proiect roboti mobili

COLEGIUL TEHNIC TRAIAN VUIA Trandafir Cristian

PROIECT DE SPECIALITATE

TEMA: ROBOȚI MOBILI

CALIFICAREA PROFESIONALĂ: TEHNICIAN MECATRONIST

ÎNDRUMATOR:

ING. OPREA IOANA ELEV:

TRANDAFIR CRISTIAN

CLASA: a XII-a C

AN SCOLAR: 2012 – 2013

1


CUPRINS

Cap. 1. Argument........................................................................................................3

Cap. 2. Evolutia robotilor............................................................................................4

2.1.In ultimii 200 de ani..................................................................................4

Cap. 3. Roboti generalizati..........................................................................................6

3.1.Aspecte generale........................................................................................6

3.2. Roboti mobili............................................................................................6

3.3. Clasificarea robotilor mobile....................................................................7

3.3.1. Tipuri de roboti................................................................................8

3.4. Utilizari ale robotilor mobile....................................................................10

3.5. Structura unui robot mobil........................................................................13

3.6 Actionarea robotilor mobile.......................................................................15

Cap. 4. Elemente constructive.....................................................................................9

4.1. Materiale şi tehnologii..............................................................................12

Cap 5. Asamblarea osiilor şi a arborilor......................................................................14

5.1. Criterii de calcul şi etapele proiectării arborilor drepţi.............................14

5.2. Asamblarea arborilor si osiilor.................................................................15

ANEXE........................................................................................................................20

Anexa 1. Osii...................................................................................................20

Anexa 2. Tipul si reprezentarea arborilor........................................................20

Anexa 3. Arborele motor.................................................................................21

Anexa 4. Schema de clasificare a osiilor si arborilor......................................22

SĂNĂTATEA ŞI SECURITATEA MUNCII.............................................................23

BIBLIOGRAFIE.........................................................................................................24

2


ARGUMENT

Practic tot ceea ce numim produs de inalta tehnicitate este produs mecatronic. Automobilul

modern, robotii, tehnica de calcul, tehnica de telecomunicatii, aparatura biomedicala, sistemele de

transport inteligent, aparatura de cercetare, aparatura electrocasnica, aparatura cine-foto si audio-

video, masinile agricole moderne , sunt exemple reprezentative de produse mecatronice.

Mecatronica s-a nascut in mediul industrial. La nivel academic pentru a asigura pregatirea

specialistilor in acord cu cerintele noii tehnologii au condus la conturarea principiilor mecatronice

in educatie.

Unul din cele mai importante aspect in evolutia fiintei umane este folosirea uneltelor care sa

simplifice munca fizica. In aceasta categorie se inscriu si robotii, ei ocupand totusi o pozitie

privilegiata datorita complexitatii lor.

Notiunea de robot dateaza de peste 4 mii de ani. Omul si-a imaginat dispozitive mecanizate

inteligente care ss preia o parte insemnata din efortul fizic depus. Astfel a construit jucarii automate

si mecanisme inteligente sau si-a imaginat robotii in desene, carti, filme "SF" etc.

Revolutia informatica a marcat saltul de la societatea industrializata la societatea avansat

informatizata generand un val de innoiri in tehnologie si in educatie.Acest lucru a dus si la aparitia

robotilor .

Termenul "robot" a fost folosit in 1920 de cehul Karel Capek intr-o piesa numita "Robotul

universal al lui Kossum". Ideea era simpla: omul face robotul dupacare robotul ucide omul. Multe

filme au continuat sa arate ca robotii sunt masinarii daunatoare si distrugatoare.

Revolutia informatica a marcat saltul de la societatea industrializata la societatea avansat

informatizata generand un val de innoiri in tehnologie si in educatie permitand realizarea de roboti.

Robotii ofera beneficii substantiale muncitorilor, industriilor si implicitatilor. In situatia

folosirii in scopuri pasnice, robotii industriali pot influenta pozitiv calitatea vietii oamenilor prin

inlocuirea acestora in spatii periculoase, cu conditii de mediu daunatoare omului, cu conditii

necunoscute de exploatare etc.

Roboti mobile reprezita, cea mai spectaculoasa reprezentativa categorie de sisteme

mecatronice, mai ales datorita incercarii de a copia si de a se apropia de modelele din lumea vie.

3


CAPITOLUL II EVOLUTIA ROBOTILOR

1.1 In ultimii 200 de ani

Business Insider a prezentat o evolutie a robotilor in ultimii 200 de ani, de la cele mai

rudimentare masinarii la robotii care pot inlocui astazi partenerul de dans sau se pot folosi ca sa te

poti distra cu ei, facand tot felul de jucarii.

Oamenii experimenteaza crearea robotilor de

aproximativ 200 de ani. Primul robot este un soldat care canta

la trompeta - a fost creat in Germania in 1810. Astazi, robotii

androizi imita perfect aspectul unui om.

Robotul Commando Soldier lansa rachete si

raspundea la comenzile vocale, care erau efectuate prin

intermediul unui microfon atasat. (1961)

Robotul iAroki duce gunoiul si plimba cainele familiei. Putea fi

programat sa execute sarcini repetitive. (1977)

Robotii SDR-4C, inalti de 23 de inchi isi amintesc

chipurile oamenilor, danseaza pe muzica disco si canta la unison.

(2002).

4


Robotul care joaca rolul unui partener de dans la bal este programat cu pasi de dans si echipat cu trei roti speciale pentru a se putea misca in toate directiile, in vreme ce un sensor prezice miscarile partenerului. (2005)

Cercetatorii de la o Universitate din Marea Britanie

au reusit sa creeze un robot capabil sa dezvolte emotii si sa

stabileasca legaturi emotionale cu oamenii. Robotul Nao, a

fost inzestrat cu capacitatile emotionale ale unui copil de un

an, folosind gesturile si miscarile corpului pentru a-si

exprima trairile, in locul expresiilor faciale sau verbale

(2010)

Noii roboti Lego sunt conceputi astfel încat sa fie usor de

programat atat de adulti, cat (mai ales) si de catre copii. Noua generatie

de roboti are o lista intreaga de caracteristici în plus fata de modelele

anterioare: au o viteza de reactie superioara, sunt mult mai puternici si

mai inteligenti. Pot fi programati mai usor si sa comunice mai bine cu

„stapanii” cele mai noi jucarii din (2013) au un pret avantajos pentru

pasionati.

5


CAPITOLUL II ROBOTI – GENERALITATI

2.1 Aspecte generale

Dintre robotii mobili, cei care se deplaseaza pe senile sau roti cu pneuri sunt folositi tot mai

mult pentru executarea unor lucrari speciale cu grad mare de pericol pentru operatorul uman, dintre

care se mentioneaza: manipularea si neutralizarea munitiilor ne-explodate; executarea unor culoare

prin campurile de mine; cercetarea autovehiculelor, trenurilor, aeronavelor si a cladirilor, urmata de

tralizarea dispozitivelor explozive descoperite in aceste vehicule.

In vederea executarii unor astfel de operatii, robotii mobili sunt echipati cu dispozitive

peciale ca: aruncator de flăcari, detectoare de explozivi,disruptoare, clesti etc. Bratul acestor roboti

obili este un manipulator spatial sau cu trei grade de mobilitate (libertate), utilizat ca mecanism de

pozitionare si generator de traiectorie.

Robotii mobili sunt comandati de la distanta (prin unde radio sau prin cablu), sistemele de

actionare ale bratului manipulator fiind de tip electro-hidraulic sau electric, cu motoare hidraulice

liniare sau motoare electrice rotative.

Tarile puternic industrializate au în dotarea forţelor armate roboţi mobili înzestraţi cu

echipamente de lucru, care permit efectuarea operaţiilor de detecţie, manipulare şi neutralizare a

muniţiilor ne-xplodate şi a dispozitivelor explozive capcană. Montate la capătul ultimului brat al

manipulatorului – robot, aceste echipamente de lucru pot fi: detector de metale sau explozivi la

adâncime, dispozitiv de prehensiune tip cleşte, instalaţie de control prin radiografiere,disruptoare de

diferite categorii

2.2 Roboti mobili

Robotul mobil este un sistem complex care poate efectua diferite activităţi într-ovarietate de

situaţii specifice lumii reale. El este o combinaţie de dispozitive echipatecu servomotoare şi senzori

(aflate sub controlul unui sistem ierarhic de calcul) ceoperează într-un spaţiu real, marcat de o serie

de proprietăţi fizice (de exemplugravitaţia care influenţează mişcarea tuturor roboţilor care

funcţionează pe pământ) şicare trebuie să planifice mişcările astfel încât robotul să poată realiza o

sarcină înfuncţie de starea iniţială a sistemului şi în funcţie de informaţia apriori existentă,legată de

mediul de lucru. Succesul în îndeplinirea acestor sarcini depinde atât de cunoştinţele pe care robotul

le are asupra configuraţiei iniţiale a spaţiului de lucru, cât şi de cele obţinute pe parcursul evoluţiei

sale.

6


În cazul unui sistem robotic automat distribuit poziţiile spaţiale sunt de oextremă importanţă

şi de ele depinde îndeplinirea scopurilor dorite şi funcţionareaîntregului sistem. Cu alte cuvinte,

robotul trebuie să fie capabil să-şi planificemişcările, să decidă automat ce mişcări să execute pentru

a îndeplini o sarcină, înfuncţie de aranjamentul momentan al obiectelor din spaţiul de lucru.

Evitare coliziunii cu obstacole fixe sau mobile (de exemplu alţi roboţi mobili)aflate în

spaţiul de lucru al robotului se poate face prin mai multe metode:realizareaunei apărători mecanice

care prin deformare opreşte robotul, folosireasenzorilor caremăsoară distanţa până la obstacolele de

pe direcţia dedeplasare, folosirea senzorilor de proximitate, folosirea informaţiilor corelate de la mai

multe tipuri de senzori.

Localizarea obiectelor se poate realiza şi prin contact fizic, dar acesta impunerestricţii

asupra vitezei de mişcare a structurii manipulate. Contactul fizic dintre robotşi obiectele din mediu

generează forţe de reacţiune care modifică starea robotului.Vitezele mari de lucru fac ca efectele

dinamice ale unui contact fizic cu obstacole sauobiecte manipulate să fie riscante (pot duce la

deteriorarea obiectelor sau a robotului)

Navigarea robotului este posibilă şi fără o determinare a poziţiei şi orientării faţă de un sistem

de coordonate fix, dar această informaţie este utilă pentru sisteme de comandă a mişcării. Dintre

metodele de navigaţie mai des utilizate se pot menţiona: măsurarea numărului de rotaţii făcute de

roţile motoare, folosirea de acceleratoare şi giroscoape, geamanduri electromagnetice instalate în

teren, semnalizatoare pasive sau semipasive de tip optic sau magnetic.

2.3 Clasificarea roboţilor mobili

Roboţii mobili se clasifică astfel:

În funcţie de dimensiuni:

1) Macro;

2) Micro

3) Nano-roboţi.

În funcţie de mediul în care acţionează:

1) roboţi tereştri – se deplasează pe sol ,

2) roboţi subacvatici – în apă,

3) roboţi zburători – în aer,

4) roboţi extratereştri – pe solul altor planete sau în spaţiul cosmic;

În funcţie de sistemul care le permite deplasarea în mediul în care acţioneazăexistă de

exemplu pentru deplasarea pe sol.

1) roboţi pe roţi sau şenile.

7


2) roboţi păşitori: bipezi, patrupezi, hexapozi, miriapozi.

3) roboţi târâtori: care imită mişcarea unui şarpe, care imită mişcarea uneirâme .

4) roboţi săritori, care imită deplasarea broaştelor, cangurilor .

5) roboţi de formă sferică (se deplasează prin rostogolire) .

3.1 Tipuri de roboti:

Robot umanoid

Robot industrial

Robot explorator

Robot jucărie

Robot de servicii

Robot pășitor

Robot militar

Robot umanoid (sau android):

Imaginea robotilor umanoizi a luat forma in literatura, mai ales în romanele lui Isaac

Asimov în anii 1940. Acești roboți au fost pentru un timp lung irealizabili. Pentru realizarea lor

trebuiesc rezolvate multe probleme importante. Ei trebuie să acționeze și să reacționeze autonom în

mediu, mobilitatea lor fiind restrânsă la cele două picioare ca locomoție. Pe deasupra mai trebuie să

fie capabili de a lucra cu brațele și mâinile. Din anul 2000 probleme de bază par să fie rezolvate cu

apariția lui ASIMO (Honda) ,de exemplu . Între timp apar dezvoltări noi în acest domeniu.Roboții

umanoizi pot fi descriși ca roboți pășitori. Trebuie să-l vezi ca să-ți dai seama cât este de avansat: se

mișcă natural, dansează, urcă și coboară scările cu ușurință și chiar poate alerga.

Lansat în Decembrie 2005, noul robot umanoid Asimo dezvoltat de compania Honda poate

îndeplini diverse sarcini: ghid, recepționer, poate primi sau lua diverse obiecte. Cu ajutorul

senzorilor (vizual, ultrasonic) robotul Asimo recunoaște și interacționează cu mediul înconjurator,

iar camera video montată în cap și senzorii kinestetici montați în încheieturi îl ajută să

interacționeze cu persoane și diverse obiecte. Dimensiuni: înălțime 130cm, lățime 45cm, grosime

37cm, greutate 54Kg. Performanțe: viteză 6km/h, timp de funcționare 40 minute, total grade de

libertate 34.

RoboțiiIndustriali:

8


Un sistem integrat mecano-electrono-informațional, utilizat în procesul de producție în

scopul realizării unor funcții de manipulare asemănătoare cu cele realizate de mâna omului,

conferind obiectului manipulat orice mișcare programată liber, în cadrul unui proces tehnologic ce

se desfașoară într-un mediu specific. Execută mișcări după un program flexibil, modificabil, în

funcție de sarcinile de producție și de condițiile de mediu . George Devol a înregistrat în anul 1954

primul patent pentru un robot industrial. Roboții industriali din prezent nu sunt de obicei mobili.

După forma și funcția lor, domeniul lor operațional este restrâns. Ei au fost introduși pentru prima

oară pe linia de producția a General Motors în 1961. Roboții industriali au fost folosiți prima dată în

Germania la lucrări de sudură începând din 1970 .

Robot explorator:

Roboții exploratori sunt roboți care operează în locații greu accesibile și periculoase,

teleghidați sau parțial autonom. Aceștia pot lucra de exemplu într-o regiune aflată în conflict

militar, pe Lună sau Marte. O navigare teleghidată de pe pământ în ultimele două cazuri este

imposibilă din cauza distanței. Semnalele de comunicare ajung la destinație în câteva ore , iar

recepționarea lor durează la fel de mult. În astfel de situații roboții trebuie să fie programați cu mai

multe tipuri de comportare, din care ei să aleagă pe cel mai adecvat și să-l execute. Acest tip de

robot dotat cu senzori a fost folosit și la cercetarea puțurilor din piramide. Mai mulți cryoboți au

fost deja testați de NASA în Antarctica. Acest tip de robot poate pătrunde până la 3.600 de m prin

gheață. Cryoboții pot fi astfel folosiți în cercetarea capelor polare pe Marte, în speranța descoperirii

de viață extraterestră.

Alți roboți:

Roboții se mai numesc și unități mobile. Aceste unități pot depista și dezamorsa sau distruge

bombe sau mine (de exemplu robotul TALON). Există și roboți care ajută la căutarea de oameni

îngropați după cutremure, sau așa-numiții killer-roboți. În 2004 au fost 2 milioane de roboți în uz,

pe când pentru anul 2008 sa asteptat la 7 milioane de instalații noi. Uniunea Europeană susține

financiar lucrările de cercetare, care în 2010 au fost permise ca roboții să fie introduși în spitale în

activități simple, ca de exemplu: transporturi de paturi în spital, livrarea mâncării, salubrizare.

2.4 Utilizari ale robotilor mobil

9


Utilizările pentru care au fost, sunt şi vor fi concepuţi roboţii mobili suntdintre cele mai

diverse . Mulţi roboţi din zona micro îşi găsesc utilizarea în medicină,fiind capabili să se deplaseze

de-a lungul vaselor şi tuburilor corpului omenesc, înscopul investigaţiilor, intervenţiilor

chirurgicale, dozării şi distribuirii de medicamenteetc. La fel de spectaculoase sunt şi multe utilizări

ale macro-roboţilor:

În domeniul industrial, agricol, forestier: în domeniul industrial roboţii mobilisunt

reprezentaţi de AGV-uri (Automated-Guided Vehicles), vehicule pe roţi, cughidare

automată, care transportă şi manipulează piese, constituind o alternativăflexibilă la benzile

de montaj; în agricultură există tractoare şi maşini agricole fără pilot, capabile să execute

singure lucrările pe suprafeţele pentru care au fost programate; în domeniul forestier roboţii

mobili pot escalada copacii înalţi.

În domeniul militar: este luată în considerare de către armata americană perspective

înlocuirii soldaţilor combatanţi cu roboţi, pentru a reduce riscul pierderilor umane în luptă;

roboţi mobili de cele mai ingenioase şi robuste configuraţii sunt aruncaţi în clădi şi incinte

din zone de conflict, în scopuri de investigare şi chiar anihilare a inamicului;

În domeniul utilităţilor publice: una dintre cele mai utile şi economice utilizăriale roboţilor

mobili o reprezintă inspectarea conductelor de combustibili gazoşi şilichizi şi a canalelor de

canalizare. De exemplu reţeaua de canalizare a Germanieiînsumează 400.000 km, iar

inspectarea şi curăţirea acesteia presupune costuri de 36 Euro pe metru. Numai 20%

din conducte sunt accesibile, iar utilizarea roboţilor poatereduce costurile cu un sfert.

2.5. Structura unui robot mobil

10

proiect roboti mobili

Documents