فهرست مطالب

چکیده…………………………………………………………………. 1

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل اول-مقدمه

با توجه به اینکه این پروژه در زمینه رباتیک است بهتر است در ابتدا به معرفی ربات و کاربردهاي امروزي آن بپردازیم. متأسفانه براي ربات تعریف استاندارد شده اي وجود ندارد و در حقیقت هر منبعی ربات را مطابق با زمینه اي که در آن بکار رفته است تعریف می کند. اما شاید بتوان ربات را به صورت یک ساختار مکانیکی هوشمند که به طور مستقل می تواند کار
کند تعریف کرد. هوشم ندي در اینجا بدین مفهوم است که ربات کارها را به صورت تکراري و از پیش تعیین شده انجام نمی دهد. البته این روند بر خلاف ایده استفاده شده در خودکارسازي 1 کارخانه ها و خطوط تولید است. اکنون بعد از آشنایی با تعریف ربات با زمینه هاي کار برد آن در جهان امروز آشنا می شویم. به زبان ساده، رباتها در هر زمینه اي که بتوان
درباره آن فکر کرد قابلیت استفاده دارند. اما اگر بخواهیم به طور دقیقتر به این سوال پاسخ بدهیم می توان به موارد ذیل اشاره مواردي که انسان مواجه با یک خطر جدي است مانند کشف مین مواردي که استفاده از نیر وي انسانی مقرون به صرفه یا ممکن نیست و موجب نتایج غیر بهینه می شود مانند فضانوردي و یا عبور از مسیرهاي تنگ و ناشناخته جهت انجام اموري که نیاز به دقت بسیار بالا دارند که از حد توان نیروي انسانی خارج است مانند جوشکاریهاي بسیار ظریف استفاده از رباتها در زمینه هاي بسیار متفاوت رویکردي است که از چندي پیش بسیار مورد توجه قرار گرفته است و با توجه به نیازهاي روزافزون بشر و پیشرفتهاي علم رباتیک انتظار می رود عملیات و نقشهاي پر اهمیت تر و گسترده تري نیز به وسیله رباتها انجام گیر د از جمله زمینه هایی که امروزه رباتها در آن کاربرد دارند می توان مواردي همچون صنایع خودروسازي، پزشکی و عملیات جراحی، ارتش و عملیات نظامی، عملیات امداد و نجات در محیطهاي حادثه دیده و همچنین مسیر یابی و … را ذکر نمود. عملیات مسیریابی ممکن است در یک محیط ناشناخته و تودرتو مانند ماز 2 صورت گیرد. موش هوشمند ربات خودکار و کنترل شده ایست که قادر است مسیر خود را درون یک ماز ناشناخته پیدا کند و به هدف خانه است که شامل تعدادي دیوار * دست یابد. ماز در اصطلاح عمومی یک جدول می باشد و هدف، رسیدن از یکی از خانه هاي گوشه جدول به خانه وسط و یا خانه ا ي در گوشه دیگر جدول می باشد.
رباتها به دلیل قابلیتها و ویژگیهاي خاص خود در بسیاري از موارد می توانند به عنوان نیروي جایگزین و یا حداقل به عنوان دستیار نیروهاي انسانی جهت تسهیل در انجام کارهاي مختلف مفید واقع شوند و موش هوشمند نیز از این قائده مستثنی نمی باشد Maze

1-1 کلیات و معرفی پروژه………………………………………….. 2
هدف پروژه و بخشهاي نسخه حاضر2-…………………………..1 3

[ فصل دوم- تاریخچۀ رباتهاي موش هوشمند و ماز [

دالانهایی تاریک، تودرتو و پیچ در پیچ با دیوارهایی بلند یاد شده است که هیچ فردي بعد از وارد شدن و یا زندانی شدن در آن دالان ها نمی توانست دوباره راه خروج را بیابد در بعضی دیگر از این افسانه ها گفته شده که هیولاهایی گاونما با بدنی نیمه انسان در آن دالانها رها شده بودند و از گ وشت افراد سرگردان در هزارتو تغذیه می کردند با این وصف یک نمونه از این افسانه ها را به اجمال بیان می کنیم در اواسط قرن سیزدهم (ق .م) به یک سلطان بزرگ کرتی برمیخوریم که روایات یونانی از او به عنوان مینوس نام برده و قصه هاي ترسناك بسیار درباره او آورده اند. پوسیدون، خداي دریا به خاطر بدکاریهاي مینوس از وي رنجید و کاري کرد که یکی از همسران مینوس بچه اي نیمه گاو و نیمه انسان به دنیا بیاورد. مینوس از گاو بچه مخوف، که مینوتاوروس خوانده شد، به هراس افتاد و به دایدالوس فرمان داد که سمجه [هزارتو] یا زندانی پرچموخم بسازد. دایدالوس
عمارت معروف به لابیرنت را ساخت. مینوس هیولاي نوزاد را در آن محبوس کرد و فقط براي جلوگیري از طغیان او، مقرر داشت که گاه گاه آدمی را نزد هیولا بیفکنند،
دایدالوس هنرمندي بود آتنی، همپایه لئوناردو. چون از مهارت برادرزادهاش به رشک افتاد، در یک لحظه خشم، او را کشت و مادام العمر از یونان تبعید شد. در دربار مینوس پناه یافت و او را با اختراعات و ابداعات ماشینی خود به شگفت انداخت. پس، هنرمند و مهندس بزرگ شاه کرت گشت. مینوس طی جریانی از دست دایدالوس خشمگین شد و دایدالوس و پسرش ایکاروس را در لابیرنت محبوس کرد. دایدالوس، براي خود و ایکاروس، از موم بالهایی. ساخت، و به مدد آنها از بالاي دیوارهاي زندان گریختد.
ماز، راه هاي پر پیچ و خمی است که فقط یکی از آنها به مقصد میرسد و بقیه یا بن بست هستند یا به بی راهه میروند. مازها دنیاي وسیعی دارند. مصریان باستان، اولین کسانی بودند که ماز ساختند.البته نه براي رساندن قورباغه به آبگیر و نه براي سرگرمی، بلکه براي حفاظت از ثروت پادشاهانی که از دنیا رفته اند. آنها اعتقاد داشتند که باید تمام ثروت شاهان را براي زندگی پس از مرگشان با جسد همراه کنند. از طرفی میترسیدند که این ثروت فراوان به سرقت برود .به همین دلیل، گنجینهها را در راهروهاي پیچ در پیچ مازهاي داخل اهرام پنهان میکردند.

انواع ماز و حرکت در آنها:………………………………………….. 10
مازهاي حیرت آور 10 و مازهاي آشوبنا ك 1…………………….1 12
3-3مراحل مسیر یابی و نقش ربات موش هوشمند…………… 12

فصل چهارم- قابلیتهاي ربات موش هوشمند و پیاده سازي آنها

مناسب و طبیعت دیجیتال خروجی خود محبوبترین نوع حسگر می باشند. این حسگرها خود شامل دو گروه حسگرهاي نوري مطلق و حسگرهاي نوري افزایشی می باشند. دسته اول براي سرعتهاي پایین مناسبند و داراي این مزیت هسنتد که با از دست رفتن توان در سیستم اطلاعات آنها بی ارزش نمی گردد و دسته دوم براي سرعتهاي بالا مناسبند اما با از دست رفتن توان در سیستم اطلاعات آنها فاقد ارزش خواهد بود.
تکنیک مسافت سنجی روشی نسبتا مناسب، ساده و کم هزینه بر اي تعیین موقعیت در رباتهاي متحرك است اما داراي مشکل عمده اي است و آن اینکه به دلیل انتگرالگیري از مقادیر، بروز خطاي جزئی در تعیین جهت ربات (مثلا لیز خوردن لحظه اي یکی از چرخهاي ربات) می تواند منجر به بروز خطایی بی کران در تعیین موقعیت ربات توسط این روش گردد.
تکنیک راهبري اینرسی:
با توجه به مشکلات و محدودیتهاي استفاده از تکنیک مسافت سنجی استفاده از
تکنیکی که قادر به جبران این محدودیتها باشد ضروري به نظر می رسد. یک راه حل مناسب براي اینکار استفاده از روش راهبري اینرسی است و راه حل دیگر می تواند استفاده از حسگرهاي داپلر باشد.

در این تکنیک ربات با استفاده از شتاب سنجهاي ویژه اي، شتاب حرکت خود در راستاي هر سه محور مختصات را اندازه گیري کرده، سپس با دو بار انتگرالگیري از این مقادیر میزان تغییرات موقعیت خود را نسبت به موقعیت پیشین محاسبه می نماید. براي استفاده از این روش ربات نیاز به دو دسته حسگر خواهد داشت:
1)حسگرهاي تعیین جهت 21 : این حسگرهاي شامل انواع ژیروسکوپ (مکانیکی، نوري و پیزو الکتریک) و قطب نما می باشند که از بین آنها ژیروسکوپهاي نوري بدلیل قیمت و دقت مناسب همچنین بی نیاز بودن از سرویسهاي دوره اي، کاربرد بیشتري در مسائل مرتبط با رباتیک دارند
2)حسگرهاي میزان شتاب حرکت 22 : این حسگرها براي تعیین شتاب حرکت در هر یک از سه راستاي محورهاي مختصات به کار می روند.
. روشهاي تعیین موقعیت مطلق2-1-4
در این دسته از تکنیکها ربات می تواند موقیعیت مطلق خود را به کمک محاسبه
موقعیت خود نسبت به اشیاء معینی در محیط اطراف خود که موقعیت از پیش تعیین شده اي دارند بدست می آورد .
از جمله این روشها می توان موارد زیر را نام برد
)روش نشانگر هاي 23 فعال1
روش تشخیص علائم مصنوعی 2
)روش تشخیص علائم طبیعی

. روشهاي تعیین موقعیت نسبی1-1-………………………….4 14
تکنیک راهبري اینرسی:…………………………………………. 16
. روشهاي تعیین موقعیت مطلق2-1-4………………………… 16
تکنیک تشخیص علائم (مصنوعی یا طبیعی)…………………. 17
تشخیص موانع2-3 ……………………………………………….18
حسگرهاي متکی به لیزر: در این بخش، محصولات …………20
4-4 طراحی مسیر 28 حرکت در ماز……………………….. 21
خودمختاري 29………………………………………………… 22

فصل پنجم- طرح کلی ربات

هر یک از اجزاء براي این طرح میباشد. بدین منظور طرح کلی ربات به پنج زیربخش شامل واحد کنترل و پردازش، حسگرها، عملگرها و نرم افزار کنترلی ربات تقسیم شده است و هر یک از این زیربخشها به طور جداگانه بررسی شده اند.
[ 1-5- واحد کنترل و پردازش [ ۵
ATMEGA پردازنده در نظر گرفته شده براي این ربات، میکروکنترلر قدرتمند – ٨
ایالات متحده می باشد. موارد ذیل دلایل Atmel محصول کمپانی AVR ١۶ از اصلی اتنخاب این پردازنده به عنوان واحد کنترل ربات موش هوشمند می باشند:
30 بهبود یافته استفاده می کند. دستورها در RISC -1 میکروکنترل انتخاب شده از یک ساختار این میکروکنترل به گونه اي طراحی شده است که حجم برنامه کم RISC شود، حتی اگر برنامه به زبان اسمبلی نوشته شده باشد. ساختار
با دستورهاي فراوان در این میکروکنترلها باعث کم شدن حجم برنامه و بالا رفتن ، می شود. AVR سرعت اجرای آن در ارتباط هستند که سبب ALU فراوان با حدود 32 رجیستر عمومی است که همه آنها با قابل دسترسی باشد. این CLOCK میشود دو رجیستر مستقل در یک دستور به طول یک31 می شود. CISC ساختار منجر به بهینه سازي کد و ده برابر سریعتر شدن آن نسبت به در این میکروکنترل باعث کاهش نیاز به افزودن اجزاي خارجی میشود. I/O -2 ساختار بهینه
درون تراشه می باشد. SPI و UART ، -3 داراي اسیلاتور داخلی، تایمردرونی هستند. PULL-UP -4 این میکروکنترل داراي مقاوتمقایسه کننده و آنالوگ، تایمر و قابلیت مدولاسیون عرض پالس ،A/D -5 داراي مبدل هستند.برخوردار است.high density و non-volatile -6 از تکنولوژي حافظهدر این میکروکنترل، قابلیت برنامه ریزي شدن در داخل EEPROM و Flash -7. مدار را دارند.( ISD) حافظهاز دو روش در داخل مدار برنامه ریزي می گردد: Flash -6 حافظه
.SPI و از طریق رابط سریال non-volatile -7 توسط یک پروگرامر حافظه

Boot . که بر روي تراشه موجود است Boot Program -8 به وسیله اجراياستفاده Flash می تواند از هر مدار واسطی براي ریختن برنامه بر روي حافظه کند.-9 ساختار این میکروکنترل به گونه اي طراحی شده است که هم براي زبان اسمبلی و هم براي زبان هاي سطح بالا مفید باشد. لذا می توان از زبان هاي سطح بالایی هم استفاده کرد.Basic و C مثل
5-1-1-ساختار پردازنده ربات
این بخش به توصیف کل ساختار میکروکنترل می پردازد. مهمترین عملکرد پردازنده اطمینان برقرارکردن از صحت انجام برنامه است و بنابراین می بایست توانایی دسترسی به حافظه، انجام محاسبات، کنترل وسایل جانبی و اداره وقفه ها را داشته باشد.

[ 1-5- واحد کنترل و پردازش [ ۵……………………………….. 22
5-1-1-ساختار پردازنده ربات ………………………………………24
Reset -2-1-5 کنترل وقفه ها و…………………………………. 25
زمان پاسخ به وقفه-3-1-……………………………………….5 26
و تنظیمات آن Clock سیستم -4-1-5…………………………. 28
Counter/Timer اسیلاتور-5-1-5……………………………….. 29
مدیریت توان و مدهاي خواب 32-6-1-5………………………… 30
کاهش مصرف توان -7-1-5……………………………………… 33
عملگرها 3-5………………………………………………………..35
نرم افزار کنترلی ربات 4-5………………………………………. 36
علائم 362-2-6 …………………………………………………. 39
3-6 منابع تغذیه………………………………………………… 39
4-6 ساختار 37 مکانیکی ربات………………………………. 39

برای دانلود رایگان قسمت های بیشتراز فایل به انتهای مطلب مراجعه کنید

فصل هفتم – نرم افزار.

در بخشهاي اول تا سوم نرم افزار ربات پروژه از دید نرم افزاري توضیح داده میشود و امکانات ربات موجود و نیاز مندیهاي خواسته شده ذکر می گردد. در بخش چهارم مروري بر برخی نرم افزارها و محیط هاي برنامه نویسی ربات انجام شده است. در بخش هاي پنجم و ششم پس از انتخاب جزئیات نرم افزاري و توضیحاتی راجع به زبان برنامه نویسی مورد استفاده، معرفی الگوریتم هاي مسیر یابی و یک نمونه الگوریتم حل ماز که در برخی ربات هاي موش هوشمند کاربرد دارد به طور کامل معرفی شده است.در بخش هفتم الگوریتم ساده اي که توسط گروه براي حرکت ربات در ماز ساخته شده انتخاب کردند و آن را به کمک زبان برنامه نویسی در ربات پیاده سازي نموده ، اند

تعریف مسئله -:١ -١-٧
طبق تعریف پروژه، هدف طراحی یک ماشین اسباب بازي با قابلیت عملکرد خودکاربا هوشمندي نسبی است که در یک ماز یا اصطلاحا هزارتو با هدف مسیر یابی جهت خروج از طرف دیگر ماز ساخته می شود و سعی می کند که با هوش خود، پیچیدگی هاي موجود در ماز را طی نماید.

مشخص کردن نیازمندیهاي خاص – ٢-١-٧
ربات به صورت خودکار عمل کند. •
تا حد ممکن در کوتاه ترین زمان به هدف برسد. •
اطلاعات کوتاه ترین مسیر براي رسیدن به هدف را در صورت •
امکان در خود ذخیره نماید.
امکانات ربات موجود: – ٣-١-٧
نحوه حرکت: ربات امکان حرکت به جلو، عقب،چرخش به سمت راست یا چپ را دارد.تغذیه: توسط دو مجموعه باتري براي منطق مدار و موتورها انجام می شود •بنابراین محدودیت زمانی متناظر با توان باتري موتور ها می باشد که در حدود یک ساعت می باشد.حسگرها: حسگرهاي نهایی اي که روي ربات نصب شده شامل 4 حسگر •برخورد، 2 حسگر مادون قرمز می باشد..می باشد که به بررسی کاملتر آن ATMEGA٨-١۶PI پردازنده: مدل •
پرداخته می شود.
تحقیق و طراحی: – ۴-١-٧
این پروژه به طور کلی به دو بخش نرم افزار و سخت افزار تقسیم بندي شده است. بخش سخت افزار شامل انتخاب نوع قطعات مورد استفاده و طراحی و ساخت مدارات و اتصالات است که در فصول قبلی جزئیات کامل آن ذکر شده است. البته در مواقعی که لازم است به دلایل انتخاب بعضی از قطعات از دید نرم افزاري نیز پرداخته می شود. بخش هاي مختلف این بخش به قرار زیر می باشند:

نرم افزار ربات -1-7…………………………………………….. 44
تعریف مسئله -:١ -١-………………………………………٧ 45
مشخص کردن نیازمندیهاي خاص – ٢-١-٧………………….. 45
امکانات ربات موجود: – ٣-١-……………………………………. 45
تحقیق و طراحی: – ۴-١-………………………………………. 46
١ریزپردازنده – – ۵- ١- ٧………………………………………… 49
زبان برنامه نویسی – ۵-٢- ١- ٧……………………………… 50
محیط برنامه نویسی – ۵-٣- ١- ٧…………………………… 50
بخش کنترل – ۵- ١- ٧-…………………………………………٧ 61
ساختار برنامه – ۵-٨- ١- ٧…………………………………… 61
تعیین فرکانس کاري:………………………………………….. 62
الگوریتم حرکتی ربات – ٧-١-…………………………………٧ 79



  مقطع کارشناسی ارشد

بلافاصله بعد از پرداخت به ایمیلی که در مرحله بعد وارد میکنید ارسال میشود.


فایل pdf غیر قابل ویرایش

قیمت25000تومان

خرید فایل word

قیمت35000تومان