طراحی و ساخت روبات مدولار مار شکل

تاکنون محققانی که در زمینه روبات های مارمانند به تحقیق پرداخته اند، بیشتر بر روی الگوریتم های حرکتی مار و اجرای آنها تمرکز نموده اند و کمتر به خود مکانیزم حرکتی مار پرداخته اند. هدف از انجام این پایان نامه، ارایه رهیافتی جدید در طراحی و ساخت روبات های مار مانند با توجه به آناتومی مار بوده است، به گونه ای که باعث بهبود ساختار روبات های مار مانند شود و انعطاف پذیری آنها را در اجرای الگوریتمهای حرکتی بهبود بخشد و وزن روبات را تا حد ممکن کاهش دهد. به این منظور ابتدا به بررسی آناتومی مار و چگونگی ساختار ماهیچه ای مار و تاثیر آن بر حرکت مارپیچی مار پرداخته شد. چون لازم بود برای اخذ ایده های طراحی، ترتیب فعال شدن ماهیچه ها کاملاٌ مشخص شود و با توجه به اینکه در مقالات بصورت کمی به این مطلب اشاره نشده بود، بنابراین به مدلسازی سیستم ماهیچه ای مار پرداخته شد. در قدم بعدی به بررسی عملگرهایی پرداخته شد که به نظر می رسید که خواص آنها به خواص ماهیچه ها شبیه است. بعد از جمع آوری اطلاعات کافی در مورد آناتومی مار و عملگرهای موجود، ایده روبات شکل گرفت. جهت بلند شدن سر روبات از سیستم ماهیچه ای مار و برای حرکات افقی از سیستم ماهیچه ای ماهی استفاده شد. به منظور مقایسه طرح جدیدی که برای بلند شدن سر روبات استفاده شد با طرح مرسوم که در آن موتورها بین دو مدول قرار می گیرند، مدلی ارایه شد. از مزایای طرح جدید می توان به کاهش قابل توجه اندازه موتورهای موثر در بالا آمدن سر روبات اشاره نمود. بعد از شکل گیری ایده روبات چند نمونه آزمایشی ساخته شد و اشکالات آن برطرف شد و درنهایت روبات ساخته شد. روبات نهایی از 8 مدول تشکیل شده است که وزن هر مدول 135 گرم و اندازه آن 70×60×100 میلیمتر است. هر مدول دارای دو موتور dc برای ایجاد حرکات افقی و عمودی است. استرات‍ژی کنترل روبات به این صورت است که کاربر با استفاده از دو پتانسیومتر و دو کلید که بر روی برد فرستنده تعبیه شده است، دستورات لازم را به روبات ارسال می کند و گیرنده بعد از دریافت این دستورات آنها را به مدار پایه ارسال می کند و مدار پایه بعد از تجزیه و تحلیل این اطلاعات، دستورات لازم برای مدارهای پیرو را که روی هر مهره قرار دارد، می فرستد و مدارهای پیرو نیز زمان روشن بودن موتورها را کنترل می کنند. برای اجرای این استراتژی مدارهای الکترونیکی ابتدا به صورت آزمایشی و سپس به صورت نهایی طراحی شدند. این مدارها شامل مدار فرستنده، مدار پایه- که شامل گیرنده ومیکروکنترلر پایه است، مدار های پیرو- که بر روی هر مهره نصب می شوند- مدار شارژر باطری ها و مدار پروگرامر است.