نویسنده: حمیدرضا رضایی ندامانی
موضوع: مهندسی برق، روباتیک
تعداد صفحات: ۱۴
فرمت: کتاب PDF
زبان: فارسی
تاریخ انتشار: ۲۰ اسفند ۱۳۸۸
کتاب مهندسی رباتیک - سنسورهای ربات
نویسنده: حمیدرضا رضایی ندامانی
موضوع: مهندسی برق، روباتیک
تعداد صفحات: ۱۴
فرمت: کتاب PDF
زبان: فارسی
تاریخ انتشار: ۲۰ اسفند ۱۳۸۸
تعداد صفحات : 23 صفحه -
قالب بندی : word
فهرست مطالب
1- مقدمه ......................................................................... 4
2- روبات چیست؟ ............................................................... 5
3- اهمیت روبات ها ............................................................. 6
4- هدف از ساخت روبات ها .................................................. 6
5- روباتیک چیست؟ ............................................................ 7
6- اجزاء یک سیستم روباتیک ............................................... 7
7- زیر سیستم های اصلی یک روبات ...................................... 8
8- انواع روبات ................................................................. 10
9- مزایای روبات ها ........................................................... 13
10- معایب روبات ها .......................................................... 13
11- روبات هوشمند ........................................................... 13
12- روباتیک و هوش مصنوعی ........................................... 14
13- روبات الگو ............................................................... 16
14- روش های مختلف تعامل روبات با محیط .......................... 17
15- سیر تحول در کنترل روبات ........................................... 18
17- گزارش روبات امدادگر ............................................... 19
مقدمه
براى مطالعه هوش مصنوعى، جالب و مفید، بودن این موجودیت هاى هوشمند
است. هوش مصنوعى محصولات مهم و مؤثر زیادى در مراحل اولیه توسعه اش تولید کرده است. اگر چه هیچ کس نمى تواند آینده را به طور مشخص پیش بینى کند، اما آشکار است که کامپیوتر هایى هوشمند همردیف با انسان، تأثیر بسزایى بر زندگى روزمره و همچنین برآینده خواهد داشت.
در سال ۱۹۵۴ میلادى، عصر روبات ها با ارائه اولین روبات آدم نما از طرف «جرج دوول» (George Devol) شروع شد.
امروزه، ۹۰ درصد روبات ها، روبات هاى صنعتى هستند، یعنى روبات هایى که در کارخانه ها، آزمایشگاه ها، انبارها، نیروگاه ها، بیمارستان ها، و بخش هاى مشابه به کار گرفته مى شوند. در سال هاى قبل، بیشتر روبات هاى صنعتى در کارخانه هاى خودروسازى به کارگرفته مى شدند، ولى امروزه تنها حدود نیمى از روبات هاى موجود در دنیا در کارخانه هاى خودروسازى به کار گرفته مى شوند. مصارف روبات ها در همه ابعاد زندگى انسان به سرعت در حال گسترش است تا کارهاى سخت و خطرناک را به جاى انسان انجام دهند. براى مثال امروزه براى بررسى وضعیت داخلى راکتورها از روبات استفاده مى شود تا تشعشعات رادیواکتیو به انسان ها صدمه نزند. بعدها روبات هاى صنعتى زیادى ساخته شدند و انجمن صنایع روباتیک این تعریف را براى روبات صنعتى ارائه کرد :
« روبات صنعتى یک وسیله چند کاره و با قابلیت برنامه ریزى چند باره است که براى جابه جایى قطعات، مواد، ابزارها با وسایل خاص به وسیله حرکات برنامه ریزى شده، براى انجام کارهاى مختلف استفاده مى شود. »
انگلبرگر شرکت unimate را برگرفته از universal Automation براى تولید روبات پایه گذارى کرد. نخستین روبات هاى این شرکت در کارخانه جنرال موتورز (General Motors) براى انجام کارهاى دشوار در خودروسازى به کار گرفته شد. انگلبرگر را «پدر روباتیک» نامیده اند.
در سال ۱۹۶۲ میلادی شرکت خودروسازى جنرال موتورز نخستین روبات Unimate را در خط مونتاژ خود به کار گرفت.
روبات ها روز به روز هوشمندتر مى شوند تا هر چه بیشتر در کارهاى سخت و پر خطر به یارى انسان ها بیایند.
اکنون اولین روبات انسان نماى خاورمیانه در دانشگاه صنعتى شریف در حال طراحى و ساخت مى باشد.
روبات چیست ؟
روبات یک ماشین الکترومکانیکى هوشمند است که مى توان آن را بارها برنامه ریزى کرد. چندکاره و کارآمد و مناسب براى محیط است. می تواند 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 روبات 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 روبات الکترومکانیکی برای این کار استفاده کرد و یا برای جوشکاری و سایر کارهای دشوار کارخانجات هم همینطور، و یا روبات هایی که برای اکتشاف در سایر سیارات به کار می روند هم از انواع روبات هایی هستند که در جاهایی که حضور انسان غیرممکن است استفاده می شوند.
موسسه بین المللی استاندارد روبات را بصورت زیر تعریف کرده است:
روبات وسیله ای است که :
اهمیت روبات ها:
امروزه روبات ها در انجام بسیاری از کارها به کمک انسان آمده و در برخی کارها نیز جایگزین آدمی گشته اند از جمله:
هدف از ساخت روبات چیست ؟
هدف از ساخت روبات ، ایمن تر، سریع تر، دقیق تر و بهینه تر انجام دادن اموری است که برای انسان ها در درازمدت قابل انجام و یا غیر قابل انجام می باشد که آن امور با صرف هزینه، نیرو و خطرات بیشتر همراه است .
روباتیک چیست ؟
علم مطالعه روبات ها را روباتیک می نامند.
تعریف جامع تر این علم را می توان بصورت زیر نیز بازگو نمود:
«روباتیک عبارت است از ارتباط هوشمندانه بین ادراک و عمل»
علم روباتیک از سه شاخه اصلی تشکیل شده است:
اگریک روبات را به یک انسان تشبیه کنیم، بخش هایی مربوط به ظاهر فیزیکی انسان را متخصصان مکانیک می سازند، مغز روبات را متخصصان الکترونیک توسط مدارای پیچیده الکترونیک طراحی کرده و می سازند و کارشناسان نرم افزار قوه تفکر را به وسیله برنامه های کامپیوتری برای روبات شبیه سازی می کنند تا در موقعیتهای خاص، فعالیت مناسب را انجام دهد.
قوانین روباتیک مطرح شده از سوى آسیموف:
۱. روبات ها نباید هیچ گاه به انسان ها صدمه بزنند،
۲. روبات ها باید دستورات انسان ها را بدون سرپیچى از قانون اول اجرا کنند.
اجزاء یک سیستم روباتیک :
زیر سیستم های اصلی یک روبات:
Sensory processing
Interpretation
Information Processing
Sensor
Real Data
World
(Environment)
Process
Think
Decision
Control
Low Level
Controllers
Information Command
Concepts
Actuators
Real world (Environment )
بخش اول : Sensor (سنسور) :
سنسور یک المان الکتریکی می باشد که اطلاعات را از محیط اطراف دریافت کرده و آن را به بخش پردازش ارسال می کند.
بخش دوم : Information processing (پردازش اطلاعات):
در این بخش اطلاعاتی که توسط سنسورها از محیط دریافت شده پردازش می شود تا با استفاده از آن ها روبات کاری را انجام دهد.
بخش سوم : Process and Decision (پردازش و تصمیم گیری):
این بخش اوج هوشمندی (Intelligence ) و یادگیری (Learning ) روبات می باشد و درواقع حافظه روبات است. قسمتی از پردازش در این بخش برای هدایت (Navigation ) روبات بوده و دستورات و فرامین لازم برای عمل کردن درست و به موقع روبات از این بخش به قسمت مکانیکی (حرکتی ،Locomotion ) روبات ارسال می شود، به همین منظور با بخش های قبلی در ارتباط است.
بخش چهارم : Low Level Controllers :
در اینجا روبات کنترل می کند که چگونه به هدف برسد در واقع این کار ذهنی انجام می گیرد .
بخش پنجم : Actuators (عملگر):
دراین بخش عملگرها قرار دارند که عمل مناسب را با توجه به آنچه که سنسورها دریافت کرده اند انجام می دهند، ممکن است به صورت چرخ، بازو و ... باشند.
تعداد صفحات : 45 صفحه -
قالب بندی : word
پیشگفتار:
هدف این مقاله بررسی علم رباتیک و آشنایی با دانش و فناوری وابسته به ابزارهای مکانیکی کنترل شونده به وسیله رایانه میباشد چون بعضی ها بدین باورند که ربات ها حتماً ماشین های سیار انسان نما هستند که تقریباً قابلیت انجام هر کاری را دارند.
انتظار می رود مطالب این مقاله برای خواننده ای که آشنایی مقدماتی با ربوتیک و یا اصلاً آشنایی ندارد به سادگی قابل فهم باشد.
به منظور آشنایی خوانده به ربوکاپ نیز مطالبی در این مورد در پایان بیان نموده ایم.
چکیده:
رباتیک دانش وابسته به ابزارهای مکانیکی کنتزل شونده به وسیله رایانه میباشد. در اینجا ما شما را با انواع ربات ها از قبیل ساده و پیچیده و ربات هایی که دارای حسگر هستند آشنا می کنیم و خواهیم گفت که ربات ها توسط ریزپردازشگرها و ریزکنترل گرها کنترل می شوند. همچنین ویژگی های یک روبات را مطالعه می کنیم.
حرکت در ربات ها مسئله قابل توجهی است و ربات ها را می توان مکرراً برنامه ریزی کرد و چند کاره می باشند و کارآمد و مناسب برای محیط اند. در آخر شما را با تاریخچه Robocup آشنا خواهیم نمود.g
مقدمه:
روباتیک:
روباتیک (یا روبوتیک) دانش و فناوری وابسته به ابزارهای مکانیکی کنترل شونده به وسیله رایانه میباشد. برای نمونه ماشین های خودکار روباتیک عموماً در خطوط مونتاژ خودروها مشاهده می گردند.
بر خلاف تصور افسانه ای عمومی از رباتها به عنوان ماشینهای سیار انسان نما که تقریباً قابلیت انجام هر کاری را دارند، بیشتر دستگاههای روباتیک در مکانهای ثابتی در کارخانه ها بسته شده اند و در فرایند ساخت با کمک کامپیوتر، اعمال قابلیت انعطاف، ولی محدودی را انجام می دهند چنین دستگاهی حداقل شامل یک کامپیوتر برای نظارت بر اعمال و عملکردها و اسباب انجام دهنده عمل مورد نظر، میباشد. علاوه بر این، ممکن است حسگرها و تجهیزات جانبی یا ابزاری را که فرمان داشته باشد بعضی از رباتها، ماشینهای مکانیکی نسبتاً ساده ای هستند که کارهای اختصاصی مانند جوشکاری یا رنگ افشانی را انجام می دهند، که سایر سیستم های پیچیده تر که به طور همزمان چند کار انجام می دهند، از دستگاههای حسی، برای جمع آوری اطلاعات مورد نیاز برای کنترل کارشان نیاز دارند. حسگرهای یک ربات ممکن است بازخورد حسی ارائه دهند، طوریکه بتوانند اجسام را برداشته و بدون آسیب زدن، در جای مناسب قرار دهند. ربات دیگری ممکن است دارای نوعی دید باشد، که عیوب کالاهای ساخته شده را تشخیص دهد. بعضی از رباتهای مورد استفاده در ساخت مدارهای الکترونیکی، پس از مکان یابی دیداری علامتهای تثبیت مکان بر روی برد، می توانند اجزا بسیار کوچکی را در جای مناسب قرار دهند. ساده ترین شکل رباتهای سیار، برای رساندن نامه در ساختمانهای اداری یا جمع آوری و رساندن قطعات در ساخت، روباتها همانند کامپیوترها قابلیت برنامه ریزی دارند. بسته به نوع برنامه ای که شما به آنها میدهید. کارها و حرکات مختلفی را انجام می دهند. رشته دانشگاهی نیز تحت عنوان روباتیک وجود دارد که به مسایلی از قبیل 1-حسگرها 2-مدارات 3-بازخوردها 4-پردازش اطلاعات 5-بسط و توسعه روباتها می پردازد. روباتها انواع مختلفی دارند از قبیل روباتهای شمشیرباز، دنبال کننده خط، کشتی گیر، فوتبالیست و روباتهای خیلی ریز تحت عنوان ریز روباتها، روباتهای پرنده و غیره نیز وجود دارند. روباتها برای انجام کارهای سخت و دشواری که بعضی مواقع انسانها از انجام آنها عاجز یا انجام آنها برای انسان خطرناک هستند. مثل روباتهایی که در نیروگاه های هسته ای وجود دارند استفاده می شوند.
کاری که روباتها انجام می دهند، توسط ریزپردازشگرها و ریزکنترل گرها کنترل میشود. با تسلط در برنامه نویسی این دو می توانید دقیقاً همان کاری را که انتظار دارید روبات انجام دهد.
روباتهایی انسان نما نیز ساخته شده اند. آنها قادرند اعمالی شبیه انسان را انجام دهند. حتی بعضی از آنها همانند انسان دارای احساسات نیز هستند. بعضی از آنها شکلهای خیلی ساده ای دارند. آنها دارای چرخ یا بازویی هستند که تسط ریزپردازشگرها و ریزکنترل گرها کنترل می شوند. در واقع ریزکنترل گر و ریز پردازنده به مانند مغز انسان در روبات کار میکند. برخی از روباتها مانند انسانها و جانوران خون گرم در برخورد و رویارویی با حوادث مختلف به صورت هوشمند از خود واکنش نشان می دهند. یک نمونه از این روباتها روبات مامور است.
لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه54
بخشی از فهرست مطالب
تاریخچه تحولات حوزه رباتیک
قوانین سهگانه رباتیک:
رباتیک علمی است که با هدف راحتی انسان و افزایش وقت مفید او به وجود آمده است . متاسفانه در کشور ما آن طور که شایسته است شناخته نشده است .
وقتی حرف از روبات می شود همه به فکر یه چیزی می افتند که دست و پاه داره و یه سری کار انجام می دهد، باید بگم که امروزه کار کرد های روبات فرا تر از این چیز هاست
امروزه در دنیای نانو تکنولوژی مثل ساخت آی سی های بسیار کوچک که میلیونها المان الکترونیکی رو در خود جای دادن از روبات استفاده می شه, دنیای روبات که تلفیقی از الکترونیک, مکانیک, نرم افزار, سخت افزار می باشه روز به روز در حال گسترش و تکامله. در این مقاله سعی می کنیم مبانی علم رباتیک و وضعیت رباتیک در ایران وجهان و کاربرد علم رباتیک را بررسی کنیم . بدین منظور ابتدا تاریخچه و تعریف مختصری از ربات ارائه می نماییم . سپس به و ضعیت رباتیک در کشور های صنعتی می پردازیم و سرانجام و ضعیت ایران را بررسی می نماییم و برای بهبود آن راهکاری را مشخص می نمایییم .
در گذشته کشورهای استعمارگر برای افزایش سرمایه وپیشرفت خود به کشور های ضعیف حمله می کردند و با تصرف کشور قربانی ، مردم آنجا را به عنوان برده به خدمت می گرفتند و از آنها به عنوان نیروی کار رایگان بهره می بردند و آنها را در مزارع کارخانه ها آشپزخانه ها و… به کار می گرفتند . اما این برده ها چند عیب بزرگ داشتند . مهمترین عیب آن اسارت یک انسان و ظلم به او بود و دیگر عیب آن خستگی برده ها بود . برده ها نمی توانستند ۲۴ ساعت شبانه روز کار کنند . باید به آن ها وقت استراحت می دادند . دیگر عیب آن ها این بود که ارباب باید آن ها را مداوم کنترل می کرد . در آن زمان آرزوی اربابان این بود که برده ای غیر انسانی داشته باشند که بتواند ۲۴ ساعته کارکند و دچار خستگی نشود و نیاز به کنترل مداوم نداشته باشد . با توجه به علم آن زمان این رویایی بیش نبود و فقط در تئاتر به نمایش در می آمد و به این برده های آسمانی (( ربات )) می گفتند
کتاب Robotics for Electronics Manufacturing
Principles and Applications in Cleanroom Automation
نویسنده : KARL MATHIA
تعداد صفحه : 252
فهرست :
Preface page xi
1 Industrial robotics 1
1.1 History of industrial robotics 1
1.2 The global robotics industry 2
1.3 Applications and operational stock by region 5
1.4 Socioeconomic impact 6
1.5 Definitions, standards, and terminology 7
1.6 Applicable and related standards 11
2 Cleanroom robotics 12
2.1 Manufacturing in cleanroom environments 12
2.2 Semiconductor manufacturing 14
2.3 Flat panel display manufacturing 20
2.4 Substrate-handling robots 23
2.5 Applicable and related standards 28
3 Design of atmospheric robots 30
3.1 Clean materials 30
3.2 Prevention of electrostatic charge 37
3.3 Surface finishes for cleanroom robotics 43
3.4 Clean drive trains 48
3.5 Arm compliance 53
3.6 End-effectors 60
3.7 Robot assembly and handling 62
3.8 Applicable and related standards 70
4 Design of vacuum robots 73
4.1 Robotics challenges in vacuum environments 73
4.2 What is vacuum? 74
4.3 Static vacuum barrier 76
4.4 Dynamic vacuum barrier 79
4.5 Clean drive trains 92
4.6 External and internal leaks 99
4.7 Materials and surface finishes 104
4.8 Assembly and installation of vacuum robots 115
4.9 Applicable and related standards 120
5 Kinematics 124
5.1 Joint space, operational space, and workspace 124
5.2 Kinematic robot structures 126
5.3 Mathematical foundations 129
5.4 Forward kinematics 134
5.5 Inverse kinematics 149
5.6 Commercial substrate-handling robots 150
5.7 Applicable and related standards 153
6 Dynamics and control 154
6.1 Manipulator dynamics 154
6.2 Robot motion control 162
6.3 Networked, decentralized robot control 172
6.4 Applicable and related standards 177
7 Test and characterization 179
7.1 Airborne particle contamination 179
7.2 Surface particle contamination 182
7.3 Positioning accuracy and repeatability 186
7.4 Path accuracy and repeatability 199
7.5 Vibration analysis 206
7.6 Mechanical axis decoupling 212
7.7 Applicable and related standards 218
Appendix A SI units and conversion tables 220
Appendix B Standards organizations 223
Appendix C Standard temperature and pressure (STP) 225
References 226
Index