اصول عملکرد رباتهای زیر آبی
اختصاصی از یارا فایل اصول عملکرد رباتهای زیر آبی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .
اصول عملکرد رباتهای زیر آبی
25 صفحه در قالب word
فهرست مطالب:
آشنایی با سیستم‌های رباتیکی زیر دریا
وسایل زیردریایی بدون سرنشین
بازوهای رباتیکی زیرآبی
سیمولاتورهای دریایی
دینامیک و ارتعاشات سازه‌های دریایی
اثر متقابل ارتعاشات و نیروهای هیدرودینامیک
کاربرد ربات در دریا
تعریف ربات زیرآبی
کاربردهای رباتهای زیرآبی
کاربردهای تجاری و فراساحلی
کاربردهای نظامی
کاربردهای علمی و تحقیقاتی
موارد دیگری از کاربردهای رباتهای زیرآبی
دسته بندی انواع رباتهای زیرآبی
رباتهای زیرآبی کوچک
رباتهای زیرآبی الکتریکی با قابلیت بالا
رباتهای زیر آبی با ابعاد بزرگ و با قابلیت انجام کارهای سنگین
رباتهای زیر آبی خودکار و بدون نیاز به کابل
مبانی طراحی رباتهای زیرآبی
تعیین عمق. ربات.های زیرآبی
شگفتی حرکت زیردریایی.ها
ربات زیر آبی که شنایش را به نمایش گذاشت
آشنایی با سیستم‌های رباتیکی زیر دریا
بیش از 70 درصد سطح زمین توسط آب پوشیده شده است. اقیانوسها دارای حجم وسیعی از منابع معدنی و حیاتی هستند. حجم زیاد انرژی و فضای موجود اقیانوسها نقش بسیار مهمی در فعالیتهای آینده اقتصادی – اجتماعی بشر خواهد داشت. علیرغم این وسعت و اهمیت تاکنون تلاش کمی در بکارگیری پتانسیل‌های مثبت و مواجه با پتانسیل‌های منفی این منبع عظیم خدادادی صورت پذیرفته است.
در دهه‌های گذشته استفاده از سیستم‌های رباتیکی در زیر آب به دلیل برتری آنها در مقایسه با غواصی در عملیات آبهای عمیق و محیط‌های خطرناک افزایش چشمگیری یافته است. از کاربردهای این سیستم‌ها می‌توان ماهیگیری، مانیتورکردن آلودگی‌های زیر آبی، پاک‌کردن زباله‌های دریایی، عملیات بازبینی، تعمیر و نگهداری تجهیزات زیرآبی و ... را نام برد.
سیسم‌های رباتیکی مورد مطالعه در این گروه را می‌توان به سه دسته زیر تقسیم کرد:
- سیستم روباتیکی خودرویی Simulators
- Robotic Manipulators
- Robotic Vehiche
دسته اول که معمولاً زیردریایی‌های بدون سرنشین هستند برای مقاصدی نظیر بازرسی تاسیسات زیرآبی، فیلمبرداری و حمل تجهیزات به کار گرفته می‌شوند. از این دسته از رباتها می‌توان انواعUUV ، AUV ، ROV و .... را نام برد. دسته دوم از سیستم‌های رباتیکی برای انجام عملیات مکانیکی خاص در منطقه عملیاتی مانند نمونه‌برداری، نصب و ... بکار گرفته می‌شوند. همانند کاربردهای روی زمین و فضایی این سیستم‌ها نیز به انواع Parallel Manipulators ، Serial Manipulators و Cooperating manipulators تقسیم می‌شوند علاوه بر دو سیستم فوق سیمولاتورها از جمله سیستم‌های رباتیکی هستند که در مهندسی اقیانوس و دریاها به کار گرفته می‌شوند. سیمولاتور شناورهای سطحی و زیرسطحی مانند سیمولاتور کشتی و سیمولاتور زیردریایی و همچنین سیمولاتورها رباتیکی امواج ( Moving platform ) را از این دسته می‌توان نام برد.
هزینه‌های بالای بازبینی، تعمیر و نگهداری تجهیزات و سکوها در زیرآب، عدم امکان انجام عملیات‌های زیرآبی در نقاط دور از دسترس بشر در زیرآب، ریسک بالای عملیات زیرآبی در بسیاری از مناطق دریایی، هزینه‌های بالای آموزش ناوبران در مناطق عملیاتی و ... مبین ضرورت بکارگیری سیستم‌های رباتیکی در زیر آب است.
مباحث عمده در سیستم‌های رباتیکی زیر آب عبارتند از:
- تجزیه و تحلیل دینامیک سیستم‌ها
- هدایت و ناوبری سیستم‌های خودرویی
- روش‌های اندازه‌گیری کنترل سیستم‌ها
- هوش مصنوعی (…, Image processing Pattern recognition )
- ارتباطات و مخابرات زیرآبی
- قدرت و قوای محرکه سیستم‌ها
- طراحی و بهینه‌سازی طراحی با توجه به محدودیت انرژی
- مدیریت انرژی
فعالیتهای تحقیقاتی این بخش در سه محور عمده زیر پیشنهاد می‌گردد
وسایل زیردریایی بدون سرنشین ( Under water Robotic vehicles ) :
کاربرد وسیع این نوع سیستم‌ها در امور بازرسی زیرآبی، اکتشاف و فیلمبرداری زیرآبی در سالهای اخیر موجب توسعه طیف وسیعی از این نوع وسایل گشته است. ROV ها (Remotly operated vehicles) به عنوان پرسابقه‌ترین عضو این خانواده وسایلی هستند که از طریق یک کابل به کشتی مادر متصل بوده و از داخل کشتی کنترل می‌شوند. وجود کابل اتصال‌دهنده کشتی و ROV گرچه مشکلات انتقال سیگنال کنترل، انتقال انرژی و تخلیه سریع on.line اطلاعات جمع‌آوری شده توسط ROV را حل می کند لیکن خود مشکلاتی را نظیر تاثیر منفی کابل در کنترل وسیله و یا افزایش احتمال به تله افتادن وسیله را موجب می‌گردد. به عنوان نوع پیشرفته‌تر این وسایل می‌توان از AUV Autonomous) underwater vehicles) نام برد. عدم وجود کابل رابط بین کشتی حمایت‌کننده و AUV موجب می‌گردد تا AUV قدرت مانور بیشتری نسبت به ROV داشته باشد هرچند عدم وجود کابل رابط و خوداتکایی ( Autonomy ) این وسایل پیچیدگی‌های علمی و فناوری زیادی از جمله مدیریت بهینه انرژی Image Processing ، Pattrn recognition و مخابرات زیرآبی را سبب می‌گردد. آخرین و پیشرفته‌ترین نسل این گونه وسایل Robofish ها هستند که با حذف پروانه‌ها ( Propellers ) و جایگزینی آنها با نوعی نیروی پیش رانش ماهیچه‌ای امکان ردگیری و کشف وسیله را بسیار مشکل کرده و از راندمان انرژی بالاتری نیز برخوردارند. این فناوری علاوه بر پیچیدگی‌های مذکور در خصوص AUV ها از پیچیدگی ویژه تغییر سیستم سنتی پیش رانش برخوردار هستند.
زمینه‌های اصلی تحقیقاتی در این محور را می‌توان به صورت زیر برشمرد:
- تحلیل هیدرودینامیک وسیله و سیستم پیش رانش
- تحلیل و طراحی سیستم‌های کنترل و هدایت وسیله
- تحلیل اثر کابل رابط ROV بر رفتار دینامیکی و کنترل این وسایل
- مباحث هوش مصنوعی از جمله Image Processing ، Pattrn recognition
- مباحث ارتباطات زیرآبی
- سیستم‌های جدید پیش رانش
بازوهای رباتیکی زیرآبی ( Underwater Robotic Manipulators ) :
هزینه گزاف و محدودیت‌های شدید انجام عملیات زیرآبی توسط انسان توجیه بسیار مناسبی برای توسعه فناوری بازوهای رباتیکی زیرآبی ایجاد نموده است. این سیستم‌ها در حال حاضر وظایفی نظیر جوشکاری در زیرآب، نصب آندهای قربانی شونده، شستشوی بدنه‌کشتی‌ها، لوله‌گذاری بستر دریاها، همکاری در عملیات نجات زیرآبی و ... را به عهده می‌گیرند و با پیشرفت روزافزون این سیستم‌ها کاربرد آنها دائماً در حال افزایش است. بازوهای رباتیکی زیرآبی نظیر نوع صنعتی و زمینی
(Earth bounded manipulators) در دو شکل سری (manipulators Serial) و موازی
(Parallel manipulators) استفاده می‌شوند. آنچه فناوری بازوهای رباتیکی دریایی را به طور مشخص از سیستم‌های مشابه زمینی متمایز می‌سازد دو مشخصه عدم وجود پایه ثابت برای بازو و نیز مشکلات ناشی از محیط سخت دریا می‌باشد. عدم وجود پایه ثابت برای بازو موجب می‌گردد تا کنترل سیستم به مراتب مشکل‌تر از نمونه‌های زمینی شود. از سوی دیگر محیط سخت دریا پیچیدگی‌های فناوری در ساخت این بازوها را سبب می‌شود. زمینه‌های اصلی تحقیقاتی این محور عبارتند از :
- تحلیل دینامیکی و کنترل رباتهای شناور ( Free Floating manipulators )
- تحلیل دینامیکی و کنترل رباتهای همکار با پایه ثابت
- طراحی و ساخت رباتهای دریایی (مناسب کار در محیط سخت دریا)
- طراحی و ساخت رباتهای موازی معلق به منظور انجام عملیات سنگین دریایی
- تحلیل دینامیکی و طراحی سیستم‌های کنترل رباتهای شناور همکار (Cooprative free floating manipulators)
سیمولاتورهای دریایی
امروزه سیمولاتورها در صنایع مختلف کاربردهای وسیع آموزشی و طراحی پیدا کرده‌اند. کاهش هزینه و خطر آموزش و نیز قابلیت برنامه‌ریزی و تکرارپذیری انجام مانورهای مختلف و نیز امکان ثبت دقیق عملکرد هنرجو از جمله مزایای سیمولاتورها در امر آموزش به شمار می‌روند. از سوی دیگر سیمولاتورها ابزار مناسبی برای مشابه‌سازی رفتار سیستم به منظور طراحی و بهینه‌سازی هستند. استفاده آزمایشگاهی از سیمولاتورها به منظور بازسازی شرایط حرکت امواج در دریا از دیگر کاربردهای سیمولاتورهاست. زمینه‌های اصلی تحقیقاتی در این محور عبارتند از :
- طراحی و ساخت سیستم‌های رباتیک موازی
- مشابه‌سازی عددی حرکت امواج
- تحلیل دینامیکی شناورها در دریا و تعیین توابع تبدیل
- ابزار دقیق وسایل دریایی
- هدایت و ناوبری
- تحلیل دینامیک و کنترل سیستم‌های رباتیکی
- مباحث هوش مصنوعی نظیر Vision ، تولید مصنوعی صوت
- معماری سیستم‌های کامپیوتری همکار در زمان
دینامیک و ارتعاشات سازه‌های دریایی
سیستم‌های چندعضوی مهار شده در دریا Tethered multi – body system :
امروزه تعداد قابل توجهی از اجسام صلب کوچک و بزرگ به صور مختلف از طریق خطوط مهار و لنگرهای متنوع در دریا مهار شده‌اند. از جمله این سیستم‌ها می‌توان به انواع بویه‌های کوچک هواشناسی و اقیانوس‌شناسی، بویه‌های راهنما ( Marker ) ، سکوهای کوچک دریایی، سکوهای بزرگ نفتی و ... اشاره نمود. غالب این سیستم‌ها اگر در نقاط عمیق دریاها مستقر باشند از طریق یک خط مهار ترکیبی با تعدادی بویه غوطه‌ور در محل لنگر شده‌اند. بررسی اثرات دینامیکی حرکت خط مهار و مجموعه بویه‌های غوطه‌ور اهمیت بسیار زیادی در طراحی خط مهار و سیستم لنگر دارد.
ممکن است هنگام انتقال از فایل ورد 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
متن کامل را می توانید در ادامه دانلود نمائید
چون فقط تکه هایی از متن برای نمونه در این صفحه درج شده است ولی در فایل دانلودی متن کامل همراه با تمام ضمائم (پیوست ها) با فرمت ورد word که قابل ویرایش و کپی کردن می باشند موجود است