جهت دیدن تمام مطالب عضو شوید

جهت دیدن تمام مطالب عضو شوید

جهت دیدن تمام مطالب عضو شوید

+اخرین اطلاعیه ها ومسابقات رباتیک

+ الکترونیک پایه

-مقاومت

-خازن

-دیود

-ترانزیستور

-ای سی

+مقاله های الکترونیک

+انواع ربات ها

-ربات های امداد گر

-ربات هاي صنعتي

-ربات تعقیب خط ساده

-ربات تعقیب خط ویژه

+اجزا تشکیل دهنده ربات الکترونیکی

-انواع سنسورها در ربات

-سنسورهای حرکت دورانی در روباتها

-سنسورهای حرکت خطی در روباتها

-سنسور های دما در ربات ها

-سیستم های پردازشگر در ربات

-سیستم موقعیت یاب جهانی

 +پروژه های عملی مبتدی

+پروژه های عملی پیشرفته

+معرفی ربات های پیشرفته دنیا

+فنا وری و تکنولوژی های روز دنیا

+عکس های از ربات ها

+سوالات متداول

+اجزای تشکیل دهنده ربات مکانیکی

-چرخ های ربات ها

-سیستم انتقال قدرت در رباتها

انواع چرخ هاي ربات هاي متحرك

در اين پروژه ضمن معرفي انواع چرخ هايي كه در ربات هاي متحرك استفاده مي شوند، تئوري حركت و نحوه ي استفاده از چرخ هاي خاص را بيان مكنيم. همچنين به معرفي برخي از مكانيسم هاي متداول كه از اين چرخ ها استفاده مي كنند مي پردازيم.

 

انواع سنسورهای روبات ها

کلمه ربات به معنی هر ماشین ساخت بشر که بتواند کار یا عملی که به‌طور طبیعی توسط انسان انجام می‌شود را انجام دهد، استفاده می‌شود. ...

 

تکنولوژی چرخ در رباتها

سينماتيک رباتهاي متحرک شبيه به رباتهاي صنعتي است با اين تفاوت که روبات متحرک مي تواند آزادانه در محيط حرکت نمايد. علاوه بر آن روش مستقيمي براي اندازه گيري موقعيت روبات وجود ندارد و موقعيت را بايد در طول زمان با انتگرال گيري از حرکت هاي انجام شده بدست آورد....

 

روبات های صنعتی

ربات صنعتي يك جابجاگرچند كاره قابل برنامه ريزي است كه براي انتقال وجابجايي مواد ، قطعات، ابزار يا وسايل خاصي طراحي شده كه از طريق برنامه هاي گوناگون براي اجراي وظايف متنوع صورت ميگيرد.

 

سنسورهاي دما و حرارت

كميت فيزيكي كه ما آن را گرما مي ناميم يكي از اشكال مختلف انرژي است که مقدار آن معمولا برحسب واحد ژول سنجيده ميشود.مقدار گرمايي كه در يك شي موجوداست قابل اندازه گيري نمي باشد ،اما....

 

سنسورهای حرکت خطی در روبات ها

حرکت یک یا چند محور به طور همزمان در مسیر های مستقیم به منظور جایجایی ابزار و ... را حرکت خطی گویند.

 

محرک هاي حرکت خطي در رباتها

در سيستم ها و ماشين آلات صنعتي روش هاي متعددي براي ايجاد حرکت خطي وجود دارد که مهمترين آنها عبارتند از : 1)تبديل حرکت دوراني موتورهاي دوار به حرکت خطي با استفاده از مبدل هاي مکانيکي 2)استفاده از سيستم هاي هيدروليکي 3)استفاده از سيستم هاي پنومـاتيکي

 

سنسورهای حرکت دورانی در ربات

ربات‌ها دارای سه قسمت اصلی هستند: مغز که معمولاً یک کامپیوتر است. محرک و بخش مکانیکی شامل موتور، پیستون، تسمه، چرخ‌ها، چرخ دنده‌ها و ... سنسور که می‌تواند از انواع بینایی، صوتی، تعیین دما، تشخیص نور، تماسی یا حرکتی باشد.

سنسورهای سرعت دورانی در رباتها

موقعيت يا جابجايی اولين كميت فيزيكي است كه انسان با آن آشنا مي شود و بسياري از امور وابسته به حركت و اندازه گيري موقعيت جسم متحرك است اين دقت از حدود بينايي آدمي فراتر مي رود. كميت هاي ديگر را نيز مي توان به كمك مبدل ها به جابجايي تبديل كرده و اندازه گيري نمود. ...

 

سنسورهای گاز حرارت رطوبت در روبات های امدادگر

رباتهاي امدادگر با هدف يافتن و شناسايي مصدومان، شناسايي راههاي مطمئن براي كمك‌رساني به آنها و نيز رساندن مواد حياتي اوليه به‌منظور ادامه حيات مصدومان ساخته مي‌شوند.

 

سیستم انتقال قدرت در روبات ها

سیستم انتقال قدرت شامل: 1)موتورها2)گیربکس3)چرخ دنده ها4)تسمه وپولی می باشد....

 

کاربرد GPS در روبات ها

یا (Global Positioning Systems) سیستم مكان یاب جهانی یك سیستم راهبری و مسیریابی ماهواره ای است که از شبكه ای با ٢۴ ماهواره ساخته شده است .

 

محرک در رباتها

اگر ربات حرکت نداشته باشد ايا مي توان ان را ربات ناميد؟ اگرچه به اين نکته اعتراف مي کنيم که تمام چيزهاي متحرک ربات نيستند . اما معتقديم ربات هاي واقعي بايد حداقل قابليت حرکت کردن را داشته باشند . در اين پروژه – انواع جابه جايي ، حرکت و قابليت هاي يک ربات (براي انتقال از يک نقطه به نقاط ) بررسي مي شود .

محرک های دورانی در روبات

نیرو محرکه یا راه انداز (Actuator ) تولید کننده قدرت و نیروی ربات است که توسط یک کنترل کننده دقیق به کنترل مفصل ها و بازوهای ربات می پردازد که خود شامل سه نوع می باشد: 1) سیستم برقی یا الکترونیک سیستم (Electronic System) 2)هیدرولیک یا سیستم روغنی (Hydraulic System) .....

 

مفهوم کلی سنسور در روبات ها

حسگر یا سنسور المان حس کننده ای است که کمیتهای فیزیکی مانند فشار، حرارت، رطوبت، دما، و ... را به کمیتهای الکتریکی پیوسته (آنالوگ) یا غیرپیوسته (دیجیتال) تبدیل می کند....

 

میکروکنترلرها و PLC در روبات

بسته به نوع ربات از سیستم پردازش متناسب با آن استفاده می شود که به سه نوع عمومی و کاربردی آن اشاره خواهیم کرد:1)کنترل کننده های منطقی برنامه پذیر(PLC) 2) سیستم های پردازش میکرو کنترلی3)کامپیوتر صنعتی

 

هیدرولیک و پنوماتیک در روبات

پنيوما از لغت يوناني پنوما به معناي دميدن گرفته شده است و پنيوماتيك علمي است كه در مورد حركات و وقايع هوا صحبت مي كند امروزه پنيوماتيك در بين صنعتگران به عنوان انرژي بسيار تميز و كم خطر و ارزان مشهور است و از آن استفاده وافر مي كنند.

 

بررسي سنسورهاي گاز رطوبت حرارت و ..... در رباتهاي امدادگر

مقدمه

سالانه هزاران نفر بر اثر آسيب ديدن و يا مفقود شدن در زير آوار ساختمان ناشي از حوادث غير مترقبه از قبيل زلزله، سيل، انفجار، آتش سوزي و تاخير يا سهل انگاري درعمليات نجات توسط گروههاي امداد، جان خود را از دست مي دهند .

طراحي، پياده سازي و استفاده از ربات هاي امدادگر نه تنها با جستجوي علائم حياتي مصدومان باعث كاهش زمان وافزايش چشمگير دقت جستجو مي گردد،

بلكه عمليات نجات را براي مصدوم يا تيم امداد امن تر

سیستم های پردازشگر در ربات

مقدمه

پردازش اطلاعات در ربات ها به منزله عملکرد مغز انسان می باشد. اطلاعاتی که از قسمتهای مختلف به واحد پردازش می آید در این قسمت پردازش شده و فرامین برای محرکها و درایورها در اختیار آنها قرار می گیرد.

به طور کلی برای رباتها می توان ساختار زیر را در نظر گرفت :

در ادامه مطلب

پنومــاتيك در ربـات

تاريخچه پنوماتيك:

پنيوما از لغت يوناني پنوما به معناي دميدن گرفته شده است و پنيوماتيك علمي است كه در مورد حركات و وقايع هوا صحبت مي كند امروزه پنيوماتيك در بين صنعتگران به عنوان انرژي بسيار تميز و كم خطر و ارزان مشهور است و از آن استفاده وافر مي كنند.

پنیوماتيك يكي از انواع انرژي هايي است كه در حال حاضر از آن استفاده زیاد در انواع صنايع مي شود و مي توان گفت امروزه كمتر كارخانجات يا مراكز صنعتي را مي توان ديد كه از پنيوماتيك استفاده نكند و در قرن حاضر يكي از انواع انرژي هاي اثبات شده اي است كه بشر با اتكا به آن راه صنعت را مي پيمايد.

مزايا پنوماتيك:

عامل اصلي كاركرد سيستم پنيوماتيك هواست و هوا در همه جاي روی کره زمين به وفور وجود دارد.

هواي فشرده را مي توان از طريق لوله كشي به نقاط مختلف كارخانه يا مراكز صنعتي برای فعالیت سيستم هاي پنيوماتيك هدايت كرد.

هواي فشرده را مي توان در مخازن مخصوص انباشته و آن را انتقال داد يعني هميشه احتياج به كمپرسور نيست و مي توان از سيستم پنيوماتيك در مكان هايي كه امكان نصب كمپرسور وجود ندارد نيز استفاده نمود .

افزايش و كاهش دما اثرات مخرب و سوئي بر روي سيستم پنيوماتيك ندارد و نوسانات حرارتي از عملكرد سيستم جلوگيري نمي كند.هواي فشرده خطر انفجار و آتش سوزي ندارد به اين دليل تاسيسات حفاظتي نياز نيست.

قطعات پنيوماتيك و اتصالات آن نسبتا ً ارزان و از نظر ساختماني قطعاتي ساده هستند لذا تعميرات آنها راحت تر از سيستم هاي مشابه نظير هيدروليك مي باشد.

هواي فشرده نسبت به روغن هيدروليك مورد مصرف در هيدروليك تميزتر است و به دليل اين تميزي از سيستم پنيوماتيك در صنايع دارويي و نظاير آن استفاده مي شود .

سرعت حركت سيلندرهاي عمل كننده با هواي فشرده در حدود 1 الي 2 متر بر ثانيه است و در موارد خاصي به 3 متر در ثانيه مي رسد كه اين سرعت در صنايع قابل قبول است و بسياري از عمليات صنعتي را مي تواند عهده دار شود.

عوامل سرعت و نيرو در سيستم پنيوماتيك قابل كنترل و تنظيم است .

عناصر پنيوماتيك در مقابل بار اضافه مقاوم بوده و به آنها صدمه وارد نمي شود مگر اينكه افزايش بار سبب توقف آنها گردد .

تعميرات و نگهداري سيستمهاي پنيوماتيك بسيار كم خطر است زيرا در انرژي هاي قابل مقايسه نظير برق خطر جاني و آتش سوزي و در هيدروليك انفجار و جاني وجود دارد اما در پنيوماتيك خطر جاني به صورت جدي وجود ندارد و آتش سوزي اصلا ً وجود ندارد و بدين دليل در صنايع جنگ افزارسازي از سيستم تمام پنيوماتيك استفاده مي شود .

معايب سيستم پنيوماتيك:

چون سيال اصلي مورد استفاده در سيستم پنيوماتيك هواي فشرده و جهت تهيه هواي فشرده بايد با كمپرسور آن را فشرده كرد همراه هواي فشرده شده مقداري رطوبت و ناخالصي هوا و مواد آئروسل وارد سيستم شده و سبب برخي خرابي در قطعات مي شود لذا بايد جهت تهيه هواي فشرده فيلتراسيون مناسب استفاده نمود.

هزينه استفاده از هواي فشرده تا حد معيني اقتصادي مي باشد و اين ميزان تا وقتي است كه فشار هوا برابر 7 بار و نيروي حاصله با توجه به طول كورس و سرعت حداكثر بين 20000 تا 30000 نيوتن مي باشد .

به طور خلاصه مي توان گفت كه جهت قدرت هاي فوق العاده زياد مقرون به صرفه تر است از نيروي هيدروليك استفاده شود .هواي مصرف شده در سيستم پنيوماتيك در هنگام تخليه از سيستم داراي صداي زيادي است كه اين مسئله نياز به كاربرد صدا خفه كن را الزامي مي كند.

به علت تراكم پذيري هوا به خصوص در سيلندر هاي پنيوماتيكي كه زير بار قرار دارند امكان ايجاد سرعت ثابت و يكنواخت وجود ندارد كه اين مسئله از معايب پنيوماتيك به شمار مي رود اما قابل ذكر است كه اخيرا ً يك نوع سيلندر كه بجاي شفت سيلندر از نوار لاستيكي استفاده مي كند ساخته شده است كه اين عيب را بر طرف مي كنند .

به طور كلي در مقايسه مزايا و معايب پنيوماتيك مي توان گفت با توجه به مزاياي بسيار نسبت به معايب كمتر مي توان از پنيوماتيك بعنوان يك انرژي شايسته در صنايع استفاده كرد به خصوص با توجه به مزيت تميزي سيستم تعمير و نگهداري راحت تر، نداشتن خطر جاني جهت اپراتورهای عملياتي و تعميراتي در سيستم كه در سيستم هاي ديگر نظير الكتريك و هيدروليك وجود ندارد ضمنا ٌ اين سيستم بي همتاست و گاهي فقط از اين سيستم در جهت عمليات توليدي بايد استفاده شود نظير: صنايع غذايي، دارويي، جنگ افزار كه حتما عمليات توليدي توسط سيستم پنيوماتيك انجام مي پذيرد.

انرژی مکانیکی اغلب توسط موتورهای احتراقی و یا الکتروموتورها تولید میگردد، در هیدروپمپها تبدیل به انرژی هیدرولیکی گشته و این انرژی از طریق وسائل هیدرولیکی به قطعات کار کننده هیدرولیکی منتقل میگردد، و از این قطعات کارکننده میتوان مجددا انرژی مکانیکی را بدست آورد.

نقش پنوماتيك در صنعت:

1. صنعت کشاورزی: که کشاورزدر ضمن راندن تراکتور می تواند از توان سیال استفاده کند و همچنین در دستگاه های نظیر خرمن کوب و کمباین وکلوخ شکن و میوه چین و ماشین حفاری و بیل مکانیکی.

2. خودرو سازی: تر مز هیدرولیک و فرمان هیدرولیک و تنظیم پنوماتیکی صندلی و همچنین در مراحل ساخت بدنه و شکل دادن به ورق خودرو که از پرسهای با تنهای مختلف استفاده می شود

3. صنایع هوانوردی: خلبان با کمک این سیستم ارابه های فرود و شهپرها و سکانهای عمودی و بالابرها را مهار می کند و بدنه هواپیما هم با پرسهای کششی ساخته می شود و جالب است که برای تست اینکه بدانند بدنه هواپیما سوراخ نشده باشد فشار باد را بین جداره های بدنه قرار میدهند در صورتی افت فشار دیده شود به این معنی است که نقطه ای از بدنه هواپیما سوراخ است. (تست

هواپیما عبارت است از: 1.تست باد چرخها که 300 بار فشار است2.تست کلیه سیستم هیدرولیک هواپیما 3.تست بدنه هواپیما 4. دستگاه میول که برای تست هیدرولیک هواپیمای F14 )

4. صنایع دفاعی: در هدایت تانک نفر بر و هدایت موشک و در ناوها هدایت ناو و ...

5. صنایع غذای: کنسرو سازی و ظروف یکبار مصرف و ...

6. صنایع چوب: برش الوار و پردا خت سطوح مبلها

7. جا به جایی مواد (لیفتراک و جرثقیل و ...)

8. ماشین تراشکاری و CNC و نظیر این دستگاه ها

9. صنایع دریایی: بالا کشیدن تور از آب و کشیدن کشتی به ساحل و ......

10. معدن و حفاری: در ماشینهای معدن

11. در صنایع بسته بندی: پر کن شیشه ها ی

نوشابه و ماشین چسب زنی و لفاف پیچی

12. کا غذ سازی: در این صنعت خمیر کاغذ باید از غلتک ها بگذرد و مهمترین هیدرولیک و پنوماتیک تنظیم غلطک ها است

13. صنعت نفت: پالا یشگاه ها

14. صنایع پلاستیک

15. صنعت چاپ

16. راه آهن و قطار شهری: تر مز قطار و درهای اتوماتیک جدید

17. لاستیک

18 . صنعت فولاد: فشار زیاد برای کشش آهن و یا فلز دیگر و تخلیه کوره ها که در ذوب آهن و فولاد مبارکه و...

19 . نساجی

تجهيزات پنوماتيك:

پمپ خلا پرتابل

شيرها

سيلندر

لوله و شلنگ

مخزن هواي فشرده

تايمر

گريپر

پمپ خلا پرتابل:

اين پمپ ها در اندازه هاي كوچك و متناسبي ساخته مي شوند، به گونه اي كه ميتوانيد آنها در جيب قرار داده يا به كمربند خود متصل كنيد.

اين پمپ ها در آزمايش هاي ايمني صنعتي كاربرد دارند و براي آزمايش هوا به كار مي روند. در اين كابرد هوا بايد از پاره اي تجهيزات آزمايگاهي عبور كند كه اي امر به وسيله ي پمپ خلاء تحقق مي يابد.

در روباتيك آزمايش هوا كاربردي ويژه دارد . براي مثال بسياري از روبات هاي امدادگر با تعيين ميزان CO2 هوا متوجه وجود انسان زنده در محيط عمليات مي شوند. در اين كاربرد سنسور درون جعبه اي قرار ميگيرد. يك شيلنگ هوا به جعبه وارد و يك شيلنگ از آن خارج ميشود.

شيلنگ اول حامل هواي محيط است و ومي به پمپ خلاء متصل ميشود . البته در صورت لووم و با برخوداري از كمي اقبال مي توانيد سنسور را درون بدنه ي پمپ جاسازي كنيد.

بهاي اين پمپ ها به دليل كاربرد محدود، نسبتا بالاست. البته با كمي شانس مي توانيد اقلام استوك را با بهايي مناسب خريداري كنيد. اين پمپ ها را شركت هاي عرضه كننده خدمات ايمني عرضه مي كنند.

معمولا درون پمپ ها باتري قابل شارژ وجود دارد. بنابراينپمپ به منبع تغذيه نياز ندارد. اين پمپ با آداپتور شارژ مي شور. همان طور كه گفته شد سنسور گاز درون يك جعبه جاسازي شده است و جريان هواي خارج وارد جعبه مي شود.

نرخ ورود هوا به جعبه مي تواند بر عملكرد سنسور تاثير بگذارد. براي كنترل اين مساله مي بايست امكان تنظيم مقدار هواي ورودي به جعبه وجود داشته باشد بنابراين بايد مقدار ي پنيوماتيكي ساده طراحي كنيد كه ساختار آن بار اضافي به پمپ وارد نكند. ساختار مدار فوق بصورت زير است:

شيرها:

شير وسيله اي جهت كنترل يا تنظيم استارت، توقف و جهت دادن و نيز كنترل فشار يا جريان ماده است. شيرها تنوع بسيار بالايي دارند و شمارش انواع آنها نا ممكن است. شيرها بنا بر عملكرد در رده هاي مختلفي قرار مي گيرند كه به شرح زير است:

شير قطع و و صل

شير يك طرفه

قطع و و صل

شير يك طرفه

شير تنظيم فشار

شير كنترل ميزان جريان

شير تخليه ي سريع

شير OR

شير AND

سيلندر:

سيلندر يا جك پنيوماتيكي نيروي هواي فشرده را به حركت رفت و برگشت تبديل مي كند. براي تشريح ساختار يك سيلندر به زبان ساده بايد ساختار يك سرنگ را در ذهن تجسم كرد. اگر از سوزن سرنك، هواي فشرده و نيرومندي وارد آن شود قسمت متحرك متحرك سرنگ به عقب رانده مي شود. عملكرد سيلندر دقيقا مثل سرنك است.

سيلندرها در 1قلام متونعي ساخته ميشوند كه از نظر ساختار و كاربرد متفاوت اند، مشروح اين اقلام به شرح زير است:

سيلندر يك كاره ي فنري

سيلندر ديافراگمي

سيلندر ديافراگمي غلتكي

سيلندر دو كاره

سيلندر دو كاره با ميله ي پيستون دو طرفه

سيلندر دو كاره با ضربه گير در انتهاي موضع

سيلندر تاندم

سيلندر چند موضعي

سيلندر ضربه اي

سيلندر دو كاره و يك كاره ي تلسكوبي

سيلندر نان روتيشن

لوله و شيلنگ:

جهت انتقال هوا درون مدار از لوله هاي شيلنگ استفاده مي شود. لوله ها انعطاف كمي دارند. جنس لوله ها از آلومينيوم يا پلاستيك است. قطر خارجي لوله ها بين 12 تا 28 ميليمتر است و قطر داخلي لوله ها ي آلومينيومي بين 10 تا 25 و لوله هاي پيلاستيك بين 9 تا 23 ميليمتر متغير است.

كاربرد لوله ها در پنوماتيك با تمام ويژگي هايشان در مقايسه با شلينگ نا چيز است.

شيلنگ ها انعطاف بالايي دارند و ممكن است يك يا چند لايه باشند. روي برخي شيلنگ ها يك لايه از سيم هاي فلزي بافته شده است كه مقاومت آنها را در برابر نا ملايمات مكانيكي محيط افزايش مي دهد. برخي از اين شيلنگ ها متشكل از دو شيلنگ متصل به يكديگراند.

برخي از شيلنگ ها هم به شكل فنر هستند. از نظر عملكرد دو نوع شيلنگ وجود دارد كه يكي براي مدارات هواي فشرده و ديگري براي مدارات خلاء بكار مي روند.

مخزن هواي فشرده:

مخزن هواي فشرده يكي از منابع تامين هواي فشرده مورد نياز مدار پنيوماتيكي است. همچنين در ساختمان كمپرستورها يك مخزن هواي فشرده قرار مي دهند تا فشار هوا تثبيت شود و ضربان هواي كمپرستور از بين ببرد. اين مخزنها در اندازه هايي متفاوت ساخته مي شودو برخي از آنها در فروشگاههاي خيابان لاله زار موجود است.

آنهايي را كه زمينه مصرف كمتري دارند را مي توان به شركت هاي معتبر عرضه محصولات پنيوماتيك سفارش داد. اين مخزن ها را مي توان در حجم هاي 1،0 ليتر و بيشتر، يافت.

بدنه برخي از اين مخازن از جنس آلومينيوم استكه سبب ميشود مخزن بسيار سبك باشد.

تايمر:

در مدارات پنيوماتيكي با روشي ساده مي توان كاري كرد كه فرمان با تاخيري قابل تنظيم اجرا شود. به عبارتي يك تايمر در بطن مدار وجود داشته باشد كه با تاخيري دلخواه فرمان را به تاخير انداخته و بعد اجزاي اجرا دهد.

با توجه به به كاربرد گسترده ي تامير، اين مدار تبديل به يك قطعه كرده كه يك پيچ قابل تنظيم دارد و اندازه ي آن بسيار كوچك است. به قطعه تايمر مي گويند. تايمر يك ورودي تتحريك، يك ورودي تعذيه و يك خروجي دارد.

در نگاه اول، كاربرد اين قطعه محدود به نظر مي رسد. اما در ساخت بسياري از مدارات كار را ساده مي كند.

براي مثال در روباتي كه توپهاي تنيس را از مخزن خود به بيرون پرتاب مي كند، يك جريان هوا به دو جك داده مي شود.

جك اول توپ را از مخزن خارج كرئه و در مسير ضربه جك دوم قرار مي دهد. قبل از آنكه هوا به جك دوم وارد شود از يك تايمر عبور ميكند و جك دوم با تاخير به كارمي افتد در نتيجه جك اول از زمان لازم براي جا گذاري توپ در مسير جك دوم بهره مند ميشود.

البته كاربرد اين مثال كم است اما مثالهاي مهم ديگري نيز وجود دارند.

گريپر:

گريپر يكي از متداول ترين اجزاي بازوي روبات است عملكرد ظاهري آن دست خرچنگ را تداعي مي كند. با توجه به نوع مدار پنيوماتيكي كه طراحي ميكنيد، مي توانيد انگشتتان يك گريپر را با سرعت دلخواه باز و بسته كنيد.

گريپر ها بيشتر براي مساءل روباتيك ساخته مي شوند و در حوزه هاي ديگر كاربرد كمتري دارند. گريپر هاي پنيوماتيكي چهار نوع مختلف دارند اينك به بيان خصوصيات ظاهري اين گريپر ها پرداخته و از تفاوت هاي مكانيزم اين گريپرها چشم پوشي مي كنيم.

گريپر ها عبارتند از:

گريپر موازي

گريپر سه انگشته

گريپر شعاعي

گريپر زاويه اي

منابع:

كتاب ساخت روبات

كتاب طراحي و كابردهاي نيوماتيك

سايت FESTO

سايت SMC

سايت OMRON

سايت aico

سايت VMT

حرکت خطی در رباتها

مقدمه

ربات یک ماشین هوشمند است که قادر است در شرایط خاصی که در آن قرار می گیرد، کار تعریف شده ای را انجام دهد و همچنین قابلیت تصمیم گیری در شرایط مختلف را نیز ممکن است داشته باشد. با این تعریف می توان گفت ربات ها برای کارهای مختلفی می توانند تعریف و ساخته شوند.مانند کارهایی که انجام آن برای انسان غیرممکن یا دشوار باشد.برای مثال در قسمت مونتاژ یک کارخانه اتومبیل سازی، قسمتی هست که چرخ زاپاس ماشین را در صندوق عقب قرار می دهند، اگر یک انسان این کار را انجام دهد خیلی زود دچار ناراحتی هایی مثل کمر درد و ...می شود، اما می توان از یک ربات الکترومکانیکی برای این کار استفاده کرد و یا برای جوشکاری و سایر کارهای دشوار کارخانجات هم همینطور و یا ربات هایی که برای اکتشاف در سایر سیارات به کار میروند هم از انواع ربات هایی هستند که در جاهایی که حضور انسان غیرممکن است استفاده می شوند. . کلمه ربات توسط Karel Capek نویسنده نمایشنامه R.U.R (روبات‌های جهانی روسیه) در سال 1921 ابداع شد. ریشه این کلمه، کلمه چک اسلواکی(robotnic) به معنی کارگر می‌باشد. 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 ربات می‌نامیم. امروزه معمولاً کلمه ربات به معنی هر ماشین ساخت بشر که بتواند کار یا عملی که به‌طور طبیعی توسط انسان انجام می‌شود را انجام دهد، استفاده می‌شود. بیشتر ربات‌ها امروزه در کارخانه‌ها برای ساخت محصولاتی مانند اتومبیل؛ الکترونیک و همچنین برای اکتشافات زیرآب یا در سیارات دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد.رُبات یا روبوت وسیله‌ای مکانیکی جهت انجام وظایف مختلف است. یک ماشین که می‌تواند برای عمل به دستورات مختلف برنامه‌ریزی گردد و یا یک سری اعمال ویژه انجام دهد. مخصوصا آن دسته از کارها که فراتر از حد توانایی‌های طبیعی بشر باشند. این ماشینهای مکانیکی برای بهتر به انجام رساندن اعمالی از قبیل احساس کردن درک نمودن و جابجایی اشیا یا اعمال تکراری شبیه جوشکاری تولید می‌شوند.

شاخه های علم روباتیک

علم رباتیک از سه شاخه اصلی تشکیل شده است• الکترونیک ( شامل مغز ربات)• مکانیک (شامل بدنه فیزیکی ربات)• 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. بیشتر ربات‌ها امروزه در کارخانه‌ها برای ساخت محصولاتی مانند اتومبیل؛ الکترونیک و همچنین برای اکتشافات زیرآب یا در سیارات دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد.ربات‌ها دارای سه قسمت اصلی هستند:•مغز که معمولاً یک کامپیوتر است. •محرک و بخش مکانیکی شامل موتور، پیستون، تسمه، چرخ‌ها، چرخ دنده‌ها و ... •سنسور که می‌تواند از انواع بینایی، صوتی، تعیین دما، تشخیص نور، تماسی یا حرکتی باشد. با این سه قسمت، یک ربات می‌تواند با اثرپذیری و اثرگذاری در محیط کاربردی‌تر شود.ربات یک ماشین الکترومکانیکی هوشمند است با خصوصیات زیر: * می توان آن را مکرراً برنامه ریزی کرد. * چند کاره است. * کارآمد و مناسب برای محیط است.اجزای یک ربات با دیدی ریزتر : ** وسایل مکانیکی و الکتریکی شامل : * شاسی، موتورها، منبع تغذیه، * حسگرها (برای شناسایی محیط): * دوربین ها، سنسورهای sonar، سنسورهای ultrasound، …* عملکردها (برای انجام اعمال لازم) * بازوی ربات، چرخها، پاها، …* قسمت تصمیم گیری (برنامه ای برای تعیین اعمال لازم): * حرکت در یک جهت خاص، دوری از موانع، برداشتن اجسام، …* قسمت کنترل (برای راه اندازی و بررسی حرکات روبات): * نیروها و گشتاورهای موتورها برای سرعت مورد نظر، جهت مورد نظر، کنترل مسیر، …

مزایای رباتها

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

معایب رباتها

1- رباتها در موقعیتهای اضطراری توانایی پاسخگویی مناسب ندارند که این مطلب می تواند بسیار خطرناک باشد.2- رباتها هزینه بر هستند.3- قابلیت های محدود دارند یعنی فقط کاری که برای آن ساخته شده اند را انجام می دهند.برای مثال امروزه برای بررسی وضعیت داخلی رآکتورها از ربات استفاده می شود تا تشعشعات رادیواکتیو به انسانها صدمه نزند.

انواع ربات ها

رباتهای 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 رباتها جابجاگر (manipulator) نام دارند.جابجاگرها معمولا در نقطه ثابت و در فضای کاملا کنترل شده در کارخانه نصب میشوند و به غیر از وظیفه ای که به خاطر آن طراحی شده اند قادر به انجام کار دیگری نیستند. این وظیفه میتواند 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 رباتها که امروزه مورد توجه بیشتری است رباتهای متحرک هستند که مانند رباتهای جابجا کننده در محیط ثابت و شرایط کنترل شده کار نمی کنند. بلکه همانند موجودات زنده در دنیای واقعی و با شرایط واقعی زندگی میکنند و سیر اتفاقاتی که ربات باید با انها روبرو شود از قبل مشخص نیست. در این نوع ربات هاست که تکنیک های هوش مصنوعی می بایست در کنترلر ربات(مغز ربات) به کار گرفته شود.

دسته‌بندی ربات‌ها

ربات‌ها در سطوح مختلف دارای دو خاصیت "تنوع در عملکرد" و "قابلیت تطبطق خودکار با محیط" (automated adapting) می‌باشند. بر اساس این دو خاصطت دسته‌بندی ربات‌ها انجام می‌گیرد. دسته‌بندی اتحادطه ربات‌های ژاپنی(jira) به شرح زیر است: 1. وسیله‌ای که توسط دست کنترل می‌شود. 2. ربات برای کارهای متوالی بدون تغییر3. ربات برای کار‌های متوالی متغیر4. ربات مقلد5. ربات کنترل6. ربات باهوش که در دسته‌بندی موسسه رباتیک آمریکا(RIA)، فقط ماشین‌های دسته 3 تا 6، ربات محسوب می‌شوند. رباتهای متحرک به دسته های زیر تقسیم بندی می شوند:1-رباتهای چرخ داربا انواع چرخ عادی و یا شنی تانک و با پیکربندی های مختلف یک, دو یا چند قسمتی2-رباتهای پادار مثل سگ اسباب بازی AIBO ساخت سونی که در شکل بالا نشان داده شد یا ربات ASIMO ساخت شرکت هوندا3-رباتهای پرنده 4-رباتهای چند گانه(هایبرید) که ترکیبی از رباتهای بالا یا ترکیب با جابجاگرها هستند

روبات همکار

روباتای همکار روباتایی هستند که با کمک هم یک کارو انجام می دهند و کارهای انها بهم مربوط است و از هم مستقل نیست. در این مجموعه دو روبات چشم هست (چپ و راست)، و یک روبات دست (وسط). کارآنها این است که: چشکها محیط رو می بینند و اطلاعات مربوط رو به کامپیوتر می فرستند. کامپیوتر با image processing محیط را آنالیز می کند و اگر در آن جسم قرمزی ببیند، ان را پیدا می کند. یعنی اینکه این سیستم به اشیای قرمز رنگ حساس است ( که البته می تواند به رنگهای دیگر باشد) بعد با استفاده از روابط هندسی با توجه به زاویه دید دوربینها مکان جسم رادر فضا پیدا می شود و اگه در محدوده روبات دست باشد، این روبات 3 درجه آزادی به حرکت درمی اید و جسم رو در فضا می گیرد .

نانوبات ها

اگر چه در حال حاضر کارایی‌های انسان و روبات با هم قابل مقایسه نیستند، اما ری کورزویل در مورد آینده عقیده دیگری دارد. او که نویسنده و متخصص رشته کامپیوتر است در یکی از نوشته‌های خود با صراحت اظهار امیدواری کرده است تا سال 2029 انسان با توجه به روند شناخت و ساخت هوش مصنوعی میتواند روباتی را بسازد که در هوش و تصمیم گیری با انسان برابر باشد. کورزویل معتقد است در سالهای 2030 انسان خواهد توانست نانوبات Nanobots یا روباتهای بسیار کوچک را جهت افزایش شعور به مغز خود بفرستد. این نانو روباتها به اندازه سلولهای خون هسنتد و از طریق جریان خون در رگها به مغز انتقال خواهند یافت. کورزویل در مقابل کمیته علوم کنگره آمریکا اعتراف کرده است در حال حاضر انسان از چنین تکنولوژی برخوردار است و آن را بر روی تعدادی حیوان نیز آزمایش کرده است. او در ادامه شهادت خود در کنگره آمریکا اضافه کرده است دانشمندان توانسته‌اند با انتقال 7 ننو روبات به بدن موش آزمایشگاهی دیابت او را علاج کرده و انسولین را از منفذهای پوست خارج کنند.آخرین کتاب کورزویل "شگفتی در راه است، برتری انسان بر بیولوژی" نیز بر اساس پیش بینی‌های علمی او نوشته شده است. او در این کتاب مینویسد در 25 سال آینده ننوبات‌ها در خون جاری در رگها هر نوع بیماری را با نابود کردن عوامل بیماری زا از بین برده و پس از خارج کردن آثار باقیمانده مرض همزمان به مرمت اشتباهات موجود در دی ان ای و ساختار بیولوژیکی انسانی خواهد پرداخت. کورزویل در بخش اقتصادی ورود روبات به خانه‌ها اعتقاد دارد در فاصله سالهای 2020 تا 2030 هر کس با کمک روبات و ننوتکنولوژی و تولید کننده‌های مولکول، در خانه خود قادر خواهد بود هر نوع محصول غیر ارگانیک را تهیه کند.

کاربرد رباتها

ربات آدم نمای اعلام خطر: (Humannoid Danger Alarm Robot)این ربات یک آدم نمای ابتکاری است که به منظور اعلام 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 200 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 درای آژیر صوتی جهت اعلام خطر دارای قابلیت نصب سیستم حفاظتی.

کاربرد ها

استفاده در جاده، اتوبانها، بزرگراه ها، به منظور اخطاربه خودروها در هنگام نزدیک شدن به محل های در دست تعمیر یا محل هایی که کارگران مشغول به کار هستند.استفاده در خیابانها و معابری که در دست تعمیر، تغییر یا انجام فعالیت های عمرانی است استفاده در جاده ها 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 کارگاههای سد سازی، نصب پل و ساختن مجتمع های تولیدی ضریب اطمینان مناسب ایمنی فوق العاده کاهش هزینه های پرسنلی فرهنگ سازی استفاده ازربات ها برای تقلید رفتار حیوانات:ربات ها برای تقلید رفتارحیوانات و حشرات بکار گرفته می شوند. به گزارش بخش خبر شبکه فن آوری اطلاعات ایران، از موج،محققین موفق شده اند به کمک ربات بسیار ریزی سوسک ها را کنترل کنند این موضوع می تواند جهت ارتباط با انواع مختلفی از حیوانات در آینده مورد استفاده قرار گیرد . انجمن تکنولوژی اروپا(FET) 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. این ربات نه تنها رفتار سوسک ها تقلید می کند بلکه در تغییر رفتار سوسک ها نیز بسیار موفق بوده به طوریکه 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 تعقیب خط

نوعی از ربات است که وظیفه اصلی آن تعقیب کردن مسیری به رنگ مثلا سیاه در زمینه‌ای به رنگ متفاوت مشخصی مثلا سفید است. یکی از کاربرد‌های عمده این ربات، حمل‌و‌نقل وسایل و کالاهای مختلف در کارخانجات، بیمارستان‌ها، فروشگاه‌ها، کتابخانه‌ها و ... می‌باشد. ربات تعقیب خط تا حدی قادر به انجام وظیفه کتاب‌داری کتابخانه‌ها می‌باشد. به این صورت که بعد از دادن کد کتاب، ربات با دنبال کردن مسیری که کد آن را تعیین می‌کند، به محلی که کتاب در آن قرار گرفته می رود و کتاب را برداشته و به نزد ما می‌آورد. مثال دیگر کاربرد این نوع ربات در بیمارستان‌های پیشرفته است، کف بیمارستان‌های پیشرفته خط کشی‌هایی به رنگ‌های مختلف به منظور هدایت ربات‌های پس‌فایندر به محل‌های مختلف مثلا رنگ قرمز به اتاق جراحی یا آبی به اتاق زایمان ، وجود دارد. بیمارانی‌ که توانایی حرکت کردن و جابه‌جا شدن را ندارند و باید از ویلچر استفاده ‌کنند، این ویلچیر نقش ربات تعقیب‌خط را دارد، و بیمار را از روی مسیر مشخص به محل مطلوب می‌برد. و خلاصه کاربردهای فراوانی دارد و اگر روزی بشود در زندگی‌مان بکار بریم، خیلی کیف دارد. الگوریتم مسیر‌یابی: الگوریتم مسیر‌یابی باید طوری نوشته شود تا ربات بتواند هرگونه مسیری را، با هر اندازه پیچ و خم دنبال کند، به‌طوری که خطای آن مینیمم باشد. تجربه نشان می‌دهد که بهترین روش برای یافتن و دنبال کردن مسیر، استفاده از 4 سنسور است. البته با استفاده از حداقل 2 سنسور نیز می‌توان ربات مسیریاب ساخت، ولی قضیه دو دوتا 4 تاست! یعنی با کم کردن سنسور ضریب اطمینان ربات نیز کاهش می‌یابد. (اتفاقا اصلا این قضیه صادق نبود، احتمالا تعبیر هرچقدر پول بدی، متراژ بیشتری پیتزا‌ متری می‌خوری مناسب‌تر باشد!) وظیفه سنسورهای 1 و 2 تشخیص پیچ‌های مسیر و سنسور 3 مقدار چرخش ربات به جهات مختلف را تعیین می‌کند

ربات هایی که تماس را حس می کنند

به تازگی نمونه ای جدید از یک حساسه ساخته شده که نصب آنها 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. به گزارش بخش خبر شبکه فن آوری اطلاعات ایران ، از خبرگزاری سلام، 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.

ربات آبی برای یافتن جعبه سیاه هواپیما

یک ربات آبی برای پیدا کردن جعبه سیاه هواپیمای بویینگ 737 فرانسه که چند روز پیش در نزدیکی شرم الشیخ مصر سقوط کرده و هر 148 مسافر آن کشته شده اند به خدمت گرفته شده است. این ربات که از راه دور قابل کنترل است و از شرکت فرنس تلکام برای این کار اجاره شده است, روز سه شنبه برای بازیابی یکی از جعبه ها که سیگنال قوی از خود ساتع میکرد و احتمالا درعمق 800 متری دریای احمر است به آب انداخته شده است. قبلا نیروی دریایی امریکا یک جعبه سیاه را از عمق 2200 متری خارج کرده اند.

ربات پذیرش

ربات پذیرش که البته هنوز تکمیل نشده رباتیه برای پذیرش مراجعین در یک شرکت یا یک نمایشگاه. فعلا به جای سر ربات یک مونیتور گذاشته شده و یک سر انیمیشنی با مراجعه کننده صحبت میکند. این ربات میتواند ورود مراجعه کننده ها را تشخیص بدهد، به آنها خوش آمد بگوید و اگر کاربر می خواهد جایی را پیدا کند یا سوال دیگه ای دارد به آنها جواب بدهد. یک صفحه کلید هم گذاشتن که مراجعه کننده سوالش را تایپ کند. در آینده این ربات قرار است بسته های پستی را تحویل بگیرد و رسید بدهد به پستچی. به مراجعه کننده نوشیدنی تعارف کند و یک ربات آبدارچی نوشیدنی برای آنها بیارورد و حتی با استفاده از سرورهای پردازش کننده صحبت به تلفن ها هم جواب بدهد. دانشگاه CMU هم اکنون در حال ساخت این ربات است.

مکاترونیک

ترکیبی از علم مهندسی مکانیک و مهندسی کنترل سیستم می‌باشد. در حقیقت توسط این علم می‌توان سیستمهای مکانیکی را به صورت هوشمند درآورد. نهایت علم مکاترونیک را می‌توان در رباتها مشاهده کرد. سیستمهای ترمز ABS در اتومبیل، دستگاههای CNC و کلیه سیستمهای اتوماسیون را می‌توان از نمونه‌های بارز این علم دانست. مکاترونیک چنانکه از نامش بر می-آید ترکیبی از سه علم مکانیک، الکترونیک و کامپیوتر است. این علم تازه و جوان کاربردهای بسیاری در صنعت پیدا کرده و از جمله زمینه های علمی جدید و گسترده در پیش روی بشر است. اهمیت آن از آن جهت است که این علم ابزار کنترل در کلیه زمینه های صنعتی و نظامی می¬باشد. چگونگی استفاده از سنسورها و کنترل اجزای مکانیکی توسط مدارهای الکترونیکی و کامپیوتر در این علم مورد بحث و بررسی قرار می گیرد. مکاترونیک مسلما علم جدیدی نیست . مکاترونیک شامل چهار علم مهندسی , مکانیک , الکترونیک , کامپیوتر(نرم افزار) و کنترل است. البته گاهی , کنترل را بخشی بدیهی از سه قسمت دیگر فرض میکنند. با تعریفی که ارائه شد , میتوان به راحتی مقوله هایی همانند رباتیک , اتوماسیون صنعتی , الکترومکانیک و غیرهرا در حوزه مکاترونیک جای داد.همانطور که ملاحظه میشود احاطه به این علم به معنای احاطه به چهار علم مهندسی است لذا با سالها تحقیق و مطالعه نیز به سختی میتوان ادعای احاطه به این علم را داشت. مطالعه این علم عموما در دو راستا دنبال میشود:الف: بدلیل اینکه در پروژه های بزرگ , متخصصان مکاترونیک عموما به عنوان واسطی میان چند تیم تخصصی که هریک در یکی از قسمت چهار مقوله مکاترونیک کارشناس میباشند , عمل میکنند , گاهی در بررسی این علم جنبه آشنایی فرد با چهار بخش مهندسی مکاترونیک , بدیهی فرض شده و از دید مدیریت پروژه های مکاترونیکی بحث دنبال می شود. به عنوان مثال با تقسیم بندی های شناختی , مانند طرح ماژولهای مکاترونیکی و بررسی نحوه ارتباط آنها با هم , سعی در یافتن بهترین راه حل صرف میگردد.ب: در این مقوله بیشتر به فراگیری قسمتهای مهم علوم طرح شده پرداخته میشود و با ارائه اطلاعات اصلی و پایه , دانشجو این امکان را مییابد تا با برخورد به موارد تخصصی تر , تحقیق و مطالعه را در آن مقوله ادامه دهد.بدین ترتیب یک مهندس مکاترونیک باید با توجه به نیاز اجتماع و صنعت ,مطالعه و تحقیق را بی وقفه ادامه دهد. بعنوان مثال خیل تولیدات میکروالکترونیکی و پکیجهای میکروپروسسوری , سنسورهای گوناگون که روز به روزمتحول شده و انواع جدید تری از آنها , مانند محصولات شرکت ATMEL , به بازار ارائه میشود, امکان فراگیری آکادمیک را محدود نموده است و فراگیری طرز کار و طراحی با آنها نیاز به تحقیق فردی و مستمر فرد دارد. تعاریف بسیاری برای مکاترونیک ارائه شده است. ایده اصلی این علم، کاربرد تلفیقی مؤثر از مکانیک، الکترنیک و تکنولوژی کامپیوتر برای تولید محصولات یا سیستم های پیشرفته است. از این رو مکاترونیک زیرمجموعه علم سایبرنتیک به شمار می رود.

ساختار پروژه های روبوتیک و مکاترونیک

نقطه شروع ما دراین بحث این ایده است که روبوتها و وسایل مکاترونیکی ماشین هایی هستند که ترکیبی از الکترونیک و مکانیک را استفاده می کنند و برای انجام وظایفی که معمولاً توسط انسانها صورت می گیرند، به وجود آمده اند. با استفاده از این فرض اساسی می توانیم وظایف اصلی را به صورت بلوکهای مجزا در نظربگیریم .تعداد و نحوه انتخاب بلوکهای مورد استفاده در یک پروژه خاص به واسطه نتیجه نهایی که مدنظر طراح بوده است، تعیین میگردد. به عنوان مثال یک بازوی ثابت یا یک بالابر اتوماتیک نیازی به چرخ یا پا ندارد. یک ساختار شبیه سرانسان با چشم های الکترونیکی که برای "دیدن" و تشخیص اشیاء برنامه ریزی شده است، نیازی به داشتن بازو ندارد. بلوکهای مشترکی که در تمامی پروژه ها به کار می روند. درادامه این قسمت توضیح داده شده است.

کنترل

این بخش درواقع "مغز" هر پروژه در یک سیستم روبوتیکی یا مکاترونیکی می باشند. تمامی قسمت های الکترونیکی یک روبوت یا هر پروژه دیگری، توسط مدارات الکترونیکی کنترل می شوند. انواع کنترلهای اصلی موجود برای روبوتها و پروژه های مکاترونیکی به شرح زیر می باشند.کنترل موقعیت : بازوهای دارای چنگک یا دیگر ساختارهایی که با گرفتن و جابجایی اشیاء سروکاردارند. باید دارای مدارات کنترل بسیار دقیق به منظور قرارگرفتن در موقعیت صحیح باشند. حرکت یک سردارای چشم توسط یک بلوک کنترل تک محور کنترل می شود.کنترل سینماتیک : 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.کنترل دینامیک : بسیاری از قسمت های یک روبوت یایک پروژه مکاتونیک نیرو هایی را ایجاد می کنند که باید به هنگام عملکرد کنترل شوند. هنگامی که دست روبوت یک شیء را برمی دارد، استفاده از مدارات کنترلی برای تعیین مقدار نیروی لازم برای نگهداشتن شی بدون شکستن آن ضروری است. یکی از موارد دشوار برای سازندگان پروژه ها، ساخت یک دست روبوتیک است که بتواند یک تخم مرغ رااز سبد برداشته و آن را بدون شکستن در سبد دیگری قراردهد. چنین اهدافی کنترل دینامیک دقیقی نیاز دارند.کنترل تطبیقی : هنگامی که لازم است یکی از عملکردهای روبوت یا دستگاه مکاترونیکی در حین اجرای یک فرآیند به طور مداوم تغییر یابد. باید از کنترل تطبیقی استفاده شود. به عنوان مثال می توان به نیاز برای افزایش 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 سطح افقی به یک سطح شیبدار به هنگام جابجایی یک شیء سنگین توسط روبوت رخ می دهد.کنترل خارجی : 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 سنسورها نظیر سنسورهای 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" استفاده نماید. گزینه های اصلی برای ارسال فرامین، مداراتی هسند 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. دراینجا، نکته مهم این است که باید درجه هوشمندی روبوت توجه نماییم. مدارات کنترلی پیچیده می توانند این تصویر 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 نمی رود. در حالتی که روبوت قادر باشد براساس اطلاعات سنسورهای خود یا براساس اطلاعاتی که یک اپراتور از طریق بلوک خاص ورودی داده ها وارد می کند، تصمیم گیری نماید. می توان قابلیت هوشمندبودن را به روبوت اضافه نمود.

محرک ها

روبوتها و ماشین های مکاترونیک باید دارای امکاناتی برای سروکار داشتن با اشیاء یا انجام برخی کارها در دنیای خارج باشند. در ادامه این قسمت بسیاری از انواع محرکهای که در پروژه های کاربردی یافت می شوند، ذکر شده اند.حرکت:روبوتها قادرند با استفاده از پا، چرخ یا ریل از یک نقطه به نقطه دیگر جابجا شوند. پاهای روبوت را می توان با استفاده از موتورها، سولنوئیدها یا آلیاژهای حافظه دار(SMA) حرکت داد.دست افزارها: روبوتها و دستگاههای مکاترونیک دارای دست نمی باشند. آنها برای گرفتن اشیا از چنگک ها استفاده می کنند و این ابزارها توسط مدارات الکترونیکی کنترل می شوند. حرکت این ابزارها می تواند با استفاده از سولنوئیدها، موتورها با SMAها صورت گیرد.نحوه انجام کارها توسط دست را می توان با استفاده از تجهیزاتی که منحصراً برای انجام یک وظیفه خاص طراحی شده اند، تغییر داد. نظیر این حالت در بسیاری از روبوتهای صنعتی دیده می شود. در بسیاری از روبوتهای صنعتی دیده می شود. در بسیاری از کاربردها، قطعات به هم پیوسته مکانیکی را می توان به گونه ای تنظیم نمود که با اندازه و شکل هر شیء موردنظر سازگار شوند.

سنسورها

روبوتها و دستگاههای مکاترونیک با استفاده از سنسورها، آنچه را که در دنیای واقعی رخ می دهد، تشخیص می دهند. سنسورها دارای اهمیت فروان می باشند، چرا که آنها اطلاعات مربوط به موقعیت یک روبوت یا بازوی روبوت، اندازه و شکل یک شیء موردنظر، وجود موانع( در مورد روبوتهای متحرک) و بسیاری اطلاعات دیگر نظیر تشخیص یک شیء از روی اندازه و شکل آن، مانند آنچه در روبوتهای هوشمند یافت می شود، را ارسال می کنند. با اتصال یک دوربین تلویزیونی به یک مدار هوشمند می توان این امکان رابرای یک بازوی اتوماتیک فراهم آورد تا قادر به انتخاب قطعات دارای اندازه و شکل خاص از میان تعداد زیادی از قطعات مختلف باشد.سنسورهای اصلی که در پروژه های روبوتیک و مکاترونیک به کار می روند، عبارتند از:سنسورهای نور: مقاومت های متغیر با نور (ها، به عنوان مثال سلول های CdS یا فوتورزیستورها LDR)، فوتودیودها، فوتوسل ها و فوتوترانزیستورها) سنسورهای فشار: اسفنج هادی، سنسورهای الکترومکانیکی، سنسورهای نیمه هادی سنسورهای دما: NTC,PTC ، دیودها و ترانزیستورها سنسورهای تصویری: سنسورهای CCD ، فوتودیودها یا ماتریس های فوتوترانزیستور.سنسورهای موقعیت: پتانسیومترها، سنسورهای اولتراسونیک، رادار، سنسورهای مادون قرمز(IR)سنسورهای تماسی: میکروسوئیچ ها، پاندون ها.سنسورهای مجاورت: سنسورهای خازنی، سنسورهای القایی یا مادون قرمز.

منبع تغدیه

هر پروژه شامل مدارات الکترونیکی و قطعات متحرک نیازمند یک منبع تغذیه الکتریکی می باشد. اگر پروژه مورد نظر یک روبوت متحرک باشد. درحالت ایده آل منبع تغذیه در داخل خود روبوت جاسازی می شود. ازسلولهای باتری می توان برای این منظور استفاده نمود. اندازه و نوع باتری ها به توان موردنیاز روبوت، مدت زمان کارکرد روبوت بدون شارژ مجدد و وظایفی که روبوت باید انجام دهد، بستگی دارد.

دو نوع از هوش مصنوعی برای کاربرد در پروژه های روبوتیک و مکاترونیک مناسب می باشند

هوش نرم افزاری: هوش نرم افزاری به واسطه یک کامپیوتر، میکروپروسسور یا میکروکنترلر که یک نرم افزار هوشمند را اجرا می نماید، تامین می شود. اتصالات سخت افزاری، داده هایی را که پردازنده برای تصمیم گیری و ارتباط با بلوک کنترلی نیاز دارد، فراهم میسازند. تصمیمات به شکل یک ساختار اساسی برنامه ریزی شده اند که در برخی موارد می توانند مطابق داده های ورودی تغییر یابند. در چنین حالتی، برنامه قادر به "یادگیری" از طریق تجربه می باشد که این خاصیت به عنوان مشخصه به عنوان مشخصه اصلی سیستم های هوشمند در نظرگرفته می شود.دانشجویان،پژوهشگران و طراحان فعال در زمینه هوش مصنوعی بیشتر برنامه هایی را ترجیح می دهند که شبکه های عصبی را شبیه سازی می کنند. ابزار مهم دیگر برای طراحی سیستم های هوشمند منطق فازی می باشد. با استفاده از میکروپروسسورها و میکرو کنترلرها می توان هوش نرم افزاری را داخل خود روبوت یا ماشین مکاترونیک پیاده سازی نمود. چیپ Basic Stamp یک روش ساده را برای اضافه نمودن درجه ای از هوشمندی به یک ماشین ارائه می دهد: این چیپ را می توان به گونه ای برنامه ریزی کرد که براساس وروردی های دریافتی از سنسورهای مدار کنترل خارجی تصمیم گیری نماید. علاقه مندان می توانند برنامه های بسیاری که شبکه های عصبی و منطق فازی را شبیه سازی می نماید، بیابند.بسیاری از این برنامه ها را می توان برای اضافه نمودن خاصیت هوشمندی به کامپیوترها، روبوتهای خودکار و دیگر ماشین ها مورد استفاده قرار داد.هوش سخت افزاری: روش دیگر برای اضافه نمودن هوشمندی به یک ماشین استفاده از مداراتی است که قادر به یادگیری می باشند. ایده اصلی این روش تقلیداز طریقه ای است که موجودات زنده اطلاعات دریافتی از حواس خود را با استفاده از سیستم عصبی پردازش می کنند.

بخشهای مکانیکی یک ربات ساده

در بعضی از مواقع ربات شما علاوه بر حرکت در یک محیط باید توانایی انجام یک فعالیت فیزیک خاص را نیز داشته باشد. به عنوان مثال وزنه ای را جابجا کند یا شئی را سوراخ کند و یا به یک جسم ضربه بزند. در این مواقع علاوه بر اینکه شما نیاز به یک سیستم حرکتی مناسب دارید، باید برای ساخت قسمت مکانیکی ربات خود وقت بیشتری صرف نمایید. وقتی یک قسمت متحرک به ربات خود اضافه می کنید ، با توجه به کاری که این قسمت انجام میدهد، ممکن است حرکت دورانی حول یک محور داشته باشد و یا حرکت آن در راستای مستقیم باشد. با توجه به نوع حرکتی که باید این بخش از ربات شما داشته باشد می توانید توسط وسایلی که در اختیار دارید سازه مناسبی برای آن تهیه کنید. مثلاً می خواهید یک بازو با حرکت دورانی بسازید ، ابتدا آن را با چوب یا آلومینیوم یا ... می سازید و برای اتصال آن به ربات از لولاهای موجود در بازار استفاده می کنید. اگر قرار است بازوی شما حرکت در راستای مستقیم داشته باشد به جای لولا باید آن را توسط یک مکانیزم کشویی به ربات متصل نمایید. برای اینکه مطلب را بهتر درک نمایید ، تصاویر را به دقت مشاهده و تحلیل کنید. بیشتر این ربات ها توسط دانش آموزان ساخته شده است. هنگامی که یک بازو را به ربات خود متصل می کنید می توانید توسط روشهای مختلف انرژی مکانیکی را به آن منتقل نمایید. مثلاً یک تکه نخ ماهیگیری که به دور شافت خروجی گریبکس پیچیده می شود می تواند بازی شما را حرکت دهد. همچنین سلونوئیدها وسایل مناسبی برای ایجاد حرکت در بازو و همچنین تغییر جهت چرخهای یک ربات هستند. اساس کار سلوئیدها بر پایه های نیروی مغناطیسی آهنرباهای الکتریکی بنا شده است. در مباحث بعدی در مورد طرز کار سلونوئیدها توضیحات بیشتری خواهیم داد.. لازم است برای بار دیگر تذکر دهیم که ما تنها کلیاتی از کار را برای شما توضیح می دهیم چون افراد مختلف تمایل به ساخت رباتهای مختلف دارند. مابقی کار بستگی به ابتکار و وسایلی که در اختیار دارید دارد. اگر کمی وقت بگذارید و بعضی از گزینه ها را تجربه کنید قطعاً مناسبترین گزینه را خواهید یافت. اگر ربات شما دو چرخ دارد ( در هر طرف یک چرخ ) باید برای حفظ تعادل آن فکری بکنید. این کار را می توانید با نصب دو چرخ هرز گرد در جلو و عقب روبات انجام دهید. اگر چرخ کوچک در دسترس ندارید کافی است که یک مفتول را به صورت قلاب ( علامت سوال ) در آورده و در انتها و ابتدای ربات نصب کنید. این کار از کشیده شدن عقب و جلوی ربات بر روی زمین جلو گیری می کند. بازوهای مکانیکی ماهر (Manipulator) از رابط‌های صلبی تشکیل می‌شوند که به وسیله مفصل‌هایی که حرکت نسبی رابط‌های مجاور را ممکن می‌سازند، به یکدیگر اتصال یافته‌اند. بازوهای مکانیکی توانایی انجام عملیات از پیش برنامه‌ریزی شدهٔ متنوعی را در صتایع مختلف دارند. بازوهای مکانیکی ماهر در طی سال‌های اخیر به شکل قابل ملاحظه‌ای تکمیل یافته و پیشرفت کرده‌اند. کارکردن با آن‌ها و نیز تعمیر و نگهداری‌شان آسان‌تر شده و ارتباط متناسب و بهینه‌ای میان توان٬ کنترل‌پذیری و مهارت آن‌ها ایجاد گشته‌است. در انتهای زنجیره رابط‌های تشکیل دهنده بازوی مکانیکی مجری نهایی وجود دارد که بر حسب کاربردی که از ربات انتظار می‌رود می‌تواند گیره یا چنگک یا ابزارهای دیگری از جمله لوازم برشکاری، جوشکاری و نظیر آن باشد. از این لحاظ بازوهای مکانیکی ماهر متنوعی وجود دارند که گونه‌های وسیعی و متفاوتی از کاربردهای صنعتی و نیز تحقیاتی را را پوشش می‌دهند. این کاربردها شامل انجام فعالیت‌های متنوع مونتاژ، برشکاری و جوشکاری در خطوط تولید تا انجام عملیات متنوع زیرآبی – نظیر نصب در ربات زیرآبی - مانند گرفتن و دنبال‌کردن کابل یا سیم، و یا محبوس کردن اجسام یا نمونه‌های پیچیده‌ای چون برقراریِ اتصال‌های خطوط الکتریکی یا هیدرولیکی هستند.

ملاحظات طراحی و ساخت

در انتخاب بازوهای مکانیکی آن چه اهمیت دارد این است که ساده‌ترین نمونه ممکن که بتواند وظیفه محوله را در زمان مطلوب انجام دهد، گزینش گردد. پیچیدگی طراحی ربات در عین افزایش قابلیت‌های عملکرد می‌تواند مشکلاتی در کنترل، هدایت و نیز اطمینان و دقت دستگاه و نیز تعمیر و نگهداری آن ایجاد نماید. انتخاب و تکمیل مجموعه بازوهای مکانیکی ماهر امر پیچیده‌ای است و طراح ربات باید نکات فراوانی را لحاظ نماید. تعداد و انواع بازوهای مورد نیاز، محل قرارگیری، نوع کنترلر، محدوده فضای عملکرد٬ حداکثر و حداقل نقطه دست‌رسی و نوع و ساختار کنترل بازوها توسط کاربر، از آن جمله این موارد است.

بخش مکانیکی – موتور ها

این قسمت شامل سیستم حرکتی ربات میشود. حرکت روباتها با استفاده از پا، چرخ یا ریل انجام می شود. چرخها یا پاها را می توان با موتورها، سولنوئیدها یا آلیاژهای حافظه دار (SMA) به حرکت درآورد. که معمولا در رباتهای ابتدایی از موتور و چرخ استفاده میشود. در یک پروژه مکاترونیک یا روبوتیک علاوه بر قطعات لازم جهت ساخت قسمتهای ذکر شده به یک یا چند منبع تغذیه هم نیاز داریم. قسمتهای مختلف یک روبات که نیاز به منبع تغذیه دارد: قسمتهای الکتریکی، مکانیکی شامل: موتورها و بخشهایی که بصورت هیدرولیک و پنوماتیک کار می کنند. اگر روبات متحرک باشد باید از باطری استفاده شود. اگر روبات ثابت باشد می توان از برق AC استفاده کرد. چون تغذیه روباتها اکثرا َ، برق DC می باشد بنابراین باید برق AC را بوسیله یکسوساز و فیلتر به DC تبدیل کرد.

هنگام انتخاب موتور باید به چه چیز هایی توجه داشت

1- دردست بودن منبع تغذیه 2- شرط یا عوامل راه اندازی 3- مشخصه‌های راه اندازی (گشتاور – سرعت) مناسب 4- سرعت عملکرد کار مطلوب 5- قابلیت کارکردن به جلو و عقب 6- مشخصه‌هی شتاب (وابسته به بار) 7- بازده مناسب در بار اسمی 8- توانایی تحمل اضافه بار 9- اطمینان الکتریکی و حرارتی 10- قابلیت نگهداری و عمر مفید 11- ظاهر مکانیکی مناسب (اندازه، وزن،‌ میزان صدا، محیط اطراف) 12- پیچیدگی کنترل و هزینه13-ولتاژ: 1.5-4-8 V 14-جریان: 50mA-2A

انواع موتورها

در یک دسته بندی کلی موتورها به انواع زیر تقسیم میشوند:• موتور DC• موتور AC• موتور پله‌ای (Stepper motor)•موتور خطی

موتورهای DC

متداولترین موتور مورد استفاده در روباتها موتور DC است چراکه دارای انواع مختلفی از نظر توان، اندازه، شکل و سرعت می باشد. جهت استفاده : تعویض جهت چرخش موتور DC با معکوس کردن جهت جریان امکان پذیر است. سرعت: سرعت موتور به جریان و بار موتور بستگی دارد سرعت کمتر=توان بیشتر سرعت بیشتر=جریان یا ولتاژ بیشتر

موتورهای AC

1- موتورهای AC تک فاز 2- موتورهای AC سه فاز این موتورها با جریان متناوب برق کار می‌کنند لذا به آنها موتور AC گفته می‌شود. یخچال، جاروبرقی و آبمیوه ‌گیری موتور ACدارند. برای کنترل میزان چرخش موتور از وسیله‌ای بنام شفت انکودر استفاده می‌شود.

موتور پله ای (Stepper Motor)

یکی از انواع مو تور الکتریکی است که حرکت آن کاملا دقیقو از پیش تعریف شده می باشد و با ارسال بیتهای 0,1به سیم پیچهای آن میتوان آنرا حرکت داد. یکی از مهمترین اجزای یک روبوت نیروی محرکه آن است. برای حرکت دادن سازه ای که ساخته اید نیاز به انرژی مکانیکی دارید. این انرژی معمولا توسط یک موتور الکتریکی تامین می شود. موتور الکتریکی یا اصطلاحاً آرمیچر ها در واقع مبدل های انرژی هستند. موتورهای الکتریکی می توانند انرژی الکتریکی که از ترمینالهای آن وارد می شود را به انرژی مکانیکی تبدیل کنند. انرژی مکانیکی معمولاً به صورت دوران در شافت (محور) موتور ظاهر می شود. دوران این محور (شافت) دو مشخصه اساسی دارد : یکی سرعت دوارن آن و دیگری قدرت آن. از ضرب سرعت خطی (متر بر ثانیه) در نیروی موتور می توانید توان نهایی خروجی آن را محاسبه کنید. همان طور که گفته شد یک موتور الکتریکی ، الکتریسیته را به حرکت مکانیکی تبدیل می‌کند. عمل عکس آن که تبدیل حرکت مکانیکی به الکتریسیته است، توسط ژنراتور انجام می‌شود. این دو وسیله بجز در عملکرد ، مشابه یکدیگر هستند. اکثر موتورهای الکتریکی توسط الکترومغناطیس کار می‌کنند، اما موتورهایی که بر اساس پدیده‌های دیگری نظیر نیروی الکتروستاتیک و اثر پیزوالکتریک کار می‌کنند، هم وجود دارند. ایده کلی این است که وقتی که یک ماده حامل جریان الکتریسیته تحت اثر یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، نیرویی بر روی آن ماده از سوی میدان اعمال می‌شود. در یک موتور استوانه‌ای ، روتور به علت گشتاوری که ناشی از نیرویی است که به فاصله‌ای معین از محور روتور به روتور اعمال می‌شود، می‌گردد. همان طور که گفته شد اغلب موتورهای الکتریکی دوارند، اما موتور خطی هم وجود دارند. در یک موتور دوار بخش متحرک (که معمولاً درون موتور است) روتور و بخش ثابت استاتور خوانده می‌شود. موتور شامل آهنرباهای الکتریکی است که روی یک قاب سیم پیچی شده است. گر چه این قاب اغلب آرمیچر خوانده می‌شود، اما این واژه عموماً به غلط بکار برده می‌شود. در واقع آرمیچر آن بخش از موتور است که به آن ولتاژ ورودی اعمال می‌شود یا آن بخش از ژنراتور است که در آن ولتاژ خروجی ایجاد می‌شود. با توجه به طراحی ماشین ، هر کدام از بخشهای روتور یا استاتور می‌توانند به عنوان آرمیچر باشند. برای ساختن موتورهایی بسیار ساده کیتهایی را در مدارس استفاده می‌کنند. . با توجه به اینکه گفتیم موتور یک مبدل است، اگر موتور شما ایده آل باشد توان خروجی که بدست می آورید با توان ورودی یعنی انرژی الکتریکی مصرف شده برابر خواهد بود. موتورهای الکتریکی انوع مختلفی دارند از جمله استپ موتورها ، سرور موتورها ، موتورهای دی سی DC ، موتورهای AC و ...هر یک از موتورهای نام برده شده ویژگی خاصی دارد مثلا استپب موتورها دارای دقت بالایی هستند و با توجه به نوع موتور می توان دقت گردش موتور در حد چند درجه کنترل نمود. از ویژگی های اساسی موتورهای DC این است که جهت حرکت و سرعت حرکت آنها به راحتی قابل کنترل است. با تغییر متوسط ولتاژ ورودی می توانید سرعت موتور را تغییر دهید و با تغییر پلاریته ( جهت اتصال تغذیه به موتور ) جهت دوران شافت تغییر خواهد نمود. توان خروجی از ضرب سرعت در قدرت و با استفاده از فرمول W=f.d بدست می آید.بسته به کارکرد ربات ، توان مصرفی ، دقت لازم و پارامترهایی از این قبیل نوع موتور ربات انتخاب می شود. بی شک یکی از مشخصه های اصلی موفقیت یک ربات انتخاب صحیح موتور محرک ربات می باشد.کاربرد اصلی این موتورها در کنترل موقعیت است. این موتورها ساختار کنترلی ساده‌ای دارند. لذا در ساخت ربات کاربرد زیادی دارند. مطابق با تعداد پالسهایی که به یکی از پایه‌های راه‌انداز موتور ارسال می‌شود موتور به چپ یا راست می‌چرخد. این موتور یکی از انواع موتورهای الکتریکی است که حرکت آن کاملا دقیق و از پیش تعریف شده می باشد و با ارسال بیتهای 0,1به سیم پیچهای آن می توان آنرا حرکت داد.

ساختار موتور پله ای

این موتورعموما دارای چهار قطب میباشد که سیم پیچها بر روی این چهار قطب قرار می گیرند و شما با ارسال بیتهای 0و1به این سیم پیچها در واقع میدان مغناطیسی ایجاد می کنید که این میدان باعث حرکت روتورمغناطیسی موجود در داخل موتور پله ای می شود البته میبایست این سیم پیچها را به توالی 0 و 1 کرد و گرنه موتو ر مطابق میل شما نخواهد چرخید.

نحوه کنترل

1- نحوه کنترل 1 بیت2- نحوه کنترل 2 بیتی نحوه کنترل 1 بیتی :در حالت یک بیتی اگر اول سیم پیچ 1 را تحریک کنیم .سیم پیچ 2و3و4 بدون تحریک باید باشند جهت حرکت موتور پله ای در سمت حرکت عقربه های ساعت بعد از سیم پیچ 1 نوبت سیم پیچ 2 است تحریک شود.، و در این حالت نیز بقیه سیم پیچها بدون تحریک هستند بعد از آن نوبت سیم پیچ 3 و سپس که نوبت سیم پیچ شماره 4 است دقت کنید که در هر لحظه یک سیم پیچ تحریک شو د اگر بعد از سیم پیچ 1 سیم پیچ 4 را تحریک کنیم و سپس به سراغ3و2 برویم موتور در جهت عکس عقربه های ساعت خواهد چرخید.نحوه کنترل 2 بیتی :در حالت دو بیتی در لحظه دو سیم پیچ بار دار می شو ند مثلا اگر اول سیم پیچ 1 و2 تحریک شوند بعد سیم پیچ 2و3 سپس 3و4 ودر نهایت 4و 1 برای حرکت موتور پله ای بایست همین ترتیب را تا موقعییکه می خوا هید موتور حرکت داشته باشد ادامه دهید حال اگر این ترتیب را عوض کنید موتور در خلاف جهت فعلی حرکت می کند

موتور پله کامل و نیم پله :• در حالت عادی میزان چرخش موتور به تعداد پالسهای اعمالی و گام موتور بستگی دارد. هر پالس یک پله موتور را می‌چرخاند.• با تحریک دو فاز مجاور در موتور می‌توان موتور را به اندازه نیم پله حرکت داد. به این ترتیب تعداد پله‌های موتور دو برابر می‌شود و در نتیجه دقت چرخش موتور هم دوبرابر می گردد.

راه اندازی موتور پله‌ای

• تراشه L297 یک راه انداز مناسب برای موتور پله‌ای است.• مدارهای<یک