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

industrial robot

1390/09/12 22:25

نویسنده : شهرام قاسمی
ارسال شده در: الکترونیک ، روباتیک ،
Accuracy: How close does the robot get to the desired point? When the robot's program instruct the robot to move to a specified point, it does not actaully perform as per specified. The accuracy measrue such variance. That is, the distance between the specified position that a robot is trying to achieve (programming point), and the actual X, Y and Z resultant position of the robot end effector.



Repeatability: The ability of a robot to return repeatedly to a given position. It is the ability of a robotic system or mechanism to repeat the same motion or achieve the same position. Repeatablity is is a measure of the error or variability when repeatedly reaching for a single position. Repeatability is often smaller than accuracy.
    Robot Specification

Degree of Freedom (DOF) - Each joint or axis on the robot introduces a degree of freedom. Each DOF can be a slider, rotary, or other type of actuator. The number of DOF that a manipulator possesses thus is the number of independent ways in which a robot arm can move. An industrial robot typically have 5 or 6 degrees of freedom. 3 of the degrees of freedom allow positioning in 3D space (X, Y, Z), while the other 2 or 3 are used for orientation of the end effector (yaw, pitch and roll). 6 degrees of freedom are enough to allow the robot to reach all positions and orientations in 3D space. 5 DOF requires a restriction to 2D space, or else it limits orientations. 5 DOF robots are commonly used for handling tools such as arc welders.

Resolution: The smallest increment of motion or distance that can be detected or controlled by the robotic control system. It is a function of encoder pulses per revolution and drive (e.g. reduction gear) ratio. And it is dependent on the distance between the tool center point and the joint axis.



Robot Reach, Robot Envelope

Envelope: A three-dimensional shape that defines the boundaries that the robot manipulator can reach; also known as reach envelope.

    * Maximum envelope: the envelope that encompasses the maximum designed movements of all robot parts, including the end effector, workpiece and attachments.
    * Restricted envelope is that portion of the maximum envelope which a robot is restricted by limiting devices.
    * Operating
envelope: the restricted envelope that is used by the robot while performing its programmed motions.

Reach: The maximum horizontal distance from the center of the robot base to the end of its wrist.

Maximum Speed: A robot moving at full extension with all joints moving simultaneously in complimentary directions at full speed. The maximum speed is the theoretical values which does not consider under loading condition..

Payload: The maximum payload is the amount of weight carried by the robot manipulator at reduced speed while maintaining rated precision. Nominal payload is measured at maximum speed while maintaining rated preci-sion. These ratings are highly dependent on the size and shape of the payload due to variation in inertia.

********************************************************************

Most industrial robots equipped with serial technology, where each axis is in line relative to the preceding one. The parallel robot on the other hand has three or more prismatic or rotary axes which function parallel to one another.

Examples of parallel robots are Tricept, Hexapod and Delta Robots. Both Tricept and hexapod robots use linear motors to control the position of the tool.

Tricept Robot: The tricept uses three legs in conjunction with a central pillar to hold the head rigidly in position and then has a standard wrist mounted on it to achieve the orientation.







Delta Robot: The Delta robot has three actuators which control all three translational degrees of freedom of the mobile platform. An additional linkage provides a rotational movement for the end-effector
The result of the parallel design is a robot that has increased stability and arm rigidity, with faster cycle times than serial technology. As such there is less flexing of the arms which results in high repeatability. In addition, With serial linked robots, the end-of-arm flexing errors are cumulative, whilst in a parallel link structure they are averaged. However, one disadvantage of parallel robots is they tend to have a relatively large footprint-to-workspace ratio, for example, the hexapod parallel robot, easily take up a sizable work area. The exception is the Tricept robot which requires less space. Another limitation of the parallel configuration is that it has a small range of motion due to the configuration of the axes when Compared to a serial link machine



دیدگاه ها : نظرات
برچسب ها: industrial robot ،
آخرین ویرایش: - -

آشنایی با ربات های صنعتی ماهر هنرمند چرخان و شبه انسان پوما

1390/09/12 22:24

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


PUMA

Programmable UniversalManipulation Arm

Programmable Universal Machine for Assembly


پوما مخفف «بازوی ماهر چند منظوره قابل برنامه نویسی» یا «ماشین برنامه پذیر یونیورسال برای مونتاژ» می باشد .


تاریخچه :


اولین بار ، ربات صنعتی پوما در سال 1978 در بخش رباتیک شرکت یونیورسال تکمیل و ساخته شد . اولین مشتری این ربات ، کمپانی جنرال موتور بود . بازوی ماهر هنرمند پوما تا سال 1986 تنها توسط یونیورسال تولید می شد با اتمام لیسانس آن ، شرکت کازاواکی نیز به تولید آن مشغول شد . در سال 1988 این پروژه توسط وستینگهاوس به کمپانی سوئیسی استیبالی فروخته شد . بخش مهندسی رباتیک نوکیا موفق به ساخت ، حدود 1500 دستگاه از این ربات درسال های دهه 1980 شد . مدل پوما 560 بیشترین مشتری را داشت . نوکیا بخش مهندسی رباتیک خود را در سال 1990 فروخت . در سال 2002 تشکیلات « کنترل ، رباتیک و جوشکاری» جنرال موتور ، اولین نمونه اصلی ربات پوما را به موسسه اسمیتسون موزه ملی آمریکا هدیه داد .


پوما چیست ؟


به هر بازو صنعتی که دارای ساختار RRR می باشد (یعنی دارای سه مفصل از نوع لولایی (دورانی) باشد) و و محور های مفاصل دوم و سوم با هم موازی بود و آن دو بر محور مفصل اول عمود باشند ( مطابق شکل) ، پوما می گویند .


نام های دیگر پوما


بازوی ماهر هنرمند ، بازوی ماهر شبه انسان ، بازوی ماهر چرخان ، بازوی ماهر آرنجی ، بازوی رباتیک مفصلی و …. همگی نام های دیگر پوما می باشند .


درجات آزادی


درجات آزادی به معنای حداقل تعداد مختص لازم برای مشخص کردن وضعیت جسم است . برای دسترسی به هر نقطه در صفحه به دو درجه آزادی و برای دسترسی به هر نقطه در فضا به سه درجه آزادی نیازمندیم . همچنین برای جهت گیری ابزار در صفحه به یک درجه آزادی و برای جهت گیری ابزار در فضا به سه درجه آزادی دیگر نیاز مندیم . بازو پوما با داشتن سه محور ، دارای سه درجه آزادی برای رفتن به هر موقعیتی می باشد . معمولا به انتهای بازو پوما ، مچ کروی نصب می گردد . این مچ به ربات پوما توانایی جهت گیری با سه درجه آزادی را می دهد . بنابراین ربات پوما (بازو چرخان به همراه مچ کروی) دارای 6 درجه آزادی می باشد که به ربات قابلیت مانور بسیار بالایی می دهد . و می تواند به هر نقطه ای حرکت کند و ابزار را در هر جهتی قرار دهد.


ویژگی ربات پوما


اتصال سه رابط لولایی پی در پی با محور های عمود و موازی ،ساختاری شبیه دست انسان را به این ربات می دهد . به همین دلیل به آن ، بازوی ماهر شبه انسان می گویند . این ترکیب یک فضای بزرگ آزادی حرکت ، در یک فضای فشرده ، را فراهم می سازد . سرعت ، دقت و چالاکی این ربات از جمله مزایایی می باشد که این طرح را و جذاب و مورد پسند عموم ساخته است.


مقایسه پوما و ربات های صنعتی دیگر


مفصل ها ی لولایی نسبت به مفصل های کشویی دارای قیمت کمتر و ساخت راحت تر می باشند و همچنین موتور های الکتریکی دورانی نسبت به موتور های الکتریکی خطی و جک های هیدرولیکی و نیوماتیکی دارای قیمت کمتر و کنترل پذیری بیشتری می باشند .ربات صنعتی پوما به علت استفاده از مفاصل لولایی و موتور های دورانی دارای سرعت و دقت بیشتر و قیمت کمتر نسبت به سایر ربات های صنعتی دارای جایگاه ویژه ای در صنعت می باشد . این تفاوت وقتی بدانیم 70 درصد ربات های صنعتی از این نوع می باشند بیشتر آشکار می شود .


کاربرد های ربات های صنعتی پوما


مونتاژ – بسته بندی – جوشکاری – رنگ پاشی – برش – تراشکاری – جابه جایی محصول – بسته بندی – جراحی های پزشکی – نمونه گیری – پولیش کاری – کنترل کیفیت – امنیتی و … .


سازندگان ربات های پوما


امروزه تقریبا بیشتر ربات سازان دنیا ، به ساخت مدل های مختلف ربات های سری پوما ، مشغول شده اند . از جمله معروف ترین آن ها می توان به موارد زیر اشاره کرد .


Kawasaki – ABB – Kuka – Fanuc – Stäubli – Adebt – Motoman – Mitsubishi









دیدگاه ها : نظرات
برچسب ها: آشنایی با ربات های صنعتی ماهر هنرمند چرخان و شبه انسان پوما ،
آخرین ویرایش: - -

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: - -



تعداد کل صفحات : 81 1 2 3 4 5 6 7 ...
Check Google Page Rank

تصویر ثابت