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 کاربردهای امروزی آن بپردازیم. متأسفانه برای ربات تعریف استاندارد شده ای وجود ندارد و در حقیقت هر منبعی ربات را مطابق با زمینه ای 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 ندی در اینجا بدین مفهوم است که ربات کارها را به صورت تکراری و از پیش تعیین شده انجام نمی دهد. البته این روند بر خلاف ایده استفاده شده در خودکارسازی 1 کارخانه ها و خطوط تولید است. اکنون بعد از آشنایی با تعریف ربات با زمینه های کار برد آن در جهان امروز آشنا می شویم. به زبان ساده، رباتها در هر زمینه ای 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 مواردی که انسان مواجه با یک خطر جدی است مانند کشف مین مواردی که استفاده از نیر وی انسانی مقرون به صرفه یا ممکن نیست و موجب نتایج غیر بهینه می شود مانند فضانوردی و یا عبور از مسیرهای تنگ و ناشناخته جهت انجام اموری که نیاز به دقت بسیار بالا دارند که از حد توان نیروی انسانی خارج است مانند جوشکاریهای بسیار ظریف استفاده از رباتها در زمینه های بسیار متفاوت رویکردی است که از چندی پیش بسیار مورد توجه قرار گرفته است و با توجه به نیازهای روزافزون بشر و پیشرفتهای علم رباتیک انتظار می رود عملیات و نقشهای پر اهمیت تر و گسترده تری نیز به وسیله رباتها انجام گیر د از جمله زمینه هایی که امروزه رباتها در آن کاربرد دارند می توان مواردی همچون صنایع خودروسازی، پزشکی و عملیات جراحی، ارتش و عملیات نظامی، عملیات امداد و نجات در محیطهای 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 تعدادی دیوار * دست یابد. ماز در اصطلاح عمومی یک جدول می باشد و هدف، رسیدن از یکی از خانه های گوشه جدول به خانه وسط و یا خانه ا ی در گوشه دیگر جدول می باشد.
رباتها به دلیل قابلیتها و ویژگیهای خاص خود در بسیاری از موارد می توانند به عنوان نیروی جایگزین و یا حداقل به عنوان دستیار نیروهای انسانی جهت تسهیل در انجام کارهای 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 بخشهای نسخه حاضر2-…………………………..1 3

[ فصل دوم- تاریخچۀ رباتهای موش هوشمند و ماز [

دالانهایی تاریک، تودرتو و پیچ در پیچ با دیوارهایی بلند یاد شده است که هیچ فردی 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 های ترسناک بسیار درباره او آورده اند. پوسیدون، خدای دریا به خاطر بدکاریهای مینوس از وی رنجید و کاری کرد که یکی از همسران مینوس بچه ای 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 هیولای نوزاد را در آن محبوس کرد و فقط برای جلوگیری از طغیان او، مقرر داشت که گاه گاه آدمی را نزد هیولا بیفکنند،
دایدالوس هنرمندی 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، برای خود و ایکاروس، از موم بالهایی. ساخت، و به مدد آنها از بالای دیوارهای زندان گریختد.
ماز، راه های 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 دنیای وسیعی دارند. مصریان باستان، اولین کسانی بودند که ماز ساختند.البته نه برای رساندن قورباغه به آبگیر و نه برای سرگرمی، بلکه برای حفاظت از ثروت پادشاهانی که از دنیا رفته اند. آنها اعتقاد داشتند که باید تمام ثروت شاهان را برای زندگی پس از مرگشان با جسد همراه کنند. از طرفی میترسیدند که این ثروت فراوان به سرقت برود .به همین دلیل، گنجینهها را در راهروهای پیچ در پیچ مازهای داخل اهرام پنهان میکردند.

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

فصل چهارم- قابلیتهای ربات موش هوشمند و پیاده سازی آنها

مناسب و طبیعت دیجیتال خروجی خود محبوبترین نوع حسگر می باشند. این حسگرها خود شامل دو گروه حسگرهای نوری مطلق و حسگرهای نوری افزایشی می باشند. دسته اول برای سرعتهای پایین مناسبند و دارای این مزیت هسنتد که با از دست رفتن توان در سیستم اطلاعات آنها بی ارزش نمی گردد و دسته دوم برای سرعتهای 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 ای تعیین موقعیت در رباتهای متحرک است اما دارای مشکل عمده ای است و آن اینکه به دلیل انتگرالگیری از مقادیر، بروز خطای جزئی در تعیین جهت ربات (مثلا لیز خوردن لحظه ای یکی از چرخهای ربات) می تواند منجر به بروز خطایی بی کران در تعیین موقعیت ربات توسط این روش گردد.
تکنیک راهبری اینرسی:
با توجه به مشکلات و محدودیتهای استفاده از تکنیک مسافت سنجی استفاده از
تکنیکی که قادر به جبران این محدودیتها باشد ضروری به نظر می رسد. یک راه حل مناسب برای اینکار استفاده از روش راهبری اینرسی است و راه حل دیگر می تواند استفاده از حسگرهای داپلر باشد.

در این تکنیک ربات با استفاده از شتاب سنجهای ویژه ای، شتاب حرکت خود در راستای هر سه محور مختصات را اندازه گیری کرده، سپس با دو بار انتگرالگیری از این مقادیر میزان تغییرات موقعیت خود را نسبت به موقعیت پیشین محاسبه می نماید. برای استفاده از این روش ربات نیاز به دو دسته حسگر خواهد داشت:
1)حسگرهای تعیین جهت 21 : این حسگرهای شامل انواع ژیروسکوپ (مکانیکی، نوری و پیزو الکتریک) و قطب نما می باشند که از بین آنها ژیروسکوپهای نوری بدلیل قیمت و دقت مناسب همچنین بی نیاز بودن از سرویسهای دوره ای، کاربرد بیشتری در مسائل مرتبط با رباتیک دارند
2)حسگرهای میزان شتاب حرکت 22 : این حسگرها برای تعیین شتاب حرکت در هر یک از سه راستای محورهای مختصات به کار می روند.
. روشهای 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 ای دارند بدست می آورد .
از جمله این روشها می توان موارد زیر را نام برد
)روش نشانگر های 23 فعال1
روش تشخیص علائم مصنوعی 2
)روش تشخیص علائم طبیعی

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

فصل پنجم- طرح کلی ربات

هر یک از اجزاء برای 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 برای 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 ای طراحی شده است که حجم برنامه کم RISC شود، حتی اگر برنامه به زبان اسمبلی نوشته شده باشد. ساختار
با دستورهای 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 سازی کد و ده برابر سریعتر شدن آن نسبت به در این میکروکنترل باعث کاهش نیاز به افزودن اجزای خارجی میشود. I/O -2 ساختار بهینه
درون تراشه می باشد. SPI و UART ، -3 دارای اسیلاتور داخلی، تایمردرونی هستند. PULL-UP -4 این میکروکنترل دارای مقاوتمقایسه کننده و آنالوگ، تایمر و قابلیت مدولاسیون عرض پالس ،A/D -5 دارای مبدل هستند.برخوردار است.high density و non-volatile -6 از تکنولوژی حافظهدر این میکروکنترل، قابلیت برنامه ریزی شدن در داخل EEPROM و Flash -7. مدار را دارند.( ISD) حافظهاز دو روش در داخل مدار برنامه ریزی می گردد: Flash -6 حافظه
.SPI و از طریق رابط سریال non-volatile -7 توسط یک پروگرامر حافظه

Boot . که بر روی تراشه موجود است Boot Program -8 به وسیله اجرایاستفاده Flash می تواند از هر مدار واسطی برای ریختن برنامه بر روی حافظه کند.-9 ساختار این میکروکنترل به گونه ای طراحی شده است که هم برای زبان اسمبلی و هم برای زبان های سطح بالا مفید باشد. لذا می توان از زبان های 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 مدهای 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 بخشهای اول تا سوم نرم افزار ربات پروژه از دید نرم افزاری توضیح داده میشود و امکانات ربات موجود و نیاز مندیهای خواسته شده ذکر می گردد. در بخش چهارم مروری بر برخی نرم افزارها و محیط های برنامه نویسی ربات انجام شده است. در بخش های پنجم و ششم پس از انتخاب جزئیات نرم افزاری و توضیحاتی راجع به زبان برنامه نویسی مورد استفاده، معرفی الگوریتم های مسیر یابی و یک نمونه الگوریتم حل ماز که در برخی ربات های موش هوشمند کاربرد دارد به طور کامل معرفی شده است.در بخش هفتم الگوریتم ساده ای که توسط گروه برای حرکت ربات در ماز ساخته شده انتخاب کردند و آن را به کمک زبان برنامه نویسی در ربات پیاده سازی نموده ، اند

تعریف مسئله -:١ -١-٧
طبق تعریف پروژه، هدف طراحی یک ماشین اسباب بازی با قابلیت عملکرد خودکاربا هوشمندی 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 های موجود در ماز را طی نماید.

مشخص کردن نیازمندیهای خاص – ٢-١-٧
ربات به صورت خودکار عمل کند. •
تا حد ممکن در کوتاه ترین زمان به هدف برسد. •
اطلاعات کوتاه ترین مسیر برای 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 باتری برای منطق مدار و موتورها انجام می شود •بنابراین محدودیت زمانی متناظر با توان باتری موتور ها می باشد که در حدود یک ساعت می باشد.حسگرها: حسگرهای نهایی ای که روی 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 بندی 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 افزاری نیز پرداخته می شود. بخش های مختلف این بخش به قرار زیر می باشند:

نرم افزار ربات -1-7…………………………………………….. 44
تعریف مسئله -:١ -١-………………………………………٧ 45
مشخص کردن نیازمندیهای 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 کاری:………………………………………….. 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