فهرست

« فهرست»

مقدمه

چکیده

فصل اول:ربات، تاریخچه و انواع آن

1-1        ربات 

1-2        تعاریف ربات

1-3        علم رباتیک

1-4        مزایا و معایب ربات ها

1-5        تاریخچه رباتیک

1-6        قوانین سه گانه رباتیک

1-7        دسته بندی ربات ها

1-8        انواع ربات ها

1-9        ربات های متحرک

1-10   طبقه بندی ربات ها

فصل دوم:کاربرد ربات ها

2-1    ربات آدم نما اعلام خطر

2-2    ربات ها برای تقلید رفتار حیوانات

2-3    ربات های حس کننده تماس

فصل سوم:ربات گردگیر

3-1    مواد و وسایل لازم

3-2    مکانیک ربات

3-3    الکترو نیک ربات

3-4    نکات قابل توجه و روش کارکرد

(لطفا برای رفتن به صفحات مورد نظر به قسمت «عناوین مطلب» در بالای صفحه مراجعه فرمایید.)

مقدمه

مقدمه:

اتوماسیون در بخش های مختلف صنعت و کار های تولیدی در چند دهه اخیر ظهور پیدا کرده است و روز به روز نیز در حال توسعه می باشد. بیش از چند دهه ظهور کارخانجات کاملاً مکانیزه که در آن ها تمامی پروسه ها اتوماتیک بوده و نیروی انسانی در آن ها نقش اجرایی ندارد، نمی گذارد.اما در چند ساله اخیر شاهد به وجود آمدن کارخانجات مکانیزه ای بودیم که طراحی، ساخت و نحوه کار آن ها واقعاً حیرت انگیز است.ایده و دانش کنترل اتوماتیک و استفاده از سیستم های مکانیزه در کارخانجات به جنگ جهانی دوم می رسد. ما تحولات عظیم و چشمگیر آن را در سال های اخیر به وقوع پیوسته است را دیدیم.

ربات یا ربوت وسیله ای مکانیکی جهت انجام وظایف مختلف است .یک ماشین که می تواند برای عمل به دستورات مختلف برنامه ریزی گردد و یا یک سری اعمال ویژه را انجام دهد.مخصوصاً آن کار هایی که فرا تر از حد توانایی بشر است . ربات ها برای ساده تر شدن و راحت ترشدن  زندگی روزمره ساخته میشوند و از آن ها برای کار های مختلف استفاده می شود .این ماشین های مکانیکی برای بهتر به انجام رساندن اعمالی از قبیل احساس نمودن، درک نمودن و جابه جایی اشیا یا اعمال تکراری مانند جوشکاری تولید می شوند. ربات ها قابل برنامه ریزی و تنظیم هستند ولی هر دسته از ربات ها برای یک یا چند کار مشخص برنامه ریزی شده اند.

 

 

چکیده

چکیده:

پروژه ما تحت عنوان «ربات گردگیر» ،در سه فصل تهیه شده است .

فصل اول مستندات این پروژه به بررسی تعاریف خاصی که در زمینه رباتیک وجود دارد و همچنین موضوعات مرتبط با آن مانند تاریخچه رباتیک ،انواع ربات ها و ... پرداختیم.

در فصل دوم کاربرد ربات ها و همچنین اجزاء ربات ها را مورد برسی قرار دادیم.

در فصل سوم، ساخت ربات گردگیر، شرح عملکرد ربات، توضیح مدار و برنامه ربات و همچنین تصاویری از قطعات این ربات و تصویر ربات گردگیر به طور کامل قرار داده شده است.

ربات گردگیر ربات ساده ای است که میتواند دیوار های خانه را در یک ارتفاع مشخص با مقدار کمی اب تمیز نماید.

این ربات بسیار ساده و سبک است و قابل استفاده در تمام نقات است.

یکی از اساسی ترین مشکلات این ربات ضعف تنظیم ارتفاع است.

 

 

 

فصل اول

 

فصل اول:

 

 

 

 

 

 

 

 

ربات، تاریخچه و انواع آن

ربات

ربات:

ربات یک ماشین هوشمند است که در شرایط خاصی که در آن قرار میگیرد، کار تعریف شده ای را انجام دهد و همچنین در برخی شرایت قابلیت تصمیم گیری نیز میتواند داشته باشد. با این تعریف میتوان گفت ربات ها برای کار های مختلفی میتوانند تعریف یا ساخته شوند . مانند کار هایی که انجام آن ها برای انسان دشوار یا غیر ممکن است.

برای مثال در قسمت مونتاژ یک کارخانه اتومبیل سازی ، قسمتی هست که چرخ زاپاس ماشین را در صندوق عقب قرار میدهند، اگر یک انسان این کار را انجام دهد خیلی زود دچار ناراحتی هایی مثل کمر درد و ... میشود اما میتوان از یک ربات مکانیکی برای انجام این کار استفاده کرد و یا برای جوشکاری و سایر کار های دشوار کارخانه نیز همینطور.

ربات هایی که برای اکتشافات در سیارات نیز به کار می روند هم از انواع ربات هایی هستند که در جاهایی که حظور انسان غیرممکن است استفاده می شوند.

کامه ربات توسط Karel Capek  نویسنده نمایشنامه R.U.R  (ربات های جهانی روسیه) در سال 1921 ابداع شد. ریشه اصلی این کلمه ، کلمه چک اسلواکی ( Robotnic ) به معنی کارگر می باشد.

در نمایشنامه وی نمونه ماشین ، بعد از انسان بدون دارا بودن نقاط ضعف معمولی او ، بیشترین قدرت را داشت و در پایان نمایش این ماشین برای مبارزه علیه سازندگان خود استفاده شد.

البته پیش از آن  یونانیان مجسمه متحرکی ساخته بودند که نمونه اولیه چیزی بوده که ما امروزه آن را ربات می نامیم.

امروزه معمولاً کلمه ربات به معنای هر ماشین ساخت بشر بتواند کار یا عملی که به طور طبیعی به دست انسان انجام می شود را انجام دهد ، استفاده می کنیم.

بیشتر ربات ها امروزه در کارخانه ها برای ساخت محصولاتی مانند اتومبیل ، الکترونیک و همچنین برای اکتشاف در زیر آب یا سیارات دیگر مورد استفاده قرار می گیرد.

تعاریف ربات

تعاریف ربات :

همیشه بین صاحب نظران علم رباتیک و فعالان رباتیک در دانش سرا ها بحث در مورد تاریف ربات وجود داشته است ، گاهی اوقات بر اساس تولید ربات در شرکتی ، تعریفی صنعتی و بر اساس تولید آن شرکت درباره ربات ارائه می شود و در مواردی نسبت به تکنلوژی ربات توصیف شده است .

با این همه فناوری ساخت ربات در زمان کنونی در حدی است که با تکیه بر تکنولوژی و پیشرفت و با کمی آینده نگری می توان تعریف عینی و دست یافتنی از ربات کرد.

v    در اینجا چند تعریف معتبر ذکر شده است :

دستگاه یا ماشین خودکار که قادر به انجام اعمالی است که معمولاً به انسان ها نسبت داده می شوند و یا مجهز به قابلیتی است که شبیه هوش بشری است.

یک ربات هوشمند، ماشین خودکار چند منظوره ای است که تیف وسیعی از وظایف متفاوت را تحت شرایطی که حتی ممکن است به آن شناخت کافی نداشته باشد، همانند انسان آن را انجام دهد.

v    در اینجا 2 تاریف دیگر در رابطه با ربات قرار دارد :

  1. تعریفــی که توسط Concise Oxford Dic. صورت گرفتــه است؛ ماشینی مکانیکی با ظاهر یک انسان که باهوش و مطیع بوده ولی فاقد شخصیت است. این تعریف چندان دقیق نیست، زیرا تمام رباتهای موجود دارای ظاهری انسانی نبوده و تمایل به چنین امری نیز وجود ندارد.
  2.  تعریفی که توسط مؤسسه ربات آمریکا صورت گرفته است؛ وسیله ای با دقت عمل زیاد که قابل برنامه ریزی مجدد بوده و توانایی انجام چند کار را دارد و برای حمل مواد، قطعات، ابزارها یا سیستم های تخصصی طراحی شده و دارای حرکات مختلف برنامه ریزی شده است و هدف از ساخت آن انجام وظایف گوناگون می باشد.

 

 

 

علم رباتیک

علم رباتیک :

دانشمند مسلمان کردتبار ، ابو العز بن اسماعیل بن الرزاز الجزری در سال 515 هجری شمسی در شهر الجزری واقع در شمال عراق امروزی پا 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 585 هجری شمسی درگذشت . الزم به ذکر است در آن دوره الجزری و دیاربکر جزئی از سرزمین ایران بود. الجزری نخستین ربات قابل برنامه ریزی انسان نما را در اواخر عمرش ساخت . به این علت او به عنوان پدر علم مهندسی رباتیک جهان شناخته می شود . اختراع او ، یک قایق آبی بود که در آن چهار نوازنده ی مصنوعی موسیقی برای مراسم و برنامههای جشن سلطنتی، آهنگ مینواختند و حاضران را سرگرم میکردند ، سازها به صورت هیدرولیک  و با کمک آب برنامه ریزی می شود . او در سال 585 هجری شمسی کتابی با نام " دانستنی هایی در رابطه با مکانیزم های هوشمند " نوشت . این ربات انسان نما و چند مکانیزم موتوری انتقال آب و چند ساعت از زیبا ترین طرحهای او در این کتاب می باشد.

علم رباتیک از سه شاخه اصلی تشکیل شده است :

  1. الکترونیک (شامل مغز ربات)
  2. مکانیک (شامل بدنه فیزیکی ربات()
  3.   نرم افزار (شامل قوه تفکر و تصمیم گیری ربات)

اگریک ربات را به یک انسان تشبیه کنیم، بخشهایی مربوط به ظاهر فیزیکی انسان را متخصصان مکانیک می سازند، مغز ربات را متخصصان الکترونیک توسط مدارای پیچیده الکترونیک طراحی و می سازند و کارشناسان نرم افزار قوه تفکر را به وسیله برنامه های کامپیوتری برای ربات شبیه سازی می کنند تا در موقعیتهای خاص ، فعالیت مناسب را انجام دهد.

 

 

معایب ربات ها

معایب ربات ها :

  1. رباتها در موقعیت های اضطراری توانایی پاسخگویی مناسب ندارند که این مطلب می تواند بسیار خطرناک باشد.
  2. ربات ها هزینه بر هستند.
  3. قابلیت های محدود دارند یعنی فقط کاری که برای آن ساخته شده اند را انجام می دهند.

 

 

مزایای ربات ها  

مزایای ربات ها  :

  1. رباتیک و اتوماسیون در بسیاری از موارد می توانند ایمنی، میزان تولید، بهره و کیفیت محصولات را افزایش دهند.
  2. ربات ها می توانند در موقعیت های خطرناک کار کنند و با این کار جان هزاران انسان را نجات دهند.
  3. ربات ها به راحتی محیط اطراف خود توجه ندارند و نیازهای انسانی برای آنها مفهومی ندارد.
  4. ربات ها هیچگاه خسته نمی شوند.
  5. دقت رباتها خیلی بیشتر از انسان ها است آنها در حد میلی یا حتی میکرو اینچ دقت دارند.
  6.  رباتها می توانند در یک لحظه چند کار را با هم انجام دهند ولی انسانها در یک لحظه تنها یک کار انجام می دهند.

تاریخچه رباتها

تاریخچه رباتها :

 

 حدود سال 1951م :

 بیشاپ آلبرتوس ماگنوس (Bishop Albertus Magnus) ضیافتی ترتیب داد که درآن ، میزبانان آهنی از مهمانان پذیرایی می کردند.  ( Thomas Aquinas ) برآشفته شد ، میزبان آهنی را تکه تکه کرد و بیشاپ را ساحر و جادوگر خواند.

سال 1441م :

 دکارت ماشین خودکاری به صورت یک خانم ساخت و آن را Ma fille Francine می نامید . این ماشین که دکارت را در یک سفر دریایی همراهی می کرد ، توسط کاپیتان کشتی به آب پرتاب شد چرا که وی تصور می کرد این موجود ساخته شیطان است.

سال 1338م :

ژاک دواکانسن (Jacques de Vaucanson) یک اردک مکانیکی ساخت که از بیش از 4111 قطعه تشکیل شده بود . این اردک می توانست از خود صدا تولید کند ، شنا کند ، آب بنوشد ، دانه بخورد و آن را هضم و سپس دفع کند . امروزه در مورد محل نگهداری این اردک اطلاعی در دست نیست.

قرن 18م :

یک مدل ساده از ربات که Karakuri Ningyo نامیده می شد در ژاپن به وجود آمد . این عروسک در مراسم چای ژاپنی مورد استفاده قرار گرفت و از چوب ساخته می شد . هنگامی که یک فنجان در سینی قرار می گرفت , یک استوپر توسط فنری که به بازوی عروسک متصل شده بود آزاد شده و با برداشتتن فنجان از سینی مجدداً به جای خود باز می گشت . وقتی دوباره فنجان در جای خود قرار می گیرد وزن فنجان مجداً استوپر را تحریک می کرد و این حرکت دوباره استوپر را آزاد می نمود که این کار دستگیره را فشار می داد و باعث می شد عروسک با یک حرکت U دوباره به وضعیت اولیه خود باز گردد.

سال 1805م :

 عروسکی توسط میالردت (Maillardet) ساخته شد که می توانست به زبان انگلیسی و فرانسوی بنویسد و مناظری را نقاشی کند .

سال 1293م :

کارل چاپک (Karel Capek) برای اولین بار از کلمه ربات (robot)در نمایشنامه خود به عنوان آدم مصنوعی استفاده کرد . کلمه ربات از کلمه چکrobota  گرفته شده است که به معنی برده و کارگر مزدور است . موضوع نمایشنامه چاپک ، کنترل انسانها توسط ربات ها بود . ولی او هرگونه امکان جایگزینی انسان با ربات و یا اینکه ربات ها از احساس برخوردار شوند، عاشق شوند ، یا تنفر پیدا کنند را رد می کرد.

سال 1940م :

شرکت وستینگهاوس (.Westinghouse Co) سگی به نام اسپارکو (Sparko) ساخت که هم از قطعات مکانیکی و هم الکتریکی در ساخت آن استفاده شده بود . این اولین باری بود که از قطعات الکتریکی نیز همراه با قطعات مکانیکی استفاده می شد.

سال 1249م :

 کلمه رباتیک (robotics) اولین بار توسط ایزاک آسیموف در یک داستان کوتاه ارائه شد. ایزاک آسیموف )1229-1291( نویسنده کتابهای توصیفی درباره علوم و داستانهای علمی تخیلی است .

دهه 1950م :

تکنولوژی کامپیوتر پیشرفت کرد و صنعت کنترل متحول شد . سؤاالتی مطرح شدند. مثالً آیا کامپیوتر یک ربات غیر متحرک است ؟

 

سال 1254م :

عصر ربات ها با ارائه اولین ربات آدم نما توسط جرج دوول (George Devol)شروع شد.

  سال 1956م :

 پس از توسعه فعالیتهای تکنولوژی یک که بعد از جنگ جهانی دوم، یک مقالات تاریخی بین جورج سی.دوول (George C.Devol) مخترع و کارآفرین صاحب نام ، و ژوزف اف . انگلبرگر که یک مهندس با سابقه بود ، صورت گرفت . در این مقالات آنها به بحث در مورد داستان آسیموف پرداختند . ایشان سپس به موفقیت های اساسی در تولید ربات ها دست یافتند و با تأسیس شرکت های تجاری ، به تولید ربات مشغول شدند. انگلبرگر شرکت Unimate برگرفته از Universal Automation را برای تولید ربات پایه گذاری کرد.

نخستین ربات های این شرکت در کارخانه جنرال موتورز (General Motors) برای انجام کارهای دشوار در خودروسازی به کار گرفته شد . انگلبرگر را پدر رباتیک نامیده اند.

دهه 1241م :

رباتهای صنعتی زیادی ساخته شدند . انجمن صنایع رباتیک این تعریف را برای ربات صنعتی ارائه کرد :ربات صنعتی یک وسیلة چند کاره و با قابلیت برنامه ریزی چند باره است که برای جابجایی قطعات ، مواد ، ابزارها یا وسایل خاص بوسیلة حرکات برنامه ریزی شده، برای انجام کارهای متنوع استفاده می شود.

سال 1249م :

شرکت خودروسازی جنرال موتورز نخستین ربات Unimate را در خط مونتاژ خود به کار گرفت.

سال 1243م :

رالف موزر (Ralph Moser) از شرکت جنرال الکتریک (General Electeric) نخستین ربات چهارپا را اختراع کرد.

سال 1283م :

شرکت Odetics یک ربات شش پا ارائه کرد که می توانست از موانع عبور کند و بارهای سنگینی را نیز با خود حمل کند.

سال 1285م :

نخستین رباتی که به تنهایی توانایی راه رفتن داشت در دانشگاه ایالتی اهایو ساخته شد.

سال 1996م :

شرکت ژاپنی هندا ( Honda ) نخستین ربات انسان نما را ارائه کرد که با دو دست و دو پا طوری طراحی شده بود که می توانست راه برود، از پله بالا برود، روی صندلی بنشیند و بلند شود و بارهایی به وزن 5 کیلوگرم را حمل کند .

 

 

قوانین سه گانه ی رباتیک

قوانین سه گانه ی رباتیک :

ایزاک آسیموف نویسنده داستانهای علمی تخیلی قوانین سه گانه رباتیک را به صورت زیر تعریف کرده است:

  1. یک ربات نباید به هستی انسان آسیب برساند یا به واسطه بی تحرکی، زندگی یک انسان را به مخاطره بیاندازد.
  2. یک ربات باید از دستوراتی که توسط انسان به او داده میشود، اطاعت کند؛ جز در مواردی که با قانون یکم در تضاد هستند.
  3. یک ربات باید تا جایی که با قوانین یکم و سوم در تضاد نباشد از خود محافظت کند.

 

 

دسته بندي ربات ها

دسته بندي ربات ها :

 ربات ها در سطوح مختلف دو خاصیت مشخص را دارا می باشند :

  1. تنوع در عملکرد
  2. قابلیت تطبیق خودکار با محیط به منظور دسته بندی ربات ها لازم است که قادر به تعریف و تشخیص انواع مختلف آنها باشیم.

سه دسته بندی مختلف در مورد ربات ها وجود دارد :

ü   دسته بندي اتحادیه ربات هاي ژاپني :

انجمن ربات های صنعتی ژاپن، ربات ها را به شش گروه زیر تقسیم می کند :

  1. یک دست مکانیکی که توسط اپراتور کار می کند : وسیله ای است که دارای درجات آزادی متعدد بوده و توسط عامل انسانی کار می کند.
  2. ربات با ترکیبات ثابت : این دسته ربات ها با ترکیبات ثابت طراحی می شوند. در این حالت یک دست مکانیکی کارهای مکانیکی را با قدمهای متوالی تعریف شده انجام می دهد و به سادگی ترتیب کارها قابل تغییر نیست.
  3. ربات با ترکیبات متغیر : یک دست مکانیکی که کارهای تکراری را با قدم های متوالی و با ترتیب تعریف شده، انجام می دهد و این ترتیب به سادگی قابل تغییر است.
  4. ربات قابل آموزش : اپراتور در ابتدای امر به صورت دستی با هدایت یا کنترل ربات کاری را که باید انجام شود، انجام می دهد و ربات مراحل انجام وظیفه را در حافظه ضبط می کند. هر وقت که الزم باشد، می توان اطلاعات ضبط شده را از ربات درخواست نمود و ربات وظیفه درخواست شده را به صورت خودکار انجام می دهد.
  5. ربات با کنترل عددی : اپراتور وظیفه ربات را توسط یک برنامه کامپیوتری به او تفهیم می نماید و نیازی به هدایت دستی ربات نیست. درواقع ربات با کنترل عددی، رباتی است که با برنامه کامپیوتری کار می کند.
  6. ربات باهوش : این ربات درک از محیط و استعداد انجام کار با توجه به تغییر در شرایط و محدوده عمل کار را دارد.

ü   دسته بندي مؤسسه رباتیک آمریكا :

  1. ربات با ترکیبات متغیر : یک دست مکانیکی که کارهای تکراری را با قدمهای متوالی و با ترتیب تعریف شده، انجام می دهد و این ترتیب به سادگی قابل تغییر است. )مورد 3 طبقه بندی قبل(
  2. ربات قابل آموزش : اپراتور در ابتدای امر به صورت دستی با هدایت یا کنترل ربات کاری را که باید انجام شود، انجام می دهد و ربات مراحل انجام وظیفه را در حافظه ضبط می کند. هر وقت که لازم باشد، می توان اطلاعات ضبط شده را از ربات درخواست نمود و ربات وظیفه درخواست شده را به صورت خودکار انجام می دهد. )مورد 4 طبقه بندی قبل(
  3. ربات با کنترل عددی : اپراتور وظیفه ربات را توسط یک برنامه کامپیوتری به او تفهیم می نماید و نیازی به هدایت دستی ربات نیست. درواقع ربات با کنترل عددی، رباتی است که با برنامه کامپیوتری کار می کند. )مورد 5 طبقه بندی قبل(
  4. ربات باهوش : این ربات درک از محیط و استعداد انجام کار با توجه به تغییر در شرایط و محدوده عمل کار را دارد. )مورد 6 طبقه بندی قبل(

ü   دسته بندی اتحادیه فرانسوی ربات های صنعتي :

  1. نوع A :دستگاهی که توسط دست یا از راه دور کنترل می شود (مورد 1 طبقه بندی قبل(
  2. نوعB :وسیلة حمل کننده خودکار با یک سیکل محاسبه شده از قبل. (موارد 9 و 3 طبقه بندی قبل(
  3. نوع C :دستگاهی قابل برنامه ریزی و با توانایی خود کنترل .(موارد 4 و 5 طبقه بندی قبل(.
  4. نوع D :دستگاهی که قادر است اطلاعات معینی از محیط را بدست بیاورد و به عنوان ربات باهوش معروف است (مورد 6 طبقه بندی قبل(.

انواع ربات ها

انواع ربات ها :

ربات های امروزی که شامل قطعات الکترونیکی و مکانیکی هستند در ابتدا به صورت بازوهای مکانیکی برای جابجایی قطعات و یا کارهای ساده و تکراری که موجب خستگی و عدم تمرکز کارگر و افت بازده میشد بوجود آمدند. اینگونه ربات ها جابه جاگر (manipulator) نام دارند.جابه جاگرها معموال در نقطه ثابت و در فضای کاملا کنترل شده در کارخانه نصب می شوند و به غیر از وظیفه ای که به خاطر آن طراحی شده اند قادر به انجام کار دیگری نیستند. این وظیفه می تواند در حد بسته بندی تولیدات, کنترل کیفیت و جدا کردن تولیدات بی کیفیت, و یا کارهای پیچیده تری همچون جوشکاری و رنگزنی با دقت بالا باشد.

نوع دیگر ربات ها که امروزه مورد توجه بیشتری است ربات های متحرک هستند که مانند ربات های جابجا کننده در محیط ثابت و شرایط کنترل شده کار نمی کنند. بلکه همانند موجودات زنده در دنیای واقعی و با شرایط واقعی زندگی می کنند و سیر اتفاقاتی که ربات باید با ان ها روبرو شود از قبل مشخص نیست. در این نوع ربات هاست که تکنیک های هوش مصنوعی می بایست در کنترل ربات(مغز ربات) به کار گرفته شود.

ربات های متحرک

ربات های متحرک :

ربات های چرخ داربا انواع چرخ عادی و یا شنی تانک و با پیکربندی های مختلف یک, دو یا چند قسمتی

   ربات های پادار مثل سگ اسباب بازی

 

   ربات پرنده

 ربات های چند گانه(هایبرید) که ترکیبی از ربات های بالا یا ترکیب با جابه جاگرها هستند.

طبقه بندی ربات ها

طبقه بندی ربات ها :

تا به حال طرح های زیادی در طبقه بندی ربات ها ارائه شده است که بیشتر آنها به بعضی جوانب رفتاری یا فیزیکی ربات توجه داشته اند. ولی طبقه بندی استانداردی در مورد ربات وجود ندارد. با طبقه بندی ربات ها می توان مشخصه های آنها را با هم مقایسه کرد و برای یک کاربرد بخصوص، ربات مناسب را انتخاب کرد :

طبقه بندی ربات ها از نقطه نظر كاربرد:

ü    ربات های صنعتی

بسیاری از ربات ها قادر به انجام عملیات لازم برای تولیدات صنعتی می باشند. ربات های جوشکار، رنگ پاش، مونتاژ کننده و غیره، ربات هایی می باشند که در صنعت کاربرد فراوانی دارند.

ü    ربات های شخصی و علمی

 بیشتر ربات های علمی قابلیتهای بهتری نسبت به رباتهای صنعتی دارند. این گونه ربات ها در تعداد کم ساخته می شوند و هدف اصلی بهره برداری علمی از آنهاست. این گونه ربات ها بیشتر در زمینه تحقیق در هوش مصنوعی ساخته می شوند و کنترل بخصوصی ندارند و یک کامپیوتر از طریق زبانهای برنامه نویسی سطح بالا کنترل آنها می باشد. معمولاً به خاطر سرعت و دقت کم، قیمت کمتری دارند.

ü    ربات های نظامی

این ربات ها دارای مواد منفجره و سلاح های گردان می باشند و با محیط خود از طریق سنسور ارتباط برقرار می کنند. همچنین این ربات ها قادر به ارتباط برقرار کردن با اپراتور انسان و دیگر سیستم ها می باشند.

طبقه بندی از نقطه نظر استراتژی كنترل در نسل های ربات

این تقسیم بندی ها در حقیقت متکی به اصول سیستم های کنترلی ربات هاست و بصورت زیر نامگذاری شده اند :

•نسل اول در اولین نسل، کنترل فقط در یک سری نقاط توقف انجام می گیرد. اینگونه کنترل به کنترل حلقه باز معروف می باشد. این نوع رباتها محدود به انجام حرکات کوچک (حرکت دادن قطعه ای از یک نقطه به نقطه دیگر) می باشند.

• نسل دوم ساختار کنترلی این نسل همان ساختار حلقه باز می باشد ولی بعوض یک سری کلیدهای کنترلی، حرکات کنترلی توسط یک سری عدد که در حافظه سیستم ضبط شده اند، انجام می گیرد. بعضی ربات های امروزی جزو همین نسل می باشند که به نسل اول کلی قابلیت و توان کامپیوتری اضافه کرده اند و تنها کار هوشمند آنها یادگیری یک سری از عملیات برای بازوی مکانیکی می باشد که توسط اپراتور انسان و به کمک جعبه کنترل انجام می گیرد. این ربات ها قابلیت نشان دادن عکس العمل در برابر حوادث پیش بینی نشده را ندارند. به عبارت دیگر، بخش کنترل در نسل اول مکانیکی و در این نسل الکترونیکی می باشد. برای این ربات ها بایستی محیط کارخانه با دقت هر چه تمام تر مناسب آنها وفق داده شود، قطعات با دقت زیاد در موقعیت مناسب خود قرار گیرند و روابط بین ماشین ها به دقت معین شوند. بیشتر کاربرد اینگونه ربات ها در کاربردهای جوشکاری و رنگ پاشی می باشد.

• نسل سوم از اختراع نسل سوم رباتها 15 تا 91 سال می گذرد. سیستم کنترلی این نسل به کنترل حلقه بسته معروف می باشد. در این نسل، کنترلر ربات یا یک کامپیوتر می باشد و یا یک پروسسور ارزان قیمت می باشد که به آن اضافه شده است. بدین ترتیب رباتهای نسل دوم دارای قابلیتهای زیادتری شده و نسل سوم بوجود آمده است. با اضافه شدن قدرت محاسبات کامپیوتری، محاسبات لازم برای کنترل حرکت هر درجه ازادی جهت انجام حرکت صاف عامل نهایی در طول مسیر تعیین شده، بصورت بلادرنگ انجام می گیرد. وضعیت محیط اطراف از طریق سنسورهای نیرو و گشتاور اخذ شده و در کنترل بکار گرفته می شود. با حضور سنسورهای متفاوت، چندین ربات می توانند بی هیچ مشکلی کارهای متفاوتی را انجام دهند. برنامه ریزی اینگونه ربات ها به کمک یک سری زبان های سطح بالا انجام می گیرد. شماتیک کل این سیستم ها را در شکل 5 مشاهده می کنید. کاربردهای این نسل جوشکاری نقطه ای، رنگ پاشی، مونتاژ می باشند.

• نسل چهارم نسل چهارم ربات ها در چند سال اخیر معرفی شده است ولی پتانسیل کامل کاری آنها به زودی محقق نمی شود. در این نسل، رباتها دارای هوش مصنوعی بوده و ادراکاتی بیشتر از نسل سوم مانند قدرت تصمیم گیری و تشخیص طرح و ابعاد قطعه و همچنین تکمیل و تصحیح حرکات در عملیات مختلف را دارا می باشند. قدرت بینایی، مشابه سازی از تأثیرات محیطی به صورت دیجیتال و استفاده از سنسورها از ویژگی های این نسل از ربات ها است. در این ربات ها، چندین پروسسور وجود دارند که هر یک بصورت آسنکرون یک سری عملکرد بخصوص را انجام می دهند و یک کامپیوتر ناظر، مسئول هماهنگی و نظارت بر این پروسسورها بوده و عملکردهای سطح بالا را برای آنها مهیا می کند. هر پروسسور سیگنال های سنسوری داخلی )موقعیت، سرعت و جهت( را دریافت می کند، بخشی از کنترل کننده سرو سیستم می باشد. کامپیوتر ناظر بر پروسسورها، محاسبات هماهنگ کننده بین عملیات پروسسورها را انجام می دهد و با سنسورهای خارجی و تجهیزات و کامپیوترهای دیگر ارتباط دارد و برنامه های متنوع را اجرا می کند. هدف اصلی در این نسل طراحی پردازش سلسله مراتبی توزیعی می باشد که قابلیت انعطاف را بالا برده و به سادگی تغییرات را فراهم می کند. شکل6 شماتیک کنترل این نسل را نمایش می دهد.

فصل دوم   

 

فصل دوم

 

 

 

 

 

 

کاربرد رباتها 

ربات آدم نمای اعلام خطر

ربات آدم نمای اعلام خطر

این ربات یک آدم نمای ابتکاری است که به منظور اعالم خطر در جاده ها و جایگاه های خطر برای وسایل یا افراد عبوری جهت کاهش هزینه های نیروی انسانی و خطرات نهفته در این گونه مشاغل و فعالیت ها مورد استفاده قرار می گیرد.

  • دارای چشم الکترونیکی حساس به حرکت اجسام، خودروها و انسان با برد 15 متر و قابل استفاده تا مسافت 911 متر جلو تر از دستگاه ربات
  •  دارای برد میکروکنترلی قابل برنامه ریزی برای انواع کاربرد ها
  •  دارای تایمر زمانی قابل تنظیم که بعد از مشاهده جسم متحرک تا دو دقیقه بازوها را به حرکت وا میدارد
  • دارای یک بازوی متحرک با حرکت شبیه به دست انسان و دو درجه آزادی
  •  قابل جدا کردن به دو بخش برای حمل و نقل آسان
  •  قابل استفاده از برق و باطری
  •  دارای فلاشر و چراغ خطر جهت کار در شب - دارای آژیر صوتی جهت اعلام خطر
  •  دارای قابلیت نصب سیستم حفاظتی

کاربرد ها :

 استفاده در جاده ،اتوبان ها، بزرگراه ها، به منظور اخطار به خودروها در هنگام نزدیک شدن به محل های در دست تعمیر یا محل هایی که کارگران مشغول به کار هستند.

  • 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 کارگاه های سد سازی، نصب پل و ساختن مجتمع های تولیدی
  •  ضریب اطمینان مناسب - ایمنی فوق العاده
  •  کاهش هزینه های پرسنلی - فرهنگ سازی

ربات ها برای تقلید رفتار حیوانات

ربات ها برای تقلید رفتار حیوانات

 ربات ها برای تقلید رفتارحیوانات و حشرات بکار گرفته می شوند .به گزارش بخش خبر شبکه فن آوری اطالعات ایران، از موج،محققین موفق شده اند به کمک ربات بسیار ریزی سوسک ها را کنترل کنند این موضوع می تواند جهت 1 ارتباط با انواع مختلفی از حیوانات در آینده مورد استفاده قرار گیرد . انجمن تکنولوژی اروپا طراح این برنامه است که رباتی را مجهز به دو موتور،چرخ ،باتری های قابل شارژ،چندین پردازنده کامپیوتری ،یک دوربین سبک برای دریافت احساسات و بازوهائی مجهز به سنسورساخته است .وقتی این ربات در یک جای پر از پیچ و خم و پوشانده شده با دیوارها قرار می گیرد ، به راحتی حرکت می کند، می چرخد و می ایستد و می تواند راه خود را بدون برخورد با دیوارها و موانع پیدا کندو وقتی در کنار سوسکی قرارمی گیرد به سرعت رفتارهای آن را تقلید می کند .این ربات حتی قادر است انواع مختلفی از راه های ارتباطی را اجرا کند و سوسک را طوری گول بزند که آن را به عنوان حشره واقعی بپذیرد .

این گروه سوسک را به عنوان نمونه اولیه آزمایشات خود بکار گرفتند چون رفتارهای آن نسبت به سایر گونه های حشرات مانند مورچه هابیشترقابل درک است . ین ربات نه تنها رفتار سوسک ها تقلید می کند بلکه در تغییر رفتار سوسک ها نیز بسیار موفق بوده به طوری که با حرکت این ربات به سمت نور سوسک ها نیز به تبعیت از آن به سمت نور حرکت می کنند و در آن مکان تجمع می کنند .این موضوع نشان می دهد که انسان به زودی قادر خواهد بود رفتارهای حشراتی که به صورت گروهی زندگی می کنند راماهرانه تقلید کند.

ربات های حس كننده تماس

ربات های حس كننده تماس:

 به تازگی نمونه ای جدید از یک حساسه ساخته شده که نصب آن ها در ربات ها موجب می شود تا این مخلوقات دست بشر سطوح مختلف را در حین تماس حس کنند و بتوانند کارهای ظریفی را که انسانها با دستشان انجام می دهند انجام دهند .

Vivek Maheshwari و پروفسور ,Ravi Saraf از دانشگاه نبراسکا در لینکون پس از ماهها تحقیق شبانه روزی به این موفقیت دست یافته اند .

آنان می گویند این حساسه ها باعث می شود دست یک ربات در تماس با سطوح مختلف همان احساس دست انسان را داشته باشد. از ربات های مجهز به این حساسه ها می توان در جراحی های بسیار دقیق استفاده کرد . حساسه های یاد شده در تماس با سطوح مختلف می درخشند. هنوز مشخص نیست این ربات ها چه زمانی به تولید انبوه می رسند.

 

 

فصل سوم

 

فصل سوم:

 

 

 

 

 

ربات گردگیر

مواد و وسایل لازم

مواد و وسایل لازم

  1. اره
  2. سیم لحیم
  3. اسفنج
  4. چند تکه چوب 3 میل
  5. سیم
  6. چرخ
  7. پره
  8. باتری
  9. آرمیچر

10. جای باتری

11.  کلید

12.  سیم چین

13.  سیم لخت کن

14.  مداد

15.  چسب حرارتی

16.  کاتر

مکانیک ربات

مکانیک ربات

  1. تکه چوبی به عرض 10 سانتی متر و طول 25 سانتی متر برای بدنه ربات جدا می کنیم.
  2. تکه چوبی به عرض و طول 18 سانتی متر برای کنترل ربات جدا می کنیم.
  3. با استفاده از چسب حرارتی آرمیچر ها را 4 جهت بدنه برای وصل کردن چرخ ها وصل می -کنیم.
  4. چرخ ها را سر جایشان محکم می کنیم.
  5. تکه ای از ابر را با استفاده از کاتر بریده و بر روی پره های آرمیچر با چسب حرارتی می- چسبانیم.
  6. پره های آرمیچر را روی آرمیچر های مورد نظر سوار می کنیم.
  7. با استفاده ار چسب حرارتی یک طرف بدنه 2 آرمیچر برای پره های تمیز کننده وصل می -کنیم.

با استفاده از چسب حرارتی کلید ها و جای باتری ها را روی کنترل ثابت می کنیم.

الکترونیک ربات

الکترونیک ربات

  1. وصل کردن سیم های آرمیچر های چهار چرخ به صورت متوالی.
  2. وصل کردن آرمیچر های پاک کننده به صورت متوالی.
  3. وصل کردن سیم های رابط کنترل به ربات و مهار آن ها.
  4. کامل کردن سیم کشی کلید ها.
  5. وصل باتری ها .

آزمایش ربات

آزمایش ربات

با توجه به این که این ربات ساده قدرت چندانی ندارد. ابتدا باید صحت حرکت چرخ ها به یک جهت آزمایش شود.

این ربات میتواند با کلیک بر  روی یک کلید حرکت و با کلیک بر روی کلید دیگر دیوار را پاک کند.

اگر باتری ها بر روی خود ربات وصل می شد این ربات کم قدرت امکان حرکت را از این ربات    می گیرد.

(فایل نحوه حرکت این ربات در وبلاگ ما هست)

http://duster0robot.blogfa.com