ساختار پروژه های روباتیک و مکاترونیک

5 (100%) 1 vote

روبوت ها و  وسایل مکاترونیکی ماشین هایی هستند که ترکیبی از الکترونیک و مکانیک را استفاده می کنند و برای انجام وظایفی که معمولا توسط انسان ها صورت می گیرند ، به وجود آمده اند.

با استفاده از این فرض اساسی می توانیم وظایف اصلی را به صورت بلوک های مجزا در نظر بگیریم.

ساختار کلی این بلوک ها در شکل زیر نشان داده شده است.

تعداد و نحوه ی انتخاب بلوک های مورد استفاده در یک پروژه خاص به واسطه نتیجه نهایی که مد نظر طراح بوده است ، تعیین می گردد.

به عنوان مثال یک بازوی ثابت یا یک بالابر اتوماتیک میازی به چرخ یا پا ندارد.

یک ساختار شبیه سر انسان با چشم های الکترونیکی که برای “دیدن” و تشخیص اشیاء برنامه ریزی شده است ، نیازی به داشتن بازو ندارد.

بلوک های مشترکی که در تمامی پروژه ها به کار می روند ، در ادامه این قسمت توضیح داده شده اند.


۱- کنترل

این بخش در واقع “مغز” پروژه در یک سیستم روباتیکی یا مکاترونیکی می باشد.

تمامی قسمت های الکتریکی یک ربات یا هر پروژه دیگری ، توسط مدارات الکترونیکی کنترل می شوند.

انواع کنترل های اصلی موجود برای روبات ها و پروژه های مکاترونیکی به شرح زیر می باشد.

(a) کنترل موقعیت (Position Control) :

بازو های دارای چنگک یا دیگر ساختار هایی که با گرفتن و جابجایی اشیاء سرو کار دارند ، باید دارای مدارات کنترل بسیار دقیق به منظور قرار گرفتن در موقعیت صحیح باشند.

حرکت یم سر دارای چشم توسط یک بلوک کنترل تک-محور کنترل می شود.

(b) کنترل سینماتیک (Kinematic Control) :

هر پروژه ای که دارای قسمت های متحرک باشد ، به این نوع کنترل نیازمند است .

سرعت هر کدام از قسمت های متحرک باید توسط این گونه مدارات به دقت تعیین و کنترل شوند.

یکی از مهم ترین مدارات کنترلی در این گروه مداری است که سرعت موتور محرک یک روبوت را کنترل می کند.

(c) کنترل دینامیک (Dynamic Control) :

بسیاری از قسمت های یک روبوت یا یک پروژه مکانیک نیرو هایی را ایجاد می کنند که باید به هنگام عملکرد کنترل شوند.

هنگامی که دست روبوت یک شی را بر می دارد ، استفاده از مدارات کنترلی برای تعیین مقدار نیروی لازم برای نگه داشتن شی بدون شکستن آن ضروری است.

یکی از موارد دشوار برای سازندگان پروژه ها ، ساخت یک دست روبوتیک است که بتواند یک تخم مرغ را از یک سبد برداشته و آن را بدون شکستن در سبد دیگری قرار دهد.

چنین اهدافی کنترل دینامیک دقیقی نیاز دارند.

(d) کنترل تطبیقی (Adaptive Control) :

هنگامی که لازم است یکی از عملکرد های روبوت یا دستگاه مکاترونیکی در حین اجرای یک فرآیند به طور مداوم نیرو به هنگام فشردن یک فنر اشاره نمود.

هر چه فنر فشرده تر شود ، نیروی بیشتری مورد نیاز می باشد.

مثال دیگری از کاربرد کنترل تطبیقی اعمال توان بیشتر به موتور به منظور ثابت نگه داشتن سرعت یک روبوت می باشد که این حالت به هنگام حرکت روبوت از یک سطح افقی به یک سطح شیب دار یا به هنگام جا به جایی یک شی سنگین توسط روبوت رخ می دهد.

(e) کنترل خارجی (External Control) :

زمانی که از یک انسان به عنوان اپراتور برای صدور فرمان انجام تمامی وظایف روبوت استفاده می شود ، مدارات کنترل خارجی مورد نیاز می باشند.

در این حالت انسان به عنوان “مغز” عمل کرده و با استفاده از انواع سنسور ها نظیر سنسور های تصویری به عنوان “حواس” عملکرد روبوت را کنترل می کند.


برای انتقال فرامین به یک روبوت یا دستگاه مکاترونیکی ، شخص اپراتور می تواند از انواع مختلفی از “مدارات واسطه” (Interfaces) استفاده نمایند.

گزینه های اصلی برای ارسال فرامین ، مداراتی هستند که از امواج رادیویی ، مادون قرمز ، سیم و حتی فرامین صوتی استفاده می کنند.

امروزه پروژه های مدرن شامل مدارات تشخیص صوت می باشند که قادر به دریافت مستقیم دستورات از اپراتور هستند.

از یک کامپیوتر نیز می توان به عنوان مدار واسطه برای ارتباط واحد کنترل به روبوت یا دستگاه مکاترونیکی استفاده نمود.

در اینجا ، نکته مهم این است که باید به درجه هوشمندی روبوت توجه نماییم.

مدارات کنترلی پیچیده می توانند این تصور را در ناظر ایجاد نمایند که یک روبوت ، “هوشمند” است.

در حالی که یک بلوک کنترلی که توابع زیادی را به کار می گیرد ، یک بلوک هوشمند به شمار نمیرود در حالتی که روبات قادر باشد بر اساس اطلاعات سنسور های خود یا بر اساس اطلاعاتی که یک اپراتور از طریق بلوک خاص ورودی داده ها وارد می کند ، تصمیم گیری نماید ، می توان قابلیت هوشمند بودن را به ربات اضافه نمود.

 

فیسبوک توییتر گوگل + لینکداین تلگرام واتس اپ کلوب

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *