فهرست مطالب:

 

روبـات مسیر یاب ربوحشره ۵

 

فصل اول : ۶

 

یک تاریخچة کوتاه ۶

 

اتوماتون و انیماترونیک.. ۷

 

ماشینهای تولید ۱۰

 

روباتهای افسانه‌ای.. ۱۱

 

روباتهای آینده : ۱۳

 

فصل دوم : ۱۴

 

مقدمه‌ای بر مکانیک.. ۱۴

 

مفاهیم اساسی مکانیک.. ۱۴

 

انرژی.. ۱۴

 

واحدهای اندازه گیری.. ۱۵

 

مکان : ۱۵

 

زمان :t 15

 

ثانیه: s. 15

 

طول :I. 16

 

جرم :m.. 16

 

کیلوگرم: kg. 16

 

قدرت ساختاری : ۲۰

 

مثلث و مربع. ۲۱

 

اهرم ۲۲

 

چرخ و گشتاور. ۲۲

 

قرقره ۲۳

 

چرخ دنده و زنجیر. ۲۴

 

مفصلهای پیچیده ۲۵

 

توپی : ۲۵

 

مفصل یونیور سال. ۲۵

 

مفصل فنری.. ۲۶

 

تغییر شکل حرکت.. ۲۶

 

مکانیزمهای با یک  نقطه اتصال. ۲۶

 

مکانیزمهای با دونقطة‌اتصال : ۲۷

 

مکانیزمهای با چنیدن نقطة‌اتصال. ۲۸

 

حرکت پیچیده تر. ۲۸

 

حرکت هارمونیک.. ۲۸

 

حرکت نوسانی محدود ۲۹

 

جعبه دنده ژنو. ۲۹

 

فصل سوم : ۳۱

 

مقدمه‌ای بر الکترونیک.. ۳۱

 

مفاهیم اساسی الکترونیک.. ۳۱

 

فلزات وغیر فلزات.. ۳۱

 

میدان الکترون مغناطیس.. ۳۲

 

واحد های اندازه گیری.. ۳۴

 

باتری و مولد ۳۷

 

سرعت الکتریسیته. ۳۷

 

مقاومت الکتریکی. ۳۸

 

قانون اهم ۳۸

 

مقاومت به عنوان یک عنصر الکترونیکی. ۳۹

 

شناسایی مقاومت.. ۳۹

 

حسگرهای مقاومتی. ۴۲

 

ظرفیت الکتریکی:خازن. ۴۲

 

جریان مستقیم / متناوب.. ۴۳

 

مدار الکتریکی. ۴۵

 

مولد الکتریکی – ژنراتور. ۴۵

 

سروو. ۴۵

 

فیلترهای RL.. 46

 

مدارهای مجتمع – IC.. 47

 

ساخت مدارهای الکترونیکی. ۴۷

 

نمونه اولیه. ۴۸

 

بوردهای مدار چاپی. ۴۹

 

برای تهیه بورد مدار چاپی: ۵۰

 

لحیم کاری.. ۵۱

 

وسایل لحیم کاری.. ۵۱

 

رعایت نکات ایمنی در لحیم کاری.. ۵۲

 

دستگاه تهویه لحیم کاری.. ۵۳

 

برای مونتاژ این دستگاه: ۵۳

 

لحیم کردن سیم به سیم ۵۳

 

لحیم کردن سیم به بورد مدار چاپی. ۵۴

 

مونتاژ عنکبوت مرده ۵۴

 

فصل چهارم : ۵۶

 

مقدمه‌ای بر کنترل. ۵۶

 

مفاهیم اساسی کنترل. ۵۶

 

کنترل غیر فعال. ۵۶

 

سیستمهای کنترل حلقة‌باز. ۵۷

 

بادامک.. ۵۷

 

کارت سوراخ دار. ۵۸

 

سیستمهای هوشمند ۵۹

 

کنترل انعکاسی. ۵۹

 

ترموستات.. ۶۰

 

کنترل PID موتور. ۶۰

 

رفتار سری.. ۶۲

 

رفتار چند لایه : ۶۲

 

رفتار منطقی. ۶۳

 

تشخیص الگو. ۶۳

 

منطق فازی : ۶۴

 

شبکه های عصبی. ۶۵

 

فصل پنجم ۶۷

 

مقدمه‌ای بر برنامه نویسی. ۶۷

 

کامپیوتر و برنامه نویسی. ۶۷

 

کامپیوتر و اعداد ۶۷

 

سیستم عدد نویسی باینری.. ۶۸

 

سیستم عدد نویسی هگزاد سیمال. ۶۹

 

تبدیل سیستمهای عدد نویسی. ۷۰

 

تبدیل اعداد دسیمال به باینری.. ۷۰

 

تبدیل اعداد دسیمال به هگزاد دسیمال. ۷۲

 

تبدیل اعداد باینری به هگزا دسیمال. ۷۲

 

تبدیل اعداد هگزا دسیمال به باینری.. ۷۳

 

محاسبات باینری.. ۷۳

 

جمع باینری.. ۷۴

 

تفریق باینری.. ۷۴

 

ضرب باینری.. ۷۴

 

تقسیم باینری.. ۷۵

 

محاسبات هگزادسیمال. ۷۶

 

جمع هگزادسیمال. ۷۶

 

ضرب هگزادسیمال. ۷۶

 

اعمال منطقی. ۷۷

 

عملگر NOT. 77

 

عملگر OR.. 77

 

عملگر AND.. 78

 

عملگر XOR.. 78

 

جدول آسکی. ۷۹

 

مبانی برنامه نویسی. ۷۹

 

دستورات کامپیوتری.. ۷۹

 

فلوچارت.. ۸۰

 

زبانهای برنامه نویسی. ۸۲

 

ارتباطات.. ۸۳

 

ارتباط از راه دور. ۸۳

 

کنترل سیمی. ۸۳

 

کنترل از راه دور. ۸۴

 

فصل ششم: ۸۵

 

ابزارها و مواد : یک کارگاه کوچک برپا کنیم ۸۵

 

ابزارها: ۸۵

 

وسایل تست.. ۸۷

 

مواد مصرفی. ۸۷

 

خلاصه. ۸۸

 

فصل هفتم : ۹۰

 

مغز متفکر روبات : ۹۰

 

آشنایی با میکروکنترلر PIC.. 90

 

میکروکنترلر PIC.. 90

 

میکروکنترلر PIC 16F84. 90

 

سخت افزار. ۹۱

 

مدار سخت افزاری میکروکنترلر PIC 16F84. 91

 

نرم افزار. ۹۲

 

کامپایلر Pic Basic Pro. 93

 

دستورات زبان  Pic Basic Pro. 94

 

رابط انتقال برنامه به میکروکنترلر PIC 16F84. 95

 

تست بورد اصلی PIC 16F84. 97

 

کامپایلرهای دیگر. ۹۸

 

فصل یازدهم: ۱۰۰

 

روبو حشره : ۱۰۰

 

پروژة بزرگ یک روبات شش پا ۱۰۰

 

حشرات.. ۱۰۰

 

نگاهی اجمالی به طرز کار روبوحشره ۱۰۱

 

بررسی مکانیزم حرکتی ربوحشره ۱۰۱

 

راه رفتن مثلثی. ۱۰۲

 

راه رفتن مثلثی اصلاح شده ۱۰۲

 

مکانیزم راه رفتن مثلثی اصلاح شده ۱۰۲

 

راه رفتن موجی. ۱۰۳

 

پروژة ربو حشره ۱۰۳

 

ساخت قسمتهای مکانیکی ربو حشره ۱۰۳

 

ساخت شاسی روبو حشره ۱۰۳

 

ساخت پایة اتصال سرووی پاهای میانی. ۱۰۴

 

اصلاح چهار شاخ سرووها ۱۰۵

 

ساخت پاهای روبوحشره : ۱۰۶

 

مونتاژ پاهای روبو حشره ۱۰۷

 

تنظیم سرووها ۱۰۸

 

اتصال پاهای جلو به سرووها ۱۰۸

 

اتصال پاهای عقب به شاسی. ۱۰۹

 

اتصال لینک پاهای جلو و عقب.. ۱۰۹

 

بورد اصلی میکروکنترلر روبو حشره ۱۱۰

 

بورد مدار چاپی روبو حشره ۱۱۱

 

بورد حسگر مادون قرمز. ۱۱۱

 

ساخت بورد مدار چاپی حسگر مادون قرمز. ۱۱۳

 

تنظیم بورد حسگر مادون قرمز. ۱۱۳

 

کالیبراسیون حسگر مادون قرمز با اسیلوسکوپ دیجیتال. ۱۱۴

 

کالیبراسیون حسگر مادون قرمز با مالتی متر دیجیتال. ۱۱۵

 

سیم بندی نهایی روبوحشره ۱۱۷

 

تست کالیبراسیون روبوحشره ۱۱۸

 

تست روبوحشره ۱۱۸

 

کالیبره کردن سرووها ۱۱۹

 

کالیبره کردن حسگرهای مادون قرمز. ۱۲۱

 

برنامه ریزی روبات : نرم افزار روبوحشره ۱۲۲

 

راه رفتن معمولی به جلو و عقب.. ۱۲۳

 

چرخش به چپ و راست.. ۱۲۵

 

روتین های راه رفتن و چرخیدن روبو حشره ۱۲۶

 

کنترل حسگرهای مادون قرمز. ۱۲۷

 

معماری رفتار – گرای استقرایی. ۱۲۹

 

اکتشافات محیط و عبور از موانع. ۱۲۹

 

هوشمندی بیشتر در جستجوی محیط و عبور از موانع. ۱۳۳

 

روبات دونده ۱۳۵

 

خلاصه: ۱۳۶

 

 

فصل اول :

يك تاريخچة كوتاه

 

شكل (1-1) تصويري تخيلي از روبات نمايشنامة «روباتهاي جهاني روسام »

در اسطوره هاي قوم يهود موجودي افسانه اي به نام گولوم وجود دارد .كه از گل ساخته شده،‌توسط نيرويي جادويي جان مي گيرد. هيولاي رعب انگيز داستان معروف دكتر فرانكشتين ( اثر مري شلي ) را نيز مي توان يك روبات دانست. مخلوق هولناكي كه از بخيه زدن قطعات بدن مرده هاي مختلف ساخته شده و با الكتريسيته روح حيات در آن دميده مي شود ( شكل 1-2)

 چيزي كه در همة اين داستانها مشترك است ، پاپان غم انگيز آنهاست: روبات ، گولوم يا هيولا سرانجام خالق خود را نابود مي كند. اين افسانه ها حيات مصنوعي معادل وحشت و دردسر است اين داستانها در واقع انسان را از پيشرفت بيش از حد منع ميكند. و نسبت به عواقب وخيم آن هشدار مي دهند. اما وحشت نكنيد ، روباتهايي كه ما مي سازيم فقط ماشينهاي هوشمندي هستند كه دستورات مارا به طور خودكار اجرا مي كنند.

 اما اجازه دهيد ببينيم ايدة‌موجود مصنوعي هوشمند از كجا آمده ، و انسانها در طول قرون واعصار چگونه آن را دنبال مي كنند .

شكل 

 

شكل 1-2- مخلوق ترسناك دكتر فرانكشتين، و گولوم

 

 

اتوماتون و انيماترونيك 

اتوماتون (Automaton) وسيله ايست كه مي تواند با اتكاء به نيروي خود حركت كند. از آنجائيكه مكانيزم جركت اتوماتون اغلب مخفي است و به چشم نمي آيد، براي افراد معمولي اين تصور پيش مي آيد كه اغلب موجوداتي خودمختار يا زنده هستند . با اينكه تعريف اتوماتيون براي اشياء ساده‌اي مانند ساعت هم صدق مي كند ، اما اين اصطلاح معمولاً براي توصيف دستگاه هايي كه ظاهر و حركات موجودات زنده را تقليد مي كنند بكار برده مي شود .

انسانها از همان اولين روزهاي خلقت دربارة‌بدن ( يا موجودات زندة ديگر) و طرز كار آن كنجكاو بوده اند ، و اين شفتگي باعث شده تا آرزوي خلق موجودي شبيه آن را در سر بپروانند . اولين اقدامات براي جان بخشيدن به مجسمه ها از يونان باستان شروع شد . آنها با استفاده از نيروي بخار آب و بكار گرفتن مكانيزم هاي ساده ، بخشهايي از بدن مجسمه ها را به حركت در مي آوردند. بعدها مكانيزمهاي پيچيده تري ساخته شد : مجسمه هايي كه راه مي رفتند ، پرنده هايي كه اواز مي خواندند ، آتشهايي كه خودبخود روشن مي شدند ، و مانند آنها . درايران ، مصر ، چين باستان نيز مداركي دال بر اختراعات مشابه بدست آمده است .

 اين روند با سقوط امپراتوريهاي يونان و روم ( وشروع عصر تاريكي ) دچار وقفه‌اي طولاني شد ، اما در دورة رنسانس اتوماتون نيز مانند ساير علوم و هنرها از پردة محاق خارج شد . داستانهاي جالبي از يك عقاب پرندة آهنين  كه در سالهاي دهة 1470 ميلادي به دست يوهان مولر ساخته شد، نقل شده است . در قرون چهاردهم و پانزدهم ميلادي اتوماتون بازي محبوب اشراف بود . لئوناردو داوينچي يك شير متحرك براي لويي دوازدهم (‌پادشاه فرانسه) ساخته بود ؛ شارل پنجم تعداد زيادي اسباب بازي مكانيكي داشت ، كه آنها را جيانلو دلاتور (دانشمند اهل كرمونا) برايش ساخته بود ، كريستين هويگنس (دانشمند هلندي ) نيز در دهة 1680 يك بازوي مكانيكي اختراع كرده بود .

 اولين اتوماتون شبه انساني (‌كه با آدمك android- معروف است ) در اوايل قرن شانزدهم ميلادي توسط هانس بالمن ساخته شد . از آن زمان به بعد آدمك ها در مركز توجه سازندگان اتوماتون قرار دارند . در قرون بعدي  آدمكهايي ساخته شدند كه ساز مي نواختند، نقاشي مي كردند، داستان مي نوشتند و حتي شطرنج بازي مي كردند ( يا حداقل تظاهر به بازي مي كردند )

قرن هيجدهم عصر طلايي اتوماتون بود ، و ماشينهاي بسيار ظريفي در اين سده ساخته شد. براي ساخت اين ماشينها اغلب از چرخ دنده هاي ظريف ساعت ها و استوانه هاي كنترلي استفاده مي شد . قلب ( يا بهتر است بگوئيم مغز ) اين ماشينها همان استوانة كنترلي بود كه روي آن صدها يا هزاران ميله يا بادامك (‌با اشكال پيچيده ) تعبيه مي شد. استوانة كنترلي نيروي حركتي خود را از يك فنر (‌شبيه فنر ساعت ) مي گرفت ، و بنوبة خود ( توسط بادامك ها ) اهرمها و ميله هاي ديگري را به حركت در مي‌ورد ؛ كه باعث حركات بسيار پيچيدة ماشين مي شد .

 معروفترين اتوماتون قرن هيجدهم آدمكي بود بنام تورك ، كه در سال 1770 توسط ولفگانگ فون كپلن ساخته شد . اين آدمك (‌توسط صاحب خود ، يوهان نپوماك مالزل )‌به سرتاسر اروپا و آمريكا سفر كرد و مردم را با بازي شطرنج خود متحير ساخت . مردم آن روزگار به اندازة‌كافي از مكانيزم داخلي اتوماتون ها اطلاع داشتند ، و ميدانستند كه يك وسيلة‌مكانيكي ( هر اندازه پيچيده ) نيم تواند فكر كند . اما تورك اين عقيده را به چالش كشيد . تورك با اغلب مشاهير آن روزگار (‌مانند ناپلئون ، چارلز بابيج و آدگارآلن پو) بازي كرد ، و اكثر آنها را هم برد . اما راز تورك بعدها بر ملا شد، و معلوم شد كه داخل اين ماشين ظريف جايي براي پنهان شدن يك انسان تعبيه شده بود، كه يك شطرنج باز قهار را در خود مخفي مي كرده است .

 اما تورك پيچيده ترين اتوماتون تاريخ نيست ، بلكه اين عنوان بي ترديد شايستة يك مرغابي مكانيكي است كه در سال 1738 توسط ژاك و كانسو اختراع شد . اين مرغابي شنا مي كرد، بال مي زد ، با منقار پرهايش را مي آراست ، آب مي خورد ، غذا مي خورد ، و حتي پس ماندة غذاي خودره شده را دفع ميكرد! تمامي اين حركات مستلزم هزاران قطعة متحرك مكانيكي بود كه در داخل بدن مرغابي و روي يك پاية‌بزرگ نصب مي شود . اما اتوماتون براي وكانسو فقط جنبة سرگرمي داشت . و دغدغة اصلي وي ماشينهاي خودكار بافندگي بود .، در سال 1743 ، و كانسو بازيچه‌هاي مكانيكي خود را فروخت و مديريت يك كارخانة دولتي ابريشم بافي در فرانسه را بر عهده گرفت . در اينجا بود كه وكانسو يك ماشين خودكار بافت نقوش بر جستة ابريشم اختراع كرد كه توسط كارتهاي سوراخ دار كار مي كرد .و . متأسفانه اين اختراع هوشمندانه در اثر عدوات بافندگان ديگر براي مدتها ناديده گرفته شد .

در سال 1804 جوزف ماري ژاكارد ابداع و كانسورا را با طرحهاي خود تكميل و افتخار اختراع ماشين بافندگي خودكار را به نام خود ثبت كرد . با اينكه ماشينهاي ژاكارد هم از مخالفت كينه توزانة صاحبان كارخانجات بافندگي معاصر وي مصون نماند ( و حتي در مواردي كار به سوزاندن كارخانجات بافندگي خودكار كشيد )، اما در نهايت اين ماشينها كارايي فوق العاده خود را به اثبات رسانده و راه انقلاب صنعتي را هموار كردند .

 در قرن نوزدهم و اوايل قرن بيستم ، همزمان با پيشرفت تكنيكهاي ساخت و توليد ، وسايل مكانيكي خودكار به ميان مردم راه يافتند كه از ميان آنها مي توان به ساعتهاي فانتزي ، اسباب بازيهاي مكانيكي پيچيده و اختراعات نو ظهور ديگر اشاره كرد. امروزه موتورهاي الكتريكي مينياتوري و وسايل كنترل الكتريكي جاي فنر و چرخ دنده را در اسباب بازيها گرفته است. اما همچنان مي توان اتوماتون هاي ظريف و خوش ساخت را به ( قيمتهاي مختلف ) در گوشه و كنار يافت .

بدون شك سهم بزرگي از اختراعات انقلاب صنعتي مديون كنجكاويهاي بازي گونة سازندگان اتومان در عصر رنسانس است . امروزه اتوماتون به هنر نيز راه يافته است . شركت معظم فيلمسازي والت ديسني در بسياري از آثار موفق خود از ماشينهاي پيچيده‌اي كه نقش بازيگران حرفه‌اي را ايفا مي كنند استفاده كرده است. اين ماشينهاي فوق العاده ظريف، كه انيماترونيك (Animatronik) ناميده مي شوند ، به كمك موتورهاي الكتريكي و ابزارهاي هيدروليك ( و كسي به جاي آنها حرف بزند ) باور حيات را بسادگي به افراد القاء ميكنند .

 

شما هم می توانید در مورد این فایل نظر دهید.