عنوان :  مطالعه سیستم های مکاترونیکی بکار رفته در ربات های امدادگر

دانشگاه آزاد اسلامی

واحد تهران جنوب دانشکده تحصیلات تکمیلی

سمینار برای دریافت درجه کارشناسی ارشد “M.Sc” مهندسی برق الکترونیک

عنوان :

مطالعه سیستم های مکاترونیکی بکار رفته در ربات های امدادگر

استاد راهنما :

دکتر پورمینا

دی ماه 1385

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

فهرست مطالب  
عنوان مطالب شماره صفحه
   
چکیده 12
مقدمه 13
فصل اول : کلیات 14
(1-1پیشگفتار 15
(2-1 مقدمه ای بر انواع ربات ها 16
(3-1 مقدمه ای بر ربات های امدادگر 16
فصل دوم : ربات های امدادگر 17
(1-2 انواع ربات های امدادگر 18
(2-2 انواع محیط ها 18
(3-2 وضعیت های مصدومین 19
(4-2 علائم حیاتی و شناسه های مصدوم 19
فصل سوم : ربات های امدادگر نیمه هوشمند 20
(1-3 ربات های نیمه هوشمند 21
(2-3 انواع سیستم های مکانیکی 21
(3-3 انواع سیستم های حرکتی 21
(1-3-3 سیستم های حرکتی با بهره گیری از چرخ های گرد 22
(2-3-3 سیستم های حرکتی شنی 22
(3-3-3 سیستم های حرکتی ترکیبی 23
(4-3-3 سیستم های حرکتی عنکبوتی 23
(5-3-3 سیستم های حرکتی متفاوت 24
(4-3 انواع سیستم های بازو و انتقال قدرت 24
(1-4-3 انواع بازو های انتقال قدرت 24
(5-3 سیستم های الکترونیکی 25
(1-5-3 سیستم ارتباط مخابراتی 25
(2-5-3 سیستم کنترل و الکترونیکی ربات 25
(3-5-3 سیستم های درایو موتور و ادوات مکانیکی 25
(4-5-3 سیستم های درایو موتور و ادوات مکانیکی 26
(5-5-3 سیستم های نقشه برداری و ناوبری 29

 
 

فهرست مطالب  
عنوان مطالب شماره صفحه
   
فصل چهارم : ربات های امدادگر تمام هوشمند Autonomous 30
(1-4 ربات های تمام هوشمند Autonomous 31
(2-4 انواع سیستم های مکانیکی 31
(3-4 سیستم های الکترونیکی 31
(4-4 سیستم های هوشمند جستجو و الگوریتم های مربوطه 32
(5-4 سیستم های موقعیت یابی( ( Localization 32
(1-5-4 بهره گیری از Encoder در سیستم های Localization 32
(2-5-4 بهره گیری از INS در سیستم های Localization 36
(1-2-5-4 مطالعه سخت افزار سنسور IMU بکار رفته در INS 36
(2-2-5-4 مطالعه سنسور شتاب سنج ADXL210 36
(3-2-5-4 مطالعه سنسور ژیروسکوپ ADXRS300 37
(4-2-5-4 مطالعه سنسور میدان مغناطیسی HMC1053 38
(5-2-5-4 سنسور اندازه گیری دما LM35 39
(6-2-5-4 اندازه گیری خروجی سنسور های بکار رفته در IMU 39
(7-2-5-4 مبدل آنالوگ به دیجیتال LTC1864 39
(8-2-5-4 مالتی پلکسر آنالوگ MAX4617 40
(9-2-5-4 تقویت کننده عملیاتی MCP6044 40
(10-2-5-4 مبدل دیجیتال به آنالوگ LTC1665 41
(11-2-5-4 مدار سنسور های بکار رفته در IMU 41
(3-5-4 بهره گیری از Optical Flow در سیستم های Localization 41
(1-3-5-4 روش Object-Based 42
(2-3-5-4 روش Texture-Based 47
(6-4 سیستم های Mapping 47
(1-6-4 سیستم سونار برای Mapping 48
(2-6-4 سیستم لیزر اسکنر برای Mapping 49
(1-2-6-4 سیستم لیزر اسکنر سه بعدی RTS 50
(7-4 الگوریتم های جستجو و کاوش 51
(8-4 سنسور صدا 52

 

  فهرست مطالب
عنوان مطالب شماره صفحه
   
فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات 55
اختصار و نتیجه گیری 56
منابع و مراجع 57

 

  فهرست نمودار ها  
عنوان مطالب شماره صفحه
   
نمودار (10-3 نمودار به رفتن به یک موقعیت تعیین شده بصورت بهینه از نظر سرعت 27
نمودار (12-3 نمودار گشتاور به سرعت موتور جریان مستقیم با ولتاژ کاری های متفاوت 28
نمودار (7-4 نمودار نشان دهنده حساسیت و افست خروجی نسبت به حرارت در سنسور  
شتاب سنج ADXL210 37
نمودار (8-4 نمودار نشان دهنده وضعیت دیوتی سایکل 37
نمودار (13-4 تغییر مقدار افست خروجی در مبدل آنالوگ به دیجیتال LTC1864 40
نمودار (14-4 تغییرات جریان مصرفی و CMRR و PSRR نسبت به دما در تقویت کننده  
عملیاتی MCP6044 40
نمودار (23-4 نمودار دقت نسبت به فاصله اندازه گیری در سنسور آلتراسونیک Polaroid 48
نمودار (29-4 نمودار نشان دهنده اندازه حساسیت میکروفن نمونه در فرکانس های متفاوت  
بصورت قطبی   53
نمودار (30-4 نمودار نشان دهنده پاسخ فرکانسی در میکروفن نمونه 53

 

  فهرست شکل ها      
عنوان مطالب شماره صفحه  
       
شکل (1-2 به ترتیب از سمت چپ به راست ربات های تیم چک , الکور , سدرا و تیم تایلند در    
مسابقات ربوکاپ لیسبوند 2004   18  
شکل (2-2 به ترتیب از سمت چپ به راست زمین ربات های امدادگر نیمه هوشمند , نیمه    
هوشمند و تمام هوشمند   18  
شکل (3-2 از سمت چپ مصدوم رویت شده در واقع مخفی , مصدوم زیر آوار پوشانده شده و    
مصدوم در آوار گیر کرده می باشد   19  
شکل (4-2 اظهار کننده انواع علائم حیاتی می باشد که ربات بایستی آنها را تشخیص دهد   19  
شکل (1-3 ربات دارای سیستم حرکتی چرخ گرد   22  
شکل (2-3 ربات با سیستم حرکتی شنی   22  
شکل (3-3 ربات با سیستم حرکتی ترکیبی   23  
شکل (4-3 ربات با سیستم حرکتی عنکبوتی   23  
شکل (5-3 ربات با سیستم حرکتی متفاوت   24  
شکل (6-3 ربات سمت راست (ناجی (1 دارای سیستم بازو صاف و ربات سمت راست (ناجی (2  
دارای بازو مثلثی می باشد   24  
شکل (7-3 بلوک دیاگرام مربوط به سیستم کنترل حلقه بسته موقعیت   26  
شکل (8-3 بلوک دیاگرام مربوط به سیستم کنترل حلقه بسته سرعت   26  
شکل (9-3 بلوک دیاگرام مربوط به سیستم کنترل حلقه بسته سرعت و موقعیت   27  
شکل (11-3 نمایی از ساختار داخلی یک موتور جریان مستقیم جاروبک دار   28  
شکل (1-4 شمایی از یک انکدر افزایشی به همراه سیگنال های خروجی   33  
شکل (2-4 نمودار مربوط به خروجی سیگنال های انکدر افزایشی   33  
شکل (3-4 شمایی از صفحه داخلی بکار گرفته شده در انکدر مطلق   34  
شکل (4-4 شمایی از انکر افزایشی از نوع مغناطیسی که بصورت مطلق نیز کاربرد دارد 34  
شکل (5-4 نمایی از اجزای داخلی سازنده موتور جریان مستقیم   35  
شکل (6-4 تصویر یک سنسور IMU   36  
شکل (9-4 شکل نشان دهنده چگونگی تاثیر شتاب دورانی بر خروجی سنسور ADXRS300 37  
شکل (10-4 مدار داخلی سنسور میدان مغناطیسی HMC1053   38  
شکل (11-4 نمایی از مدار بکار گرفته شده جهت انجام ست و ریست سنسور مغناطیسی 38  
شکل (12-4 نمایی از مدار بکار گرفته شده جهت اندازه گیری خروجی سنسور مغناطیسی 39  
شکل (15-4 نمایش مشکل ایجاد شده در اثر بودن یک معادله و دو مجهول برای   43  
Optical Flow    

 
فهرست شکل ها
 
عنوان مطالب                                                                                          شماره صفحه
 

شکل (16-4 بلوک دیاگرام مربوط به روش Horn and Schunk’s 44  
شکل (17-4 بلوک دیاگرام مربوط به روش Spatio-Temporal Gradient 44  
شکل (18-4 بلوک دیاگرام مربوط به روش Image Segmentation 45  
شکل (19-4 بلوک دیاگرام مربوط به سیستم پیاده سازی شده برای شکل گیری سخت افزاری 46  
Optical Flow  
شکل (20-4 در بالا فریم های متوالی با حرکت یک خط عمودی به سمت راست و    
در پایین نقشه سوزنی آن حرکت دیده می گردد 46  
شکل (21-4 در سمت چپ تصاویری که دارای Motion Blur بوده نمایش داده شده و    
در سمت راست جهت آنها نمایش داده شده 47  
شکل (22-4 در سمت راست سنسور آلتراسونیک ساخت شرکت Polaroid و در سمت چپ    
خروجی آن دیده می گردد 48  
شکل (24-4 لیزر اسکنر ساخت شرکت AccuRange بکار رفته در ربات های امداد گر 50  
شکل(25-4 نقشه SLAM بدست آمده از ربات امداد گر تمام هوشمند 50  
شکل (26-4 لیزر اسکنر سه بعدی ساخت شرکت RTS به همراه سیستم Tilt که    
آنرا حرکت داده و تصویر سه بعدی بدست آمده 51  
شکل (27-4 خروجی لیزر اسکنر سه بعدی که بر حسب ارتفاع رنگ بندی شده می باشد    
الگوریتم های جستجو و کاوش 51  
شکل (28 -4 دیاگرام Voronoi که مسیر حرکت ربات را نشان می دهد 52  
شکل (31-4 نمای داخلی میکروفن مغناطیسی 54  
شکل (32-4 مدار پری آمپلی فایر بکار گرفته شده جهت تقویت سیگنال های    
الکتریکی میکروفن 54  
این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   پایان نامه کارشناسی ارشد رشته مهندسی برق : نهان نگاری دیجیتال

 
چکیده
در ایــن ســمینار بــه بررســـی انــواع سیســتم هــای مکـــاترونیکی بکــار گرفتــه شـــده در ربـــات هـــای امـــدادگر پـــرداختیم. از جملـــه سیســـتم هـــای حرکتـــی و بـــازو هـــای مکـــاترونیکی بکـــار رگفتـــه شـــده در ربـــات هـــای امـــدادگر کـــه جهـــت انجـــام عملیـــات خــاص بکــار گرفتــه مــی شــده انــد. همچنــین انــواع سیســتم هــای مکــانیکی حرکتــی نیــز مــورد بررســی قــرار گرفــت. در نهایــت سیســتم هــای الگترونیکــی و کنترلــی ایــن گونــه از ربــات هــا نیــز مــورد بررســی قــرار گرفــت. از جملــه سیســتم هــای مــورد بررســی قــرار گرفتــه مــی تــوان سیســتم هــای تــامین انــرژی مخــابراتی و سیســتم هــای کنترلــی را مــی تــوان اشــاره کــرد. همچنــین در مــورد سیســتم هــای مکــان یــابی و نقشــه ســازی بررســی انجــام گرفــت و در خصــوص سیســتم هــای مکــان یــابی بــا اســتفاده از نــاوبری اینرسی و بکار گیری پردازش تصویر جهت مکان یابی نیز مطالعه انجام گرفت.
 
 
مقدمه
 
در ایــن ســمینار ربــات هــای امــدادگر مــورد بررســی قــرار گرفتنــد. ایــن ربــات هــا از نــوع ربــات هــای متحــرک بــوده و در آینــده ای نزدیــک در صــوانح مــی تواننــد کــاربرد بســیار زیــادی داشــته باشــند. در فصــل اول ابتــدا انــواع ربــات هــا مــورد بررســی قــرار گرفتنــد و در نهایــت ربــات هــای امــداد گــر نیــز تعریــف شــده و انــواع ایــن ربــات هــا نیــز مــورد بررســی قــرار گرفتنــد. ســپس در فصــل دوم انــواع ایــن ربــات هــا بــا جزئیــات بیشــتر بررســی شــده و بــه محــیط مســابقات بــرای ایــن ربــات هــا نیــز اشــاره شــده و انــواع مصــدم هــایی کــه در ایــن مســابقات جهــت امتحــان کــردن و رقابــت کــردن بــین انــواع سیســتم هــای ایــن نــوع ربــات هــا نیــز مــورد بررســی قــرار گرفــت. پــس ار زآن در فصــل ســوم ربــات هــای نیمــه هوشــمند مــورد بررســی قــرار گرفتــه و انــواع سیســتم هــای حرکتــی مکــانیکی و الکترونیکــی و کنترلــی ایــن ربــات هــا مــورد بررســی قــرار گرفتــه اســت و در انتهــا در فصــل چهــارم بررســی بــر روی ربــات هــای تمــام هوشــمند انجــام گرفــت. کــه در ایــن بررســی سیســتم هــای بســیار پیچیــده کنترلــی و مکــان یــابی و نقشــه ســازی بکــار گرفتــه شــده در ایــن ربــات مــورد ارزیــابی قــرار گرفــت. همچنــین در انتهــا انــواع سیستم های حسگر و سنسوری این سیستم ها مورد بری قرا ردادعه گردید.
 
فصل اول : کلیات
 
(1-1  پیشگفتار
 
در این سمینار نوع خاصی از ربات ها یعنی ربـات هـای امـداد گـر (Rescue Robot) را مطالعه کرده و به انواع آنها از نظر ساختار های مکاترونیکی (الکترونیکی و مکـانیکی) اشـاره کـرده و آنها را مورد نقد قرار خواهیم داد سپس در مورد انواع سیستم های بکار رفتـه جهـت موقعیـت یـابی ربات (Localization) پرداخته و به مطالعه عمیق تـر یکـی از روش هـای بـه کـار رفتـه خـواهیم پرداخت .همچنین به مطالعه سخت افزاری سنسور IMU خواهیم پرداخت و پس از آن به بررسـی یکی از جدید ترین روش ها یعنی Optical Flow خواهیم پرداخت که از نظر پیـاده سـازی دارای گسترده بسیار زیادی بوده و کاربرد بسیار زیادی در Mobile Robot ها خواهد داشت .
 
از نظر سخت افزاری نیز به دلیل حجم گسترده پردازش و نیاز شدید به سرعت بالا مسـتلزم سـخت افزار مناسب و الگوریتم های بهینه ای می باشد که مطالعه اجمالی ای در این سـمینار در مـورد آن خواهیم داشت .
 
(2-1  مقدمه ای بر انواع ربات ها
 
ربات ها در بسیاری از موردها در حال گسترش بوده و جای بشر را در بسیاری از زمینه ها در حال جایگزین شدن و بدست گرفتن امور می باشند . زیرا دارای خواصی می باشند که می توان به بعضی از آنها به صورت زیر تصریح نمود :
 
-1 ربات ها توانایی کار کردن در محیط ها خطرناک را دارا می باشند .
 
-2 ربات ها قادر به کار کردن به مدت بسیار زیاد و محیط های دشوار هستند . -3 ربات ها نیاز چندانی به استراحت ندارند .
 
-4 ربات ها قادر به تشخیص و واکنش دقیق توسط سنسور های خود می باشند .
 
بطور کلی می توان ربات ها را به دو دسته مهم که مربوط به موضوع این سمینار می گردد به صورت زیر تقسیم بندی نمود :
 
-1 ربات های ثابت از نظر جابجایی
-2 ربات های متحرک (Mobile Robot)
 
ربات امداد گر جزو دسته دوم یعنی Mobile Robot می باشد و قادر به حرکت بوده می تواند بر حسب کاربرد هوشمند یا نیمه هوشمند باشد و در موردها مورد نیاز در صـحنه هـای مختلـف مانند آواره ها و خرابه ها به امداد و نجات آدمی کمک مناسب را انجام دهند .
(3-1  مقدمه ای بر ربات های امدادگر
 
 

  • ربات های امداد گر دارای قابلیت های مکانیکی و الکترونیکی منحصر به فردی می باشـند . مانند توانایی هـای مکـانیکی قابلیـت هـای عبـور از موانـع پلـه هـا و سـطوح شـیب دار می باشد . از نظر الکترونیکی نیز دارای سیستم های کنترلـی ، تـامین انـرژی ، مخـابرات ، تشخیص مصدوم و مکان یابی همراه نقشه سازی می باشند که در کنار یکدیگر به سیسـتم های مکاترونیکی معروف هستند .

 

  • سیستم های مکاترونیکی دارای تنوع زیادی از نظر ساختار و کار آیی مـی باشـند و همـواره در حال تکامل و بهینه شدن می باشند که مسابقات ربوکاپ زمینـه خـوبی بـرای پیشـرفت این طرح ها می باشد.

(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
تعداد صفحه : 58
قیمت : چهارده هزار تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

پشتیبانی سایت :               serderehi@gmail.com

در صورتی که مشکلی با پرداخت آنلاین دارید می توانید مبلغ مورد نظر برای هر فایل را کارت به کارت کرده و فایل درخواستی و اطلاعات واریز را به ایمیل ما ارسال کنید تا فایل را از طریق ایمیل دریافت کنید.

***  *** ***

دسته‌ها: مهندسی برق