز حرکت و فعالیت‌های روزمره معلولین کمک کنند.
 پیچیده‌ترین ربات‌های دنیا قرار نیست که به دور سیاره‌های منظومه شمسی بگردند ( البته از اینجور ربات ها هم داریم یعنی قراره داشته باشیم دکتر ریس گفته سفر انسان به فضا بیهوده است ربات ها همان کارهای تحقیقاتی را با هزینه کمتر انجام ی دهند. پس احتمالآ داریم) یا این که ماشین‌آلات پیچیده را سر هم کنند. بلکه اکثر آن‌ها برای کمک به ما طراحی و حتی ساخته شده‌اند. البته افراد معلول و سالمند بیش از همه در طراحی ربات‌های آینده در نظر گرفته شده‌اند.  در این مجموعه گزارش‌ها که از پاپ‌ساینس گرفته شده‌اند، به ربات‌هایی می‌پردازیم که بیش از همه، ‌اعلام آمادگی کرده‌اند که در آینده برای زندگی روزمره به کمک ما انسان‌ها بیایند.

ریبا (Riba)، جرثقیلی رباتی مخصوص برای بلند کردن آدم‌ها
محل تولد: موسسه مطالعات فیزیک و شیمی، ژاپن


http://img.tebyan.net/big/1389/05/24115611219711647166115407018913020723.jpg

حرفه: کمک به بیمارانی که ایستادن،‌ نشستن و راه رفتن به تنهایی و بدون کمک برایشان خیلی دشوار است.

به چه دردی می‌خورد: تنها در آمریکا تا سال 2030،‌ یعنی 20 سال دیگر، تعداد افراد بالای 65 سال به 71 میلیون نفر خواهد رسید. ریبا در حال حاضر تنها رباتی است که دست‌هایش برای حمل انسان طراحی شده است.

چه‌طور کار می‌کند: یک موتور قدرتمند و بیش از 454 حس‌گر درون بازوها،‌ به ریبا کمک می‌کنند که افراد تا وزن 61 کیلو را بلند و جابه‌جا کند. البته مخترع ریبا و همکارانش امیدوارند تا سال آینده قدرت ریبا بیشتر بشود. بدنه فلزی ریبا با پوستی از جنس فوم اورتان پوشانده شده تا فرد روی آن راحت باشد. همچنین ریبا می‌تواند چهره‌ها و صداها را تشخیص بدهد و دستوراتی مانند لطفا مرا از روی مبل بلند کن را اجرا کند.
زمان ورود به بازار کار:‌ سال آینده


پرما (PerMMA)، تنها صندلی چرخداری که دست‌های رباتی دارد
محل تولد:‌ دانشگاه پیتزبورگ

http://img.tebyan.net/big/1389/05/131137113717052184461731896716618824812228.jpg

حرفه:‌ پرستار؛ جابه‌جایی و تغذیه بیماران مبتلا به آسیب‌های نخاعی

به چه دردی می‌خورد‌: تنها در آمریکا در حال حاضر 3/4 میلیون نفر روی صندلی چرخدار هستند. با این حال اغلب صندلی‌های چرخدار پاسخگوی نیازهای افراد نیستند.

چه‌طور کار می‌کند: وقتی روری کوپر در یک تصادف در حین دوچرخه سواری، دچار آسیب نخاع شد و فلج شد، نقاط قوت و ضعف صندلی‌های چرخدار را به خوبی درک کرد. با این که وی می‌توانست از دست‌هایش استفاده کند، اما بسیاری از معلولینی که وی با آن‌ها آشنا شده بود، ‌این توانایی را نداشتند. به همین دلیل هم وی تصمیم گرفت که برای آن‌ها صندلی چرخدار بهتری بسازد. پرما دو دست رباتیک دارد که به فرد معلول کمک می‌کند کارهای روزمره مانند آشپزی، لباس پوشیدن و خرید کردن را انجام دهد. کاربر می‌تواند بر حسب توانایی که دارد، بازوها را از طریق صفحه لمسی، میکروفون و یا دسته فرمان هدایت کند. در حال حاضر هر بازو می‌تواند 7/2 کیلوگرم را جوابگو باشد اما کوپر دارد بازوهای جدیدی را طراحی می‌کند که تا 68 کیلوگرم هم بتوانند بلند کنند و مثلا بتوانند قابلمه غذا را از روی اجاق بردارند!

زمان ورود به بازار کار: سال 2020/ 1399



کمپای (Kompaï)، یک دستیار صاف و صادق برای مادربزرگ

محل تولد: روبوسافت، فرانسه

http://img.tebyan.net/big/1389/05/2093323514622413116234411817618818814921975.jpg

حرفه:‌ دستیار شخصی؛ زمان مصرف داروها را به سالمند یادآوری می‌کند و در صورت نیاز به کمک، با دیگران تماس می‌گیرد.

به چه دردی می‌خورد: جوابش روشن است!

چه‌طور کار می‌کند: مهم‌ترین ویژگی کمپای، تعامل دوستانه و خوش‌مشربی در ارتباط با سالمند است. اگر به کمپای بگویید حالم خوب نیست، می‌پرسد، کجایتان درد می‌کند؟ و با اتصال به اینترنت، علایم شما را برای دکترتان ای‌میل می‌کند. کمپای می‌تواند لیست خرید را حفظ کند، با پزشکان کنفرانس ویدئویی ترتیب دهد و به اورژانس در مواقع ضروری زنگ بزند. همچنین کمپای اطراف خانه از پله‌ها دوری می‌کند و خودش می‌داند چه زمانی باید به شارژرش وصل شود. با این که پیش‌فرض کنترل کمپای فرمان‌های صوتی است، اما یک صفحه لمسی با علامت‌های خیلی ساده هم دارد.

زمان ورود به بازار کار: سال آینده



هرب (Herb)، سریع‌ترین و قابل‌ترین خدمتکار رباتی

محل تولد: آزمایشگاه‌ اینتل در پیتزبورگ و آزمایشگاه دانشگاه کارنگی ملون


http://img.tebyan.net/big/1389/05/6515938982227159255193131103100501872329.jpg

حرفه: پیشخدمت

به چه دردی می‌خورد: چه کسی به یک پیشخدمت قابل و مطمئن برای کارهای خانه‌اش نیاز ندارد؟ به گفته محققین اینتل، هرب از نظر فناوری از هر ربات دیگری در این زمینه پیشرفته‌تر است.

چه‌طور کار می‌کند: محققین اینتل و دانشگاه کارنگی ملون، هرب را روی پایه یک سگ‌وی ساخته‌اند. به همین دلیل هم هرب می‌تواند خیلی سریع این طرف و آن طرف آشپزخانه مانور بدهد و در عین حال هم تعادل خود را حفظ کند و چیزی را نریزد. هرب خیلی هم باهوش است. نرم‌افزار تشخیص تصویری هرب به آن اجازه می‌دهد که اشیا را از هم تشخیص بدهد، پس وقتی از او بخواهید که برایتان نوشابه بیاورد، اشتباهی آبمیوه دریافت نخواهید کرد. هرب همچنین می‌تواند رفتار انسان‌ها را تقلید کند و اشیا را به روش صاحب خود بلند کند. محققین در تلاشند تا نرم‌افزار هرب را ارتقا بدهند تا در مکان‌های درهم و برهم کم‌تر با اجسام دیگر برخورد کند. همچنین آن‌ها می‌خواهند یک بازوی دیگر هم برایش بسازند تا بتواند در عین حال که لباس‌ها را از ماشین لباس‌شویی بیرون می‌آورد، آن‌ها را منظم و جدا جدا تا کند.

زمان ورود به بازار کار:‌ سال 2025/ 1404

دیگر رباتی که ظاهر اشیاء و نامشان را به خاطر می سپارد

http://www.crunchgear.com/wp-content/uploads/2009/08/digoro.jpg

نسل جدید ربات های ژاپنی که بار دیگر هدف از تولید آنها کمک به سالمندان و فراهم آوردن زمینه مناسب برای زندگی مستقل آنها اعلام شده رونمایی شد .
به گزارش ICTPRESS به نقل از " گیزمگ"، گروهی از محققان و دانشجویان دانشگاه الکتروارتباطات ژاپن به تازگی رباتی منحصر به فرد موسوم به "دیگورو"(DiGORO) ساخته اند که از جمله قابلیت های منحصر به فردش توانایی در به یادآوردن اجسامی است که یک بار دیده است .
طبق گفته سازندگان ، این ربات چنانچه یک بار شیئی مانند بشقاب، استکان و .. را ببیند، نامش را به خاطر می سپارد و زمانی که شما نام شیء مورد نظر را بر
زبانآورید ربات آن شیء را برایتان می آورد .
این ربات که به دوربین های بسیار پیشرفته مجهز است و با 6 مرکز رایانه ای  کنترل می شود به گونه ای برنامه ریزی شده که می تواند به افراد سالمند و بیماران مبتلا به بیماری فراموشی که مثلا نمی توانند قیافه افراد را به خاطر آورند کمک خواهد کرد .
گفتنی است؛ کشور ژاپن یکی از بزرگترین جمعیت های رو به رشد افراد مسن را داراست و این روزها بسیاری از دانشمندان علم رباتیک تمام تلاش خود را به کار گرفته اند تا ربات ها را به خدمت این گروه مسن نیازمند مراقبت در آورند .



دیدگاه ها : نظرات
آخرین ویرایش: - -

نحوه ی كاركرد قفل برقی

1390/09/12 22:16

نویسنده : شهرام قاسمی
ارسال شده در: روباتیک ، الکترونیک ،

این مقاله شما با نحوه ی كاركرد قفل برقی در ب آشنا می كنه خلاصه ای نمیشه گفت فقط بخونید .

از بین قفل ها، سیستم های بدون کلید و  قفل های پیچیده، امروزه  برای باز کردن درب های اتومبیل چهار یا پنج روش وجود دارد.اتومبیل ها چگونه  همه ی این روش های مختلف را تعقیب ودریافت می کنند  و واقعا چه اتفاقی می افتد که درب ها باز می
شوند؟

 

مکانیزمی که درب های اتومبیل شما را باز می کند واقعا جالب است. ما خیلی به آن وابسته ایم زیرا هزاران بار در طول عمر اتومبیل، از آن استفاده می کنیم.

ما در اینجا می آموزیم که چه چیزی در درون درب ها است و باعث باز شدن آن می شود.نحوه ی کار محرک ها(actuator) را بررسی می کنیم و این که چگونه موجب باز شدن درب می شود.

باز وبسته کردن قفل: 

در اینجا برخی از روش های مختلف باز کردن درب را مرور می کنیم:

·         به وسیله کلید

·         با فشردن دکمه باز کردن قفل درب درون اتومبیل

·         با استفاده از قفل های ترکیبی  در بیرون از اتومبیل

·         با کشیدن دستگیره درب

·         به وسیله کترل ریموت

·         به وسیله سیگنال فرستاده شده از یک مرکز کنترل


در بعضی اتومبیل ها که دارای قفل های برقی هستند سوییچ باز/ بسته کردن قفل، نیروی لازم برای باز کردن درب را به اکچواتور می فرستد. ولی در سیستم های پیشرفته تر که از چندین روش برای باز وبسته کردن قفل استفاده می کنند بادی کنترلر(  body controller) وظیفه باز و بسته کردن را بر عهده دارد.

بادی کنترلر یک کامپیوتر در اتومبیل است که وظیفه ی آن مراقبت ازلوازم کوچکی است که موجب محبوبتر شدن اتومبیل شما  می شود ( به عنوان مثال این کامپیوتر تا زمانی که شما استارت نزده اید ، چراغ داخلی را روشن نگه می دارد و یا اگر شما چراغ اتومبیل را روشن یا سوییچ استارت را باز بگذارید به شما هشدار می دهد و...)

در مورد قفل های برقی، بادی کنترلر تمامی منابع سیگنال های ممکن برای  باز/ بسته کردن قفل را تحت نظر دارد. بادی کنترلرمی تواند علایمی که به وسیله صفحه لمسی نصب شده بر روی دستگیره، فرستاده می شود را تعقیب و اگر رمز صحیح وارد شده باشد قفل را باز کند یا فرکانس رادیویی ارسال شده از فرستنده ی کنترل ریموت شما را دریافت وهنگامی که کد دیجیتالی آن صحیح باشد درب را باز کند.در صورتی که بادی کنترلر سیگنالی را از هر کدام از منابع ذکر شده دریافت کند، نیروی لازم را برای اکچواتور می فرستد تا درب را باز کند.

در ادامه به بررسی داخل درب می پردازیم و اینکه اجزای آن چگونه به هم متصل می شوند.

بررسی اجزای داخلی درب:

در نمونه نشان داده شده در زیر، اکچواتورِ قفل برقی، زیر چفت درب قرار گرفته است و یک میله، اکچواتور را به چفت وصل می کند. میله ی دیگری نیز چفت را به دستگیره ای که از بالای درب بیرون آمده است متصل می کند.

هنگامی که اکچواتور، چفت را به سمت بالا حرکت می دهد، دستگیره بیرونی درب را به مکانیزم باز شدن متصل می کند.اما زمانی که چفت پایین است، دستگیره از مکانیزم باز شدن درب جدا شده و درنتیجه درب باز نمی شود.

بررسی اکچواتور (actuator) :

اکچواتور وسیله ی بسیار ساده ایست:

این اکچواتور می تواند قلاب فلزی نشان داده شده را به سمت چپ یا راست حرکت دهد. هنگامی که در ماشین نصب می شود به صورت عمودی است در نتیجه قلاب می تواند به سمت بالا یا پایین برود و حرکت شما را دنبال کند. زمانی  که چفت را به سمت بالا می کشید به طرف بالا و زمانی که به سمت پایین می کشید به طرف پایین حرکت می کند.

این سیستم بسیار ساده است. یک موتور الکتریکی کوچک یک سری از چرخ دنده ها را به حرکت در می آورد که به عنوان چرخ دنده کاهشی عمل می کنند. آخرین چرخ دنده، میله ی دندانه دار را که به میله ی اکچواتور وصل است، می راند. در واقع میله ی دندانه دار حرکت چرخشی موتور را به حرکت خطی لازم برای جابجایی قفل  تبدیل می کند.

درون یک اکچواتور

موضوع جالبی که در این مکانیزم وجود دارد این است که با وجودی که موتور الکتریکی می تواند چفت را حرکت دهد، چفت نمی تواند موتور را به حرکت در آورد. و این به خاطر به کارگیری گیره ی  گریز از مرکز است که به چرخ دنده متصل شده و به وسیله موتور به کار گرفته می شود.

گیره ی گریز از مرکز

هنگامی که موتور چرخ دنده را می چرخاند ، گیره ی گریز از مرکز تاب خورده ودر نتیجه چرخ دنده کوچک فلزی به چرخ دنده پلاستیکی بزرگتر قفل می شود و به موتور اجازه می دهد تا حرکتش را به چفت منتقل کند. اما اگر چفت حرکت داده شود همه ی چرخ دنده ها به جز چرخ دنده پلاستیکی و گیره درون آن می چرخند.




دیدگاه ها : نظرات
آخرین ویرایش: - -



تعداد کل صفحات : 24 ... 4 5 6 7 8 9 10 ...
Check Google Page Rank

تصویر ثابت