ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

تصميم و تنفيذ مُناول روبوتي تسلسلي صناعي بأربع درجات حرّية مُقاد كهربائياً

Design and implementation of a serial manipulator industrial robot with (4-DOF) electrically controlled

1823   0   263   0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2016
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

يتمحور العمل في هذا البحث حول تصميم مُناول روبوتي تسلسلي صناعي يمتلك أربع درجات حرية (4-DOF) يقوم بأعمال المُناولة على خطوط الإنتاج و أعمال التوضيب للقطع الصغيرة، و يتميز بالمرونة و بإمكانية الانسجام مع الروبوتات الأخرى ضمن منطقة العمل. يوضّح البحث التوصيف الميكانيكي للمُناول و دراسة النموذج الحركي المباشر و النموذج الحركي العكسي بالإضافة إلى دراسة المسار. محركات المُناول الكهربائية هي محركات السيرفو (DC Servo motor). تصميم نظام القيادة الالكتروني للمُناول يستخدم شريحة الآردوينو (Arduino UNO). تُتيح الواجهة التطبيقية التخاطبية، التي تم بنائها ضمن البيئة البرمجية (Microsoft Visual Studio)، التحكُم بسهولة بالمُناول الروبوتي. حيث يحاكي نموذج المُناول الثلاثي الأبعاد (3D) حركته على أرض الواقع. يُناقش القسم الأخير من البحث نتائج اختبار النموذج التطبيقي للمُناول الروبوتي الذي قمنا بتصميمه و تنفيذه.


ملخص البحث
يتمحور هذا البحث حول تصميم وتنفيذ مُناول روبوتي تسلسلي صناعي بأربع درجات حرية (4-DOF) يقوم بأعمال المناولة على خطوط الإنتاج وأعمال التوضيب للقطع الصغيرة. يتميز هذا الروبوت بالمرونة وإمكانية التكيف مع الروبوتات الأخرى في منطقة العمل. يتناول البحث التوصيف الميكانيكي للمُناول ودراسة النموذج الحركي المباشر والعكسي بالإضافة إلى دراسة المسار. المحركات المستخدمة هي محركات السيرفو (DC Servo motor) ونظام القيادة الإلكتروني يعتمد على شريحة الآردوينو (Arduino UNO). تم بناء واجهة تطبيقية تخاطبية باستخدام بيئة (Microsoft Visual Studio) للتحكم بالمُناول الروبوتي، حيث يحاكي نموذج ثلاثي الأبعاد (3D) حركته على أرض الواقع. يناقش القسم الأخير من البحث نتائج اختبار النموذج التطبيقي للمُناول الروبوتي الذي تم تصميمه وتنفيذه.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: يُعتبر البحث خطوة مهمة نحو تطوير الروبوتات الصناعية ذات التكلفة المنخفضة والمرونة العالية. ومع ذلك، هناك بعض النقاط التي يمكن تحسينها. أولاً، لم يتم التوسع في دراسة التصميم الميكانيكي بشكل كافٍ، حيث تم التركيز بشكل أكبر على الجانب الإلكتروني والبرمجي. ثانياً، يمكن تحسين دقة النموذج الحركي العكسي من خلال استخدام تقنيات أكثر تطوراً في الحسابات الرياضية. ثالثاً، يمكن أن يكون هناك مزيد من التجارب العملية لتقييم أداء المُناول في بيئات صناعية مختلفة. وأخيراً، يُفضل تضمين دراسة اقتصادية توضح تكلفة الإنتاج والفوائد الاقتصادية المتوقعة من استخدام هذا الروبوت في الصناعة.
أسئلة حول البحث
  1. ما هي المزايا الرئيسية للمُناول الروبوتي المصمم في هذا البحث؟

    يتميز المُناول الروبوتي بالمرونة وإمكانية التكيف مع الروبوتات الأخرى في منطقة العمل، بالإضافة إلى امتلاكه لأربع درجات حرية مما يتيح له مرونة في الحركة والتقاط الأشياء من زوايا مختلفة.

  2. ما هي المحركات المستخدمة في تصميم المُناول الروبوتي؟

    تم استخدام محركات السيرفو (DC Servo motor) في تصميم المُناول الروبوتي.

  3. ما هي الأدوات البرمجية المستخدمة في التحكم بالمُناول الروبوتي؟

    تم استخدام شريحة الآردوينو (Arduino UNO) وبيئة البرمجة (Microsoft Visual Studio) لبناء واجهة تطبيقية تخاطبية للتحكم بالمُناول الروبوتي.

  4. ما هي الفوائد الاقتصادية المتوقعة من استخدام المُناول الروبوتي في الصناعة؟

    يمكن أن يؤدي استخدام المُناول الروبوتي إلى زيادة الإنتاجية وتقليل التكاليف التشغيلية، بالإضافة إلى تحرير الإنسان من الأعمال الرتيبة والحد من الأخطار المهنية.


المراجع المستخدمة
RavikumarMourya; and all.Design and Implementation of Pick and Place Robotic Arm. IJRRCME, Vol. 2, Issue 1, 2015
Ashraf Elfasakhany; and all.Design and Development of a Competitive Low-Cost Robot Arm with Four Degrees of Freedom. Scientific Research, Modern Mechanical Engineering, 10.4236/mme,2011
AyokunleAwelewa; and all. Development of a Prototype Robot Manipulator for Industrial Pick-and-Place Operations. International Journal of Mechanical & Mechatronics Engineering IJMME-IJENS, Vol.13 No.05, 2013
قيم البحث

اقرأ أيضاً

إن الهدف الرئيس لهذا البحث هو تصميم نظام شحن بطاريات بالطاقة الشمسية الأعظمية, و قد تم استخدام نظام تتبع للاستطاعة الأعظمية Maximum power point tracking (MPPT) system, مكون من مبدل (رافع – خافض) للجهد المستمر buck-boost Direct Current DC/DC converter , المبدل مقاد بواسطة متحكم صغري, تمت برمجته بطريقة الموصلية المتزايدة Incremental Conductance (InCond) و تعد طريقة سهلة و موثوقة للتتبع. تم اختبار نظام الشحن المقترح و النتائج التي حصلنا عليها تؤكد التحكم الدائم بعملية الشحن للبطارية. تم إجراء دراسة مقارنة مع جهاز شحن شمسي يعتمد التحكم بعرض النبضة PWM, و قد أوضحت النتائج أنه تم شحن المدخرة الموصولة مع نظام الشحن المقترح بوقت أسرع, مع الأخذ بالحسبان ساعات الإشعاع الشمسي باليوم, و مواصفات اللوح الشمسي المستخدم, و هذا يؤكد وثوقية أداء نظام الشحن المقترح.
تحتاج منابع التوتر المستمر مثل الخلايا الشمسية إلى رفع توتر خرجها لتحقيق ظروف تشغيل مناسبة لأحمالها. لذا غالباً ما تزود هذه الأنظمة بتقنيات الكترونيات القدرة بشكل عام و بمبدلات رافعة للتوتر المستمر بشكل خاص. يقدم البحث نموذجا رياضيا و خوارزمية لتصميم المبدل الرافع للتوتر من أجل قيم مختارة و بالتالي معرفة قيم عناصره و أهمها الملف. و استنادا إلى الخوارزمية المنجزة تم نمذجة و محاكاة دارة المبدل في بيئة ماتلاب/سيميولينك و ذلك لتحميل تأثير تغيير محارضة الملف في المبدل الرافع بشكل عام. بينت نتائج الإختبارات الحاسوبية دور الملف في تحديد نمط عمل المبدل كنمط مستمر أو متقطع. كما تضمن البحث النموذج الرياضي و الخوارزمية لتصميم الملف من حيث نواته نوعا و شكلا و ناقلا و من حيث عدد اللفات. تم اختيار الفيريت كمادة النواة للتقليل من الضياعات في حالة العمل على الترددات العالية، و تم تنفيذ الملف مخبريا و قيست محارضة الملف عمليا بعدة طرق.وضعت خوارزمية لبرنامج في بيئة الماتلاب/GUI بحيث تمكننا من إدخال بعض البيانات في الدخل (توتر الدخل و الخرج، التردد، الاستطاعة، تموج تيار الملف النسبي المئوي المسموح به) للحصول على عامل الدور المطلوب و تيار الملف الأصغري و الأعظمي المتوقع مروره و عدد اللفات، و المفاقيد في الملف .
يقدم هذا البحث دراسة تفصيلية و تصميما عمليا لبناء و برمجة و تنفيذ منظومة لاستقبال الرسائل القصيرة المرسلة من هاتف خلوي أو أكثر إلى شريحة SIMالموضوعة ضمن دارة GSM-MODULE المتصل بدوره مع متحكم أصغري يقوم بترجمة هذه الرسالة و إظهارها على مصفوفة ضوئية.
بدأ البحث بمقدمة تشرح مفهوم و أهمية أمان نظام القدرة الكهربائيـة، يلـي ذلـك النمـوذج الرياضي الذي بني استناداً إلى تقانتي جريان الحمولة الخطي و عوامل الحساسية لأهم الأحداث التي يمكن أن يتعرض لها نظام القدرة مثل انقطاع خط و/أو انقطاع توليـد. و قـد ص ـممت خوارزمية تحليل الأحداث المحتملة بحيث يمكن تقويم أمان أي نظام قدرة كهربائيـة (مهمـا كانت عدد باساته و مستويات توتراته) من حيث جريان الا ستطاعة الفعلية. و استناداً إلى هـذه الخوارزمية فقد تم تصميم نظام برامجي بلغة توربو باسكال بحيث يتيح للمسـتخدم الحـوار السهل مع الحاسوب أثناء التشغيل، و قد تم التثبت من صحة البرنامج بتطبيقه علـى شـبكات عملية اختبارية كما استخدم لتحليل الأمان لجزء من الشبكة السورية لتوتر 230 ك ف. و تبين من خلال النتائج أن البرنامج ذو كفاءة عالية و يصلح لتقدير أمان الشبكة بدقة مقبولة و سـرعة قياسية ، على الرغم من استخدام طرق التحليل الخطية. و تجدر الاشـارة الـى أن البرنـامج المنجز هو الأول من نوعه في القطر لتقدير أمان نظام القدرة.
تم الاستفادة من هذه العضلة في تصميم ذراع روبوت يعمل بشكل مشابه لعضلة العضد و الساعد عند الإنسان, تستطيع جذب اجسام كبيرة بوزن يصل غلى 500 نيوتن, ما يكافئ لاعب كمال أجسام محترف يرفع بيده هذا الوزن.
التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا