mohamad.s
05-01-2011, 10:36 PM
خلاصه اي از ساختار رباتها
http://img.tebyan.net/big/1387/02/23420583802017118410038105321672045812755.jpg
ريشه واژه ربات
لغت ربات در اکثر زبان‌هاي دنيا با همين تلفظ داراي معناي واحدي مي‌باشد. اين لغت اولين‌بار در خلال سال‌هاي 1920 تا 1930 در نمايشنامه‌اي با نام "RUR (Rossmuse Universal Robot)" نوشته "کارل کاپک" نويسنده چک‌اسلواکي به‌‌کار برده شد. در اين نمايشنامه بازيگران نقش موجوداتي مصنوعي و کوچک شبيه انسان را بازي مي‌کردند، که به‌طور مطلق تحت فرمان صاحب خود قرار داشته و دستوراتش را مو‌به‌مو اجرا مي‌کردند. اين موجودات ربات ناميده مي‌شدند که ريشه آن از لغت اسلاو (يعني اسلواکي‌يايي!) Robota به معناي "کارگر اجباري" است.
قوانين ربوتيک
در سال 1940،Issac Assimov سه قانون Roobtics را به شرح زير تبيين کرد:
1. يک ربات موجودي است که نبايد به انسان آزار برساند و اجازه ندهد به چيزي ضرر برسد.
2. بايد از انسان اطاعت کند، مگر اين که با قانون اول مغايرت داشته باشد.
3. بايد خودش را در برابر خطر و ضرر محافظت نمايد، مگر اين‌که با قانون اول و دوم مغايرت داشته باشد.
دسته‌بندي رباتها
رباتها در سطوح مختلف داراي دو خاصيت "تنوع در عملکرد" و "قابليت تطبيق خودکار با محيط" (automated adapting)
مي‌باشند. بر اساس اين دو خاصيت دسته‌بندي رباتها انجام مي‌گيرد.
دسته‌بندي اتحاديه ربات‌هاي ژاپني(jira) به شرح زير است:
1. وسيله‌اي که توسط دست کنترل مي‌شود.
2. ربات براي کارهاي متوالي بدون تغيير
3. ربات براي کارهاي متوالي متغير
4. ربات مقلد
5. ربات کنترل
6. ربات باهوش
که در دسته‌بندي موسسه رباتيک آمريکا(RIA)، فقط ماشين‌هاي دسته 3 تا 6، ربات محسوب مي‌شوند.
ساختار عمومي يک ربات
يک ربات به‌طور معمول حداقل شامل 5 بخش متفاوت ولي مرتبط مي‌باشد:
سيستم مکانيکي مفصل شده(Articulated Mechanical system):
اين سيستم متشکل از بازوها، مچ‌ها، اتصالات و عوامل نهايي مکانيکي بوده که در يک مجموعه به هم پيوسته و مرتبط جمع شده‌اند.
تحريک‌کننده‌ها(Actuators ):
اين بخش توان لازم را تحت يک سري شرايط کنترل شده و دقيق، براي سيستم مکانيکي مفصل شده(AMS) فراهم مي‌کند.
اين توان از انواع الکتريکي، هيدروليکي و يا نيوماتيکي مي‌باشد.
ابزارها و سيستم‌هاي انتقال(Transmission system ):
اين مجموعه Actuators را به AMS اتصال مي‌دهد. بدين طريق توان فراهم شده توسط تحريک‌کننده‌ها به بخش مکانيکي منتقل شده و به‌گونه‌اي مجزا امکان حرکت را براي هر مفصل فراهم مي‌آورد. تسمه‌هاي دنده‌دار و چرخ‌دنده‌ها از اين نوعند.
حسگر‌ها(sensor):
سنسور‌ها قطعاتي هستند متشکل از ابزارهاي لامسه‌اي الکتريکي يا نوري که در کنار ساير عناصر الکترونيکي ايفاي نقش مي‌کنند. وظيفه اين المان‌ها کسب اطلاعاتي از موقعيت مفاصل ربات و شرايط محيطي مانند نور و گرما و هدف‌هاي موجود در محيط مي‌باشد.
مغز ربات(CPU):
اين بخش به‌عنوان محلي براي دستور گرفتن و تصميم‌گيري ربات مي‌باشد. به‌عبارت ديگر، وظيفه پردازش اطلاعات دريافتي از سنسور‌ها بر عهده اين بخش است که اين وظيفه توسط برنامه‌هاي موجود در حافظه کامپيوتر به انجام مي‌رسد. بخش نرم‌افزار هم مربوط به اين قسمت است.
http://img.tebyan.net/big/1387/02/1471201688519918499136688321818611694136.jpg
رنامه‌نويسي در ربات
برنامه نويسي در ربات به دو صورت Online و Offline انجام مي‌شود.
برنامه‌نويسي Online که امروزه به عنوان معمول‌ترين روش در به‌کارگيري ربات‌هاي صنعتي استفاده مي شود، اپراتور حرکت‌هاي مورد نظر را به ربات آموزش مي‌دهد، به‌گونه‌اي که ربات بعدا مي‌تواند بدون کمک و به‌طور خودکار همان کار‌ها را تکرار کند. اين نوع از برنامه‌نويسي به دو صورت انجام مي‌شود: 1- آموزش دستي 2- آموزش از طريق هدايت.
در روش دستي با کمک يک جعبه کنترلي، ربات را به نقاط مورد نظر هدايت کرده و مختصات آن‌ها در حافظه کامپيوتري ربات ثبت مي‌شود و به اين ترتيب براي دفعات بسيار قابل تکرار است. در روش هدايت، عامل نهايي را با دست در مسير دلخواه حرکت داده و وضعيت پيوسته هر يک از محورها در حافظ ربات ثبت مي‌شود.
اما در مورد برنامه‌نويسي Offline که به برنامه‌نويسي سطح بالا موسوم است، اين نکته اهميت دارد که وقتي انجام کارهاي پيچيده مورد نظر است و يا سرعت واکنش ربات به وقايع خارجي اهميت دارد، بايد از زبان هاي "کنترل‌کننده" رباتها استفاده کرد. در اين زبان‌ها علاوه بر وجود دستورات معمولي از قبيل کنترل حلقه و يا عبارات شرطي، دستوراتي براي حرکت و جابه‌جايي رباتها هم در نظر گرفته شده است. اين نوع برنامه‌نويسي امکان ارتباط آسان‌تر با ربات را فراهم مي‌آورد.
http://img.tebyan.net/big/1387/02/23420583802017118410038105321672045812755.jpg
ريشه واژه ربات
لغت ربات در اکثر زبان‌هاي دنيا با همين تلفظ داراي معناي واحدي مي‌باشد. اين لغت اولين‌بار در خلال سال‌هاي 1920 تا 1930 در نمايشنامه‌اي با نام "RUR (Rossmuse Universal Robot)" نوشته "کارل کاپک" نويسنده چک‌اسلواکي به‌‌کار برده شد. در اين نمايشنامه بازيگران نقش موجوداتي مصنوعي و کوچک شبيه انسان را بازي مي‌کردند، که به‌طور مطلق تحت فرمان صاحب خود قرار داشته و دستوراتش را مو‌به‌مو اجرا مي‌کردند. اين موجودات ربات ناميده مي‌شدند که ريشه آن از لغت اسلاو (يعني اسلواکي‌يايي!) Robota به معناي "کارگر اجباري" است.
قوانين ربوتيک
در سال 1940،Issac Assimov سه قانون Roobtics را به شرح زير تبيين کرد:
1. يک ربات موجودي است که نبايد به انسان آزار برساند و اجازه ندهد به چيزي ضرر برسد.
2. بايد از انسان اطاعت کند، مگر اين که با قانون اول مغايرت داشته باشد.
3. بايد خودش را در برابر خطر و ضرر محافظت نمايد، مگر اين‌که با قانون اول و دوم مغايرت داشته باشد.
دسته‌بندي رباتها
رباتها در سطوح مختلف داراي دو خاصيت "تنوع در عملکرد" و "قابليت تطبيق خودکار با محيط" (automated adapting)
مي‌باشند. بر اساس اين دو خاصيت دسته‌بندي رباتها انجام مي‌گيرد.
دسته‌بندي اتحاديه ربات‌هاي ژاپني(jira) به شرح زير است:
1. وسيله‌اي که توسط دست کنترل مي‌شود.
2. ربات براي کارهاي متوالي بدون تغيير
3. ربات براي کارهاي متوالي متغير
4. ربات مقلد
5. ربات کنترل
6. ربات باهوش
که در دسته‌بندي موسسه رباتيک آمريکا(RIA)، فقط ماشين‌هاي دسته 3 تا 6، ربات محسوب مي‌شوند.
ساختار عمومي يک ربات
يک ربات به‌طور معمول حداقل شامل 5 بخش متفاوت ولي مرتبط مي‌باشد:
سيستم مکانيکي مفصل شده(Articulated Mechanical system):
اين سيستم متشکل از بازوها، مچ‌ها، اتصالات و عوامل نهايي مکانيکي بوده که در يک مجموعه به هم پيوسته و مرتبط جمع شده‌اند.
تحريک‌کننده‌ها(Actuators ):
اين بخش توان لازم را تحت يک سري شرايط کنترل شده و دقيق، براي سيستم مکانيکي مفصل شده(AMS) فراهم مي‌کند.
اين توان از انواع الکتريکي، هيدروليکي و يا نيوماتيکي مي‌باشد.
ابزارها و سيستم‌هاي انتقال(Transmission system ):
اين مجموعه Actuators را به AMS اتصال مي‌دهد. بدين طريق توان فراهم شده توسط تحريک‌کننده‌ها به بخش مکانيکي منتقل شده و به‌گونه‌اي مجزا امکان حرکت را براي هر مفصل فراهم مي‌آورد. تسمه‌هاي دنده‌دار و چرخ‌دنده‌ها از اين نوعند.
حسگر‌ها(sensor):
سنسور‌ها قطعاتي هستند متشکل از ابزارهاي لامسه‌اي الکتريکي يا نوري که در کنار ساير عناصر الکترونيکي ايفاي نقش مي‌کنند. وظيفه اين المان‌ها کسب اطلاعاتي از موقعيت مفاصل ربات و شرايط محيطي مانند نور و گرما و هدف‌هاي موجود در محيط مي‌باشد.
مغز ربات(CPU):
اين بخش به‌عنوان محلي براي دستور گرفتن و تصميم‌گيري ربات مي‌باشد. به‌عبارت ديگر، وظيفه پردازش اطلاعات دريافتي از سنسور‌ها بر عهده اين بخش است که اين وظيفه توسط برنامه‌هاي موجود در حافظه کامپيوتر به انجام مي‌رسد. بخش نرم‌افزار هم مربوط به اين قسمت است.
http://img.tebyan.net/big/1387/02/1471201688519918499136688321818611694136.jpg
رنامه‌نويسي در ربات
برنامه نويسي در ربات به دو صورت Online و Offline انجام مي‌شود.
برنامه‌نويسي Online که امروزه به عنوان معمول‌ترين روش در به‌کارگيري ربات‌هاي صنعتي استفاده مي شود، اپراتور حرکت‌هاي مورد نظر را به ربات آموزش مي‌دهد، به‌گونه‌اي که ربات بعدا مي‌تواند بدون کمک و به‌طور خودکار همان کار‌ها را تکرار کند. اين نوع از برنامه‌نويسي به دو صورت انجام مي‌شود: 1- آموزش دستي 2- آموزش از طريق هدايت.
در روش دستي با کمک يک جعبه کنترلي، ربات را به نقاط مورد نظر هدايت کرده و مختصات آن‌ها در حافظه کامپيوتري ربات ثبت مي‌شود و به اين ترتيب براي دفعات بسيار قابل تکرار است. در روش هدايت، عامل نهايي را با دست در مسير دلخواه حرکت داده و وضعيت پيوسته هر يک از محورها در حافظ ربات ثبت مي‌شود.
اما در مورد برنامه‌نويسي Offline که به برنامه‌نويسي سطح بالا موسوم است، اين نکته اهميت دارد که وقتي انجام کارهاي پيچيده مورد نظر است و يا سرعت واکنش ربات به وقايع خارجي اهميت دارد، بايد از زبان هاي "کنترل‌کننده" رباتها استفاده کرد. در اين زبان‌ها علاوه بر وجود دستورات معمولي از قبيل کنترل حلقه و يا عبارات شرطي، دستوراتي براي حرکت و جابه‌جايي رباتها هم در نظر گرفته شده است. اين نوع برنامه‌نويسي امکان ارتباط آسان‌تر با ربات را فراهم مي‌آورد.