دانلود پایان نامه ارشد:بررسی سیستم های مکاترونیکی بکار رفته در ربات های امدادگر

متن کامل پایان نامه مقطع کارشناسی ارشد رشته :مهندسی برق

گرایش : الکترونیک

عنوان :  بررسی 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 :

بررسی 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 شود

(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)

تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :

فهرست مطالب 
عنوان مطالبشماره صفحه
  
چکیده12
مقدمه13
فصل اول : کلیات14
(1-1پیشگفتار15
(2-1 مقدمه ای بر انواع ربات ها16
(3-1 مقدمه ای بر ربات های امدادگر16
فصل دوم : ربات های امدادگر17
(1-2 انواع ربات های امدادگر18
(2-2 انواع محیط ها18
(3-2 وضعیت های مصدومین19
(4-2 علائم حیاتی و شناسه های مصدوم19
فصل سوم : ربات های امدادگر نیمه هوشمند20
(1-3 ربات های نیمه هوشمند21
(2-3 انواع سیستم های مکانیکی21
(3-3 انواع سیستم های حرکتی21
(1-3-3 سیستم های حرکتی با استفاده از چرخ های گرد22
(2-3-3 سیستم های حرکتی شنی22
(3-3-3 سیستم های حرکتی ترکیبی23
(4-3-3 سیستم های حرکتی عنکبوتی23
(5-3-3 سیستم های حرکتی متفاوت24
(4-3 انواع سیستم های بازو و انتقال قدرت24
(1-4-3 انواع بازو های انتقال قدرت24
(5-3 سیستم های الکترونیکی25
(1-5-3 سیستم ارتباط مخابراتی25
(2-5-3 سیستم کنترل و الکترونیکی ربات25
(3-5-3 سیستم های درایو موتور و ادوات مکانیکی25
(4-5-3 سیستم های درایو موتور و ادوات مکانیکی26
(5-5-3 سیستم های نقشه برداری و ناوبری29

 

 

فهرست مطالب 
عنوان مطالبشماره صفحه
  
فصل چهارم : ربات های امدادگر تمام هوشمند Autonomous30
(1-4 ربات های تمام هوشمند Autonomous31
(2-4 انواع سیستم های مکانیکی31
(3-4 سیستم های الکترونیکی31
(4-4 سیستم های هوشمند جستجو و الگوریتم های مربوطه32
(5-4 سیستم های موقعیت یابی( ( Localization32
(1-5-4 استفاده از Encoder در سیستم های Localization32
(2-5-4 استفاده از INS در سیستم های Localization36
(1-2-5-4 بررسی سخت افزار سنسور IMU بکار رفته در INS36
(2-2-5-4 بررسی سنسور شتاب سنج ADXL21036
(3-2-5-4 بررسی سنسور ژیروسکوپ ADXRS30037
(4-2-5-4 بررسی سنسور میدان مغناطیسی HMC105338
(5-2-5-4 سنسور اندازه گیری دما LM3539
(6-2-5-4 اندازه گیری خروجی سنسور های بکار رفته در IMU39
(7-2-5-4 مبدل آنالوگ به دیجیتال LTC186439
(8-2-5-4 مالتی پلکسر آنالوگ MAX461740
(9-2-5-4 تقویت کننده عملیاتی MCP604440
(10-2-5-4 مبدل دیجیتال به آنالوگ LTC166541
(11-2-5-4 مدار سنسور های بکار رفته در IMU41
(3-5-4 استفاده از Optical Flow در سیستم های Localization41
(1-3-5-4 روش Object-Based42
(2-3-5-4 روش Texture-Based47
(6-4 سیستم های Mapping47
(1-6-4 سیستم سونار برای Mapping48
(2-6-4 سیستم لیزر اسکنر برای Mapping49
(1-2-6-4 سیستم لیزر اسکنر سه بعدی RTS50
(7-4 الگوریتم های جستجو و کاوش51
(8-4 سنسور صدا52

 

 فهرست مطالب
عنوان مطالبشماره صفحه
  
فصل پنجم : نتیجه گیری و پیشنهادات55
خلاصه و نتیجه گیری56
منابع و مراجع57

 

 فهرست نمودار ها 
عنوان مطالبشماره صفحه
  
نمودار (10-3 نمودار به رفتن به یک موقعیت تعیین شده بصورت بهینه از نظر سرعت27
نمودار (12-3 نمودار گشتاور به سرعت موتور جریان مستقیم با ولتاژ کاری های متفاوت28
نمودار (7-4 نمودار نشان دهنده حساسیت و افست خروجی نسبت به حرارت در سنسور 
شتاب سنج ADXL21037
نمودار (8-4 نمودار نشان دهنده وضعیت دیوتی سایکل37
نمودار (13-4تغییر مقدار افست خروجی در مبدل آنالوگ به دیجیتال LTC186440
نمودار (14-4 تغییرات جریان مصرفی و CMRR و PSRR نسبت به دما در تقویت کننده 
عملیاتی MCP604440
نمودار (23-4 نمودار دقت نسبت به فاصله اندازه گیری در سنسور آلتراسونیک Polaroid48
نمودار (29-4 نمودار نشان دهنده میزان حساسیت میکروفن نمونه در فرکانس های متفاوت 
بصورت قطبی 53
نمودار (30-4 نمودار نشان دهنده پاسخ فرکانسی در میکروفن نمونه53

 

 فهرست شکل ها   
عنوان مطالبشماره صفحه 
    
شکل (1-2به ترتیب از سمت چپ به راست ربات های تیم چک , الکور , سدرا و تیم تایلند در  
مسابقات ربوکاپ لیسبوند 2004 18 
شکل (2-2به 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 است 19 
شکل (4-2بیان کننده انواع علائم حیاتی است که ربات باید آنها را تشخیص دهد 19 
شکل (1-3ربات دارای سیستم حرکتی چرخ گرد 22 
شکل (2-3ربات با سیستم حرکتی شنی 22 
شکل (3-3ربات با سیستم حرکتی ترکیبی 23 
شکل (4-3ربات با سیستم حرکتی عنکبوتی 23 
شکل (5-3ربات با سیستم حرکتی متفاوت 24 
شکل (6-3ربات سمت راست (ناجی (1 دارای سیستم بازو صاف و ربات سمت راست (ناجی (2 
دارای بازو مثلثی است 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 دارد34 
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 نحوه تاثیر شتاب دورانی بر خروجی سنسور ADXRS30037 
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 مغناطیسی38 
شکل (12-4 نمایی از مدار بکار گرفته شده جهت اندازه گیری خروجی سنسور مغناطیسی39 
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’s44 
شکل (17-4 بلوک دیاگرام مربوط به روش Spatio-Temporal Gradient44 
شکل (18-4 بلوک دیاگرام مربوط به روش Image Segmentation45 
شکل (19-4 بلوک دیاگرام مربوط به سیستم پیاده سازی شده برای تحقق سخت افزاری46 
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 شود46 
شکل (21-4 در سمت چپ تصاویری که دارای Motion Blur بوده نمایش داده شده و  
در سمت راست جهت آنها نمایش داده شده47 
شکل (22-4 در سمت راست سنسور آلتراسونیک ساخت شرکت Polaroid و در سمت چپ  
خروجی آن دیده می شود48 
شکل (24-4 لیزر اسکنر ساخت شرکت AccuRange بکار رفته در ربات های امداد گر50 
شکل(25-4 نقشه SLAM بدست آمده از ربات امداد گر تمام هوشمند50 
شکل (26-4 لیزر اسکنر سه بعدی ساخت شرکت RTS به همراه سیستم Tilt که  
آنرا حرکت داده و تصویر سه بعدی بدست آمده51 
شکل (27-4 خروجی لیزر اسکنر سه بعدی که بر حسب ارتفاع رنگ بندی شده است  
الگوریتم های جستجو و کاوش51 
شکل (28 -4 دیاگرام Voronoi که مسیر حرکت ربات را نشان می دهد52 
شکل (31-4 نمای داخلی میکروفن مغناطیسی54 
شکل (32-4 مدار پری آمپلی فایر بکار گرفته شده جهت تقویت سیگنال های  
الکتریکی میکروفن54 

 

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 بررسی 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 شد.

 

فصل اول : کلیات

 

(1-1  پیشگفتار

 

در این سمینار نوع خاصی از ربات ها یعنی ربـات هـای امـداد گـر (Rescue Robot) را بررسی 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 بررسی عمیق تـر یکـی از روش هـای بـه کـار رفتـه خـواهیم پرداخت .همچنین به بررسی 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 بررسی اجمالی ای در این سـمینار در مـورد آن خواهیم داشت .

 

(2-1  مقدمه ای بر انواع ربات ها

 

ربات ها در بسیاری از موارد 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 اشاره 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 شود 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 موارد 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 . از جمله 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 است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)

تعداد صفحه : 58

قیمت : چهارده هزار تومان

بلافاصله پس از پرداخت ، لینک دانلود پایان نامه به شما نشان داده می شود

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

پشتیبانی سایت :        09309714541 (فقط پیامک)        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.

--  -- --

مطالب مشابه را هم ببینید

فایل مورد نظر خودتان را پیدا نکردید ؟ نگران نباشید . این صفحه را نبندید ! سایت ما حاوی حجم عظیمی از پایان نامه های دانشگاهی است. مطالب مشابه را هم ببینید. برای یافتن فایل مورد نظر کافیست از قسمت جستجو استفاده کنید. یا از منوی بالای سایت رشته مورد نظر خود را انتخاب کنید و همه فایل های رشته خودتان را ببینید