دانشگاه آزاد اسلامی
واحد تهران جنوب
دانشکده تحصیلات تکمیلی
سمینار برای دریافت درجه کارشناسی ارشد “.M. Sc”
مهندسی مکانیک – طراحی کاربردی
عنوان:
مقدمه ای بر رباتیک و سینماتیک و دینامیک رباتها
چکیده
امروزه با افزایش روز افزون کاربرد رباتها، نیاز بشر به شناخت کامل رباتها به منظور افزایش
سرعت، دقت، کنترل پذیری، کاهش هزینهی ساخت و طراحی بهینه آنها از اهمیت بالائی
برخوردار است. در فصل اول این سمینار مقدمهای بررباتیک شامل تعاریف، تاریخچه،
ساختمان عمومی وطبقهبندی رباتها ارائه میگردد. در فصل دوم روشهای تحلیل سینماتیکی
رباتها ارائه میگردد. در ادامه مطالبی نظیر محاسبهی فضای کاری و تحلیل تکینگی، در
طراحی رباتها بررسی میشود.
کلمات کلیدی:
ربات، ربات سری، ربات موازی، ربات ترکیبی، سینماتیک، تحلیل تکینگی، فضای کاری،
مقدمه نیاز فراوان به انجام عملی، خودکار و قابل کنترل در عین دقت عمل، در نیم قرن اخیر باعث پیشرفت در طراحی و ساخت انواع متنوعی از رباتها شده است. هدف از طراحی رباتها انجام کار بخصوص و یا کنترل هدفمند یک فرآیند می باشد. طراحی یک ربات با توجه به کاربردی که باید داشته باشد صورت میگیرد و بدین ترتیب برای استفادههای مختلف، از رباتهای مختلفی استفاده میشود. یک ربات میتواند بسیار ساده بوده و مثلاً تنها از دو عضو (دوبازو) تشکیل شده باشد و یا مانند رباتهای انسان نما شکل بسیار پیچیدهای داشته باشد. رباتهای انسان نما، رباتهای پیچیدهای هستند که بسیار شبیه به انسان بوده و قادر به انجام کارهای معمولی انسان مانند راه رفتن روی دوپا، ایستادن روی یک پا، بالا رفتن از پلکان و … میباشند. البته این قبیل کارها برای انسان معمولی است و برای یک ربات بسیار پیچیده است. امروزه در بسیاری از مراکز تحقیق،کارخانجات و حتی مراکز پزشکی میتوان رباتهایی را با کاربردهای مختلف مشاهده کرد. رباتها امروزه انقلاب جدیدی را در صنعت به وجود آوردهاند و شاید بدون وجود آنها انجام بسیاری از تحقیقات میسر نمیشد. به عنوان مثال میتوان از بکارگیری رباتها در صنایع هوا فضا، صنایع پزشکی، صنایع فولاد و قطعه سازی نام برد.ویا مثلا در صنایع خود رو سازی رباتها به صورت خودکار فرآیندهای جوشکاری ، جابجایی ، مونتاژ و غیره را به عهده می گیرند. در ماشین ابزارها برای حرکت ابزار یا قطعه در مسیر و شکل خاص مورد استفاده قرار می گیرند. در اتوماسیون فرایندهای تولید از رباتها استفاده می کنند. با این که رباتها قادر به انجام کارهای زیادی هستند که بعضا از عهده انسان نیز خارج است ولی فرق عمدهای بین یک ربات و انسان وجود دارد. رباتهای امروزی را حتماً باید از قبل برنامه ریزی نمود زیرا خود رباتها بدون دخالت و برنامهریزی انسان قادر به انجام کاری نیستند. البته محققان درصدد رفع این مشکل، با استفاده از تکنولوژی هوش مصنوعی، برآمدهاند وامروزه شاهد رباتهای هوشمندی می باشیم که خود قادر به فکر کردن و برنامهریزی هستند. رباتهای اولیه اکثرا از نوع رباتهای سری بوده اند. اما احساس نیاز به سفتی بیشتر، قابلیت سرعت و شتاب بیشتر و دقت بالا مقدمه ای بر طراحی رباتها ی موازی شد. البته هر چند به لحاظ ملاحظات طراحی این گونه رباتها پیچیدگی بیشتری نسبت به انواع سری دارند. توسعه روز افزون رباتها از دهه 60 قرن بیستم میلادی جهش بزرگی یافت. زمانی که ربات موازی شش درجه آزادی استوارت به عنوان شبیه ساز پرواز بکار گرفته شد. اما مصارف عملی رباتها در صنایع، نیاز به همه شش درجه آزادی نداشت لذا رباتهای موازی با درجه آزادی کمتر از شش طراحی و پیشنهاد شدند. این رباتها در مقایسه با نوع شش درجه آزادی کنترل آسانتر، فضای کاری بیشتری دارند. بعد از آن رباتهای سه درجه آزادی که توانایی حرکت صرفا انتقالی ویا صرفا چرخشی داشتند به دلیل استفاده خاص در صنایع مورد توجه زیادی واقع شدند. با گسترش استفاده و طراحی انواع رباتهای متنوع، مسائل طراحی نیز به تدریج شکل گرفته و پیشرفت کردند و ایده های نو وارد حوزه طراحی شد.
هدف
امروزه به دلیل توسعه روز افزون رباتها، علم رباتیک در صنعت و زندگی نقشی حیاتی و انکارناپذیر دارد. لذا نیاز بشر به دستیابی دانش و شناخت کامل جهت ساخت ، توسعه و بهینه سازی رباتهای گوناگون برای رسیدن به اهداف موردنظر اعم از سرعت،دقت، کنترلپذیری و کاهش هزینه بیش از پیش احساس میشود. لذا در این مجموعه به بررسی رباتها از دیدگاه مکانیک خواهیم پرداخت. به طور کلی این مجموعه شامل تعاریف مربوط به ربات، بیان جنبه های تقسیم بندی ربات از دیدگاههای مختلف، بررسی پیشینه تحقیقات ارائه شده در زمینه های مختلف، شرح ویژگیهای طراحی از قبیل رفتار سینماتیکی شامل بدست آوردن 2 ربات و روشهای محاسبه آن، تکینگی 1 موقعیت، سرعت و شتاب هر نقطه از ربات، فضای کاری و روشهای محاسبه آن می باشد. 2-1 مقدمه ای بر رباتیک 1-2-1 ریشه واژه ربا ت لغت ربات در اکثر زبانهای دنیا با همین تلفظ دارای معنای واحدی میباشد. این لغت اولین بار در خلال سالهای 1920 تا 1930 در نمایشنامههایی با نام RUR 3 نوشته “کارل کاپک” نویسنده چکسلواکی بکار برده شد. در این نمایشنامه بازیگران نقش موجوداتی مصنوعی و کوچک شبیه انسان را بازی میکردند، که بطور مطلق تحت فرمان صاحب خود قرارداشته و دستوراتش را موبه مو اجرا میکردند. این موجودات 4 ربات نامیده میشدند که ریشه آن از لغت اسلاو به معنای “کارگر اجباری ” است.
براي دانلود متن كامل پايان نامه اينجا كليك كنيد
نظرات شما عزیزان:
تبادل لینک هوشمند