طراحی، ساخت و ارزیابی بازوی هوشمند مكانیكی برداشت گل محمدی
تاریخ دفاع
مقطع تحصیلی
كارشناسی ارشد
گروه آموزشی
مهندسی بیوسیستم
استاد
امین اله معصومی
گل سرخ (محمدی)، گلی است بسیار مقاوم به خشکی و کم توقع که میتواند شرایط آب و هوایی مختلف را تحمل کند. با توجه به بحران کم آبی که در سالهای اخیر در کشور بوجود آمده، لزوم کاشت گیاهان مقاوم به کم آبی همچون گل سرخ افزایش یافته است. میتوان این گونه را در مناطقی از ایران که از نظر خاک غنی نیست و آب نیز به مقدار کافی وجود ندارد برای کشت و کار استفاده کرد. برداشت گل محمدی، حساسترین و مهمترین مرحله از کشت و کار این گل است، زیرا پس از باز شدن، دوام کمی روی شاخه دارد و در صورت تأخیر، طی ?? ساعت رنگ آن سفید شده و میریزد. همچنین هرچه گل زودتر برداشت شود، دارای اسانس و کیفیت بیشتری است. از طرفی هزینه برداشت تقریبأ بالغ بر ?? درصد هزینه داشت گل محمدی را شامل میشود. از این رو برداشت ماشینی این محصول مورد توجه پژوهشگران بوده است. استفاده از سامانه ماشینبینایی جهت شناسایی و تعیین موقعیت گل روی بوته و فرمان به یک سامانه رباتیک جهت برداشت غنچههای شناسایی شده توسط پژوهشگران و شرکتهای سازنده بررسی شده است. در این پژوهش در راستای برطرف کردن نواقص طرحهای پیشین، سامانه رباتیکی با چهار درجه آزادی طراحی و ساخته شد که برای افزایش سرعت میتوان از چندین واحد برداشت رباتیکی که روی یک قاب نصب شده است، استفاده کرد. سامانه رباتیکی طراحی و ساخته شده متشکل از سه بازو و یک مکانیزم بالابرنده بود که در مجموع چهار درجه آزادی حرکتی برای سامانه مهیا می¬کرد. مکانیزم بالابرنده شامل یک موتور پلهای، مجموعه تسمه تایمینگ و پولیهای محرک و متحرک بودند که به کمک آنها، بازوها در ارتفاع مناسب قرار میگرفتند. حرکت زاویهای بازوها در صفحه افق توسط سه موتور جداگانه تأمین می¬شد. از کینماتیک معکوس برای تبدیل مختصات هدف در فضای سه بعدی به مقدار زوایای مورد نیاز برای چرخش موتورها استفاده شد. برای ارزیابی سامانه، یک رابط کاربری برای وارد کردن مختصات سه بعدی هدف طراحی شد. این واحد برداشت از لحاظ دقت و سرعت در راستاهای مختلف بررسی شد. دستگاه ساخته شده با معرفی موقعیتهای مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت. سرعت عملکرد آن در صفحه افقی بین 5/4 تا 8 سانتیمتر برثانیه و در راستای عمودی با سرعت ثابت 9/1 سانتیمتر بر ثانیه بدست آمد. دقت حرکتی بازوها در صفحه افقی به طور میانگین برابر با ?/? سانتیمتر خطا است که میتواند با درنظر گرفتن شعاع دربرگیری ابزار برداشت تا حدود قابل قبولی کاهش یابد. همچنین دقت حرکتی دستگاه در راستای عمودی بدون در نظر گرفتن افت دستگاه برابر با ?/? سانتیمتر خطا بود که با اضافه کردن وزنه به عنوان وزن ابزار برداشت که باعث خمش و جابجایی زاویهایی مفاصل بازوها و خطای عمودی میشد، خطا به مقدار ?/? سانتیمتر افزایش یافت. با اضافه نمودن این مقدار به مقادیر وارده در رابطه کاربری میتوان این خطا را از بین برد. همچنین برای رفع افت عمودی دستگاه با حرکت در صفحه افقی یک معادله رگرسیون خطی با ضریب تبیین ?? درصد ارائه شد که این خطارا به شدت کاهش داد.
کلمات کلیدی: رباتیک، سامانه برداشت مکانیزه، ربات استوانهایی، کینماتیک

