لینک فایل پروژه و تحقیق- رباتها و کاربرد آنها - در 60 صفحه-docx

    ربات یک ماشین هوشمند است که قادر است در شرایط خاصی که در آن قرار می گیرد، کار تعریف شده ای را انجام دهد و همچنین قابلیت تصمیم گیری در شرایط مختلف را نیز ممکن است داشته باشد. با این تعریف می توان گفت ربات ها برای کارهای مختلفی می توانند تعریف و ساخته شوند.مانند کارهایی که انجام آن برای انسان غیرممکن یا دشوار باشد.

    برای مثال در قسمت مونتاژ یک  کارخانه اتومبیل سازی، قسمتی هست که چرخ زاپاس ماشین را در صندوق عقب قرار می دهند، اگر یک انسان این کار را انجام دهد خیلی زود دچار ناراحتی هایی مثل کمر درد و ...می شود، اما می توان از یک ربات الکترومکانیکی برای این کار استفاده کرد و یا برای جوشکاری و سایر کارهای دشوار کارخانجات هم همینطور.

    ربات هایی که برای اکتشاف در سایر سیارات به کار میروند هم از انواع ربات هایی هستند که در جاهایی که حضور انسان غیرممکن است استفاده می شوند.

کلمه ربات توسط Karel Capek  نویسنده نمایشنامه R.U.R  (روبات‌های جهانی روسیه) در سال 1921 ابداع شد. ریشه این کلمه، کلمه چک اسلواکی1(robotnic) به معنی کارگر می‌باشد.

در نمایشنامه وی نمونه ماشین، بعد از انسان بدون دارا بودن نقاط ضعف معمولی او، بیشترین قدرت را داشت و در پایان نمایش این ماشین برای مبارزه علیه سازندگان خود استفاده شد.           

    البته پیش از آن یونانیان مجسمه متحرکی ساخته بودند که نمونه اولیه چیزی بوده که ما امروزه ربات می‌نامیم.

    امروزه معمولاً کلمه ربات به معنی هر ماشین ساخت بشر که بتواند کار یا عملی که به‌طور طبیعی توسط انسان انجام می‌شود را انجام دهد، استفاده می‌شود.

    بیشتر ربات‌ها امروزه در کارخانه‌ها برای ساخت محصولاتی مانند اتومبیل؛ الکترونیک و همچنین برای اکتشافات زیرآب یا در سیارات دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

    رُبات1 یا روبوت وسیله‌ای مکانیکی جهت انجام وظایف مختلف است. یک ماشین که می‌تواند برای عمل به دستورات مختلف برنامه‌ریزی گردد و یا یک سری اعمال ویژه انجام دهد. مخصوصا آن دسته از کارها که فراتر از حد توانایی‌های طبیعی بشر باشند. این ماشینهای مکانیکی برای بهتر به انجام رساندن اعمالی از قبیل احساس کردن درک نمودن و جابجایی اشیا یا اعمال تکراری شبیه جوشکاری تولید می‌شوند.

1-1-1- تعاریف ربات

    همیشه بین صاحب نظران رباتیک و فعالان رباتیک در دانشگاه ها بحث در مورد تعریف ربات وجود داشته است، گاهی اوقات بر اساس تولید ربات، در شرکتی، تعریفی صنعتی و بر اساس تولید آن شرکت از ربات ارایه می شود و در مواردی نسبت به تکنولوژی ربات توصیف شده است.

    با این همه در زمان کنونی فناوری ساخت ربات در حدی است که با تکیه بر تکنولوژی جدید و پیشرفته کنونی و با کمی آینده نگری می توان تعریف عینی و دست یافتنی از ربات کرد.

در این جا چند تعریف معتبر ذکر شده است:

یک دستگاه یا وسیله خود کاری که قادر به انجام اعمالی است که معمولا به انسانها نسبت داده می شود و یا مجهز به قابلیتی است که شبیه هوش بشری است.

    یک ربات هوشمند ،ماشین خودکار چند منظوره ای است که طیف وسیعی از وظایف متفاوت را، تحت شرایطی که حتی ممکن است به آن شناخت کافی نداشته باشد ،همانند انسان آن را انجام دهد.

دو تعریف دیگر در رابطه با کلمه ربات از قرار زیر می باشند :

1- تعریفــی که توسط Concise Oxford Dic.  صورت گرفتــه است؛ ماشینی مکانیکی با ظاهر یک انسان که باهوش و مطیع بوده ولی فاقد شخصیت است. این تعریف چندان دقیق نیست، زیرا تمام رباتهای موجود دارای ظاهری انسانی نبوده و تمایل به چنین امری نیز وجود ندارد.

2- تعریفی که توسط مؤسسه ربات آمریکا صورت گرفته است؛ وسیله ای با دقت عمل زیاد که قابل برنامه ریزی مجدد بوده و توانایی انجام چند کار را دارد و برای حمل مواد، قطعات، ابزارها یا سیستم های تخصصی طراحی شده و دارای حرکات مختلف برنامه ریزی شده است و هدف از ساخت آن انجام وظایف گوناگون می باشد.

1-1-2- علم رباتیک

    دانشمند مسلمان کردتبار ، ابو العز بن اسماعیل بن الرزاز الجزری در سال 515 هجری شمسی در شهر الجزری واقع در شمال عراق امروزی پا به این جهان گذاشت .او در شهر دیاربکر واقع در ترکیه امروزی مشغول به تحصیل و فرا گیری علم شد و تا آخر عمر در دیاربکر زندگی کرد و در سال 585 هجری شمسی درگذشت . لازم به ذکر است در آن دوره الجزری و دیاربکر جزئی از سرزمین ایران بود. الجزری نخستین ربات قابل برنامه‌ریزی انسان نما را در اواخر عمرش ساخت . به این علت او به عنوان پدر علم مهندسی رباتیک جهان شناخته می شود . اختراع او ، یک قایق آبی بود که در آن چهار نوازنده‌ ی مصنوعی موسیقی برای مراسم و برنامه‌های جشن سلطنتی، آهنگ می‌نواختند و حاضران را سرگرم می‌کردند ، سازها به صورت هیدرولیک1 و با کمک آب برنامه ریزی می شود . او در سال 585 هجری شمسی کتابی با نام " دانستنی هایی در رابطه با مکانیزم های هوشمند " نوشت . این ربات انسان نما و چند مکانیزم موتوری انتقال آب و چند ساعت از زیبا ترین طرحهای او در این کتاب می باشد.

    علم رباتیک از سه شاخه اصلی تشکیل شده است :

• الکترونیک ( شامل مغز ربات)
• مکانیک (شامل بدنه فیزیکی ربات)
• نرم افزار (شامل قوه تفکر و تصمیم گیری ربات)

    اگریک ربات را به یک انسان تشبیه کنیم، بخشهایی مربوط به ظاهر فیزیکی انسان را متخصصان مکانیک می سازند، مغز ربات را متخصصان الکترونیک توسط مدارای پیچیده الکترونیک طراحی و  می سازند و کارشناسان نرم افزار قوه تفکر را به وسیله برنامه های کامپیوتری برای ربات شبیه سازی می کنند تا در موقعیتهای خاص ، فعالیت مناسب را انجام دهد.

1-1-3- مزایای رباتها

1- رباتیک و اتوماسیون در بسیاری از موارد می توانند ایمنی، میزان تولید، بهره و کیفیت محصولات را افزایش دهند.

2-  رباتها می توانند در موقعیت های خطرناک کار کنند و با این کار جان هزاران انسان را نجات دهند.
3-  رباتها به راحتی محیط اطراف خود توجه ندارند و نیازهای انسانی برای

کلمات کلیدی : پروژه و تحقیق رباتها و کاربرد آنها, ربات, روبوت, Robot, رباتیک, انواع رباتها, علم رباتیک, ربات مسیر یاب, رباتها,
در این سایت هیچ فایلی برای فروش قرار نمی گیرد. برای پشتیبانی و خرید فایل به مراجعه بفرمائید:

لینک فایل پروژه و تحقیق- تحلیل سیستم ها و طبقه بندی انواع آن- در 75 صفحه-docx

. هر روز با "سیستمهای گوناگون حمل و نقل" روبرو هستیم. گاه از سیستمهای داخلی بدن خود ، مانند سیستم گوارش رنج می بریم. مهمترین دستگاه بدن ما ، یعنی دستگاه مغز و سیستم مرکزی اعصاب ، سیستم حیاتی و اسرار آمیزی است.

در نظر اول همه این سیستمهایی که برشمردیم ، بسیار متفاوت با یکدیگر جلوه می کنند. پس چرا ما همه آنها را با نام "سیستم" می خوانیم؟ سببش این است که همه آنها از یک لحاظ با یکدیگر شباهت دارند. البته همه آنها دستگاههایی هستند که از قسمت های گوناگون تشکیل شده اند اما همه این قسمتها به یکدیگر وابسته اند و با هم روابط متقابل دارند.

با این همه ، کلمه "سیستم" خالی از ابهام نیست. زیرا با آنکه ما معنی آنرا می دانیم (یا خیال می کنیم که می دانیم) ، بسیار دشوار است که بتاونیم تعریف روشن و دقیقی از آن به دست دهیم. به همین دلیل ، پیش از آنکه کلمه "سیستم" را تعریف کنیم ، بهتر است که اندکی بیشتر درباره موارد استعمال آن سخن بگوییم.

به هر جا که نظر افکنیم ، در دورادور خود سیستمهای گوناگونی را می بینیم: سیستمهای بسیار بزرگی چون "منظومه شمسی" – که تازه خود چون ذره کوچک و بی مقداری از "سیستم کهکشان" است ، و خود کهکشان نیز یکی از سیستمهای کهکشانهای بی شمار کیهانی است که دیدن آنها امکان پذیر می باشد- و سیستمهای بسیار کوچکی مانند "سیستمهای سلولی" در قلمرو بیولوژی و "سیستمهای اتمی" در قلمرو فیزیک. از اینها گذشته ، سیستمهای دیگری نیز وجود دارند مانند : "سیستمهای مکانیکی" مثل موتورها ومولدهای برق ، "سیستمهای بیولوژیکی" مانند انسان و حیوانات و نباتات ، و "سیستمهای اجتماعی" مانند کارخانه ها و احزاب سیاسی و خانواده. هنگامی که یک سیستم مکانیکی با یک سیستم بیولوژیکی با هم جمع آیند – مانند هنگامی که انسانی اتومبیل یا هواپیمایی را براند -  با نوع دیگری از سیستمها روبرو می شویم که نامشان "سیستمهای انسان به علاوه ماشین" است. همچنین مشاهده می کنیم که "سیستمهای طبیعی" ای نیز وجود دارند که بدون دخالت انسان کار می کنند ، مانند "جنگلها" و "رودخانه ها" که هر یک از آنها "سیستم طبیعی" مستقل و خاصی است.

تعاریف زیادی برای سیستم ارائه شده است که یکی از دلایل این تنوع ، دیدگاه و نوع سیستمهای مورد مطالعه توسط ارائه کننده تعریف است . در اینجا ، چند مورد از آنها ارائه می گردد:

1. سیستم ، مجموعه ای از اجزاء است که در یک رابطه منظم با یکدیگر فعالیت می کنند .
2. سیستم ، مجموعه ای از اجزاء مرتبط است که در راستای دستیابی به مأموریت خاصی ، نوع و نحوه ارتباط بین آنها بوجود آمده باشد .
3. سیستم ، مجموعه ای است از متغیرها که بوسیله یک ناظر (Observer) انتخاب شده اند . این متغیرها ممکن است اجزاء یک ماشین پیچیده ، یک ارگانیسم یا یک موسسه اجتماعی باشند .

طبق تعریف فوق که توسط اشبی در سال 1960 ارائه شده ، سه موضوع متفاوت وجود دارد :

        یک واقعیت (شئ مشاهده شده )

        یک برداشت (درک) از واقعیت

        یک بیان (نمایش) از برداشت صورت گرفته

اشبی ، اولی را Machine  ، دومی را System و سومی را Model می نامید .

1. سیستم ، بخشی از جهان واقعی است که ما انتخاب و آنرا در ذهن خود به منظور در نظر گرفتن و بحث و بررسی تغییرات مختلفی که تحت شرایط متفاوت ممکن است در آن رخ دهد ، از بقیه جهان جدا می کنیم . ( این تعریف از J.W. Gibbs است)
2. تعریف راسل ایکاف از سیستم :

سیستم مجموعه ای از دو یا چند عنصر(element) است که سه شرط زیر را داشته باشد :

        هر عنصر سیستم بر رفتار و یا ویژگیهای کل(whole) سیستم ، موثر است .

به عنوان مثال رفتار اجزایی از بدن انسان مثل قلب و مغز و شش می توانند عملکرد و ویژگیهای بدن انسان را به عنوان یک کل تحت تاثیر قرار دهند .

        بین عناصر سیستم از نظر رفتاری و نوع تاثیر بر کل سیستم ، وابستگی متقابل وجود دارد .

یعنی نحوه رفتار هر عنصر و نیز نحوه تاثیر هر عنصر بر کل سیستم ، بستگی به چگونگی رفتار حداقل یک عنصر دیگر از سیستم دارد . به عنوان مثال در بدن انسان ، نحوه رفتار چشم بستگی به نحوه رفتار مغز دارد .

        هر زیر مجموعه ای از عناصر تشکیل شود ، بر رفتار کل سیستم موثر است و این تاثیر بستگی به حداقل یک زیر مجموعه دیگر از سیستم دارد . به عبارت دیگر اجزای یک سیستم چنان به هم مرتبط اند که هیچ زیر گروه مستقلی از آنها نمی توان تشکیل داد .

تعریف فوق ، یکی از تعاریف عمیق و دقیق سیستم است که درک آن نیاز به تعمق دارد . نتایجی که از تعریف فوق در مورد سیستم می توان گرفت :

1. هر سیستم ، یک کل است که نمی توان آنرا به اجزاء مستقل تقسیم نمود .
2. هر جزء سیستم ، ویژگیهایی دارد که اگر از سیستم جدا شود ، آنها را از دست می دهد . به عنوان مثال چشم به عنوان جزئی از سیستم بدن انسان ، اگر از بدن جدا باشد ، نخواهد دید .
3. هر سیستم ، ویژگیهایی دارد که در هیچ یک از اجزاء ، بطور مستقل وجود ندارد . به عنوان مثال ، انسان به عنوان یک سیستم می تواند بخواند و بنویسد که هیچ یک از اجزاء بدن ، به تنهایی قادر به این کار نیستند .
4. وقتی سیستم به اجزاء مستقلی تقسیم شود ، برخی از ویژگیهای ضروری خود را از دست می دهد .
5. اگر اجزاء یک موجودیت (entity) با یکدیگر تعامل نداشته باشند ، تشکیل یک مجموعه می دهند نه یک سیستم . به عبارت دیگر ، مشخصه مهم یک سیستم ، تعامل و ارتباط است و ویژگیهای اصلی سیستم از تعامل اجزاء بدست می آید نه از رفتار مستقل اجزاء . به عنوان مثال اگر قطعات یک خودرو را به صورت منفک در یک مکان کنار یکدیگر قرار دهیم ، تشکیل خودرو نخواهند داد .

    بازخور( Feedback )

بازخور یا پس خوراند یکی از مکانیسمهایی است که در اغلب سیستمها به گونه ای موجود است . ترموستاتها ساده ترین دستگاههای مکانیکی هستند که با مکانیسم بازخور عمل می کنند . ترموستاتها با افزایش یا کاهش دما ، اقدام به قطع یا وصل دستگاه می کنند . برخی موشکهای رها شده از هواپیما از طریق بازدریافت برخورد امواج رادار  مسیر خود را اصلاح می کنند . در سیستمهای طبیعی نیز نظام بازخور وجود دارد . موجودات زنده با دریافت نشانه های هشدار ، رفتار خود را تغییر می دهند . رابطه یک ارگانیسم زنده و محیط آن ارتباطی دوجانبه و مبتنی بر اصل بازخور است. یک ارگانیسم زنده بر روی محیط خودش تاثیر می گذارد . مکانیسم بازخور معمولا با مکانیسم کنترل همراه است . راننده ای که هدایت یک اتومبیل را برعهده دارد ، اطلاعاتی را از طریق حواس خویش از مسیر دریافت و با آن اطلاعات اتومبیل را کنترل می کند . بازخوردهایی که راننده پیوسته از محیط می گیرد ، او را در تصمیم هایش قبل از پیچاندن فرمان ، کم یا زیاد کردن سرعت و ترمز بموقع و ... یاری می دهد . 

تعریفی دیگر از بازخور : بازخور ، فرایندی است که طی آن یک سیگنال ، از زنجیره ای از روابط علی عبور کرده تا اینکه مجددا بر خودش تاثیر بگذارد . با توجه به نوع تاثیر مجدد ، دو نوع بازخور وجود دارد :

بازخور مثبت : افزایش (کاهش) یک متغیر ، نهایتا موجب افزایش (کاهش) بیشتر آن متغیر می شود .

بازخور منفی : افزایش (کاهش) در یک متغیر ، نهایتا موجب کاهش (افزایش ) آن متغیر می گردد .

مثال : یک تغییر در دمای اتاق در اثر حمله هوای سرد را در نظر بگیرید . این کاهش ممکن است منجر به فعالیت های مختلفی شود . مثلا افراد حاضر در اتاق لباس گرم بپوشند یا به اتاق گرم تر بروند یا ترموستات ، بخاری را روشن نماید . فعالیت بخاری ممکن است موجب وقوع خیلی چیزها شود . مثلا سطح سوخت مخزن بخاری پایین بیاید و موجب خرید سوخت در آینده شود . یا موجب پوسیدگی و گسستگی کوره و تعمیر آن در آینده گردد . اما هیچ یک از اینها تاثیر بازخور روی دمای اتاق ندارند . فعالیت مهم کوره از دید ما (به عنوان تحلیل گر دمای اتاق) تشعشع گرما در اتاق است که موجب افزایش دمای اتاق می گردد . یعنی یک کاهش در دمای اتاق ، نهایتا موجب  افزایش در دمای اتاق شد .

    محیط سیستم ( System Environment )

محیط سیستم را عواملی تشکیل می دهد که در خارج از سیستم قرار می گیرند . شناسایی محیط و عوامل محیطی معمولا به سادگی انجام نمی گیرد . زیرا مرز سیستم با محیط ، مرزهای ظاهری آن نیست . طبق تعریف چرچمن ، محیط ، عوامل و اشیایی را شامل می شود که در رابطه خود با سیستم موثر و غیر قابل تغییرند . او به مدیران توصیه می کند در رابطه با شناسایی عوامل محیطی دو سوال مطرح کنند : اول اینکه ، آیا عامل مورد نظر سیستم را متاثر می سازد یا خیر ؟ اگر پاسخ این سوال مثبت باشد ، سوال دوم را بدین سان مطرح می سازد : آیا سیستم قادر به تغییر آن عامل است ؟ بعبارت دیگر می تواند آن محدودیت یا مانع را از پیش پای فعالیت های خود بردارد ؟ در صورتی که پاسخ سوال دوم منفی باشد ، آن عامل ، یک عامل محیطی است .

تعریف محیط بستگی به ناظر و منظور دارد . به عنوان مثال ، یک خانه ، برای یک معمار با تمام اجزاء ، یک سیستم است . ولی برای مهندس مکانیک ، سیستم حرارتی ، یک سیستم و خانه محیط آن است . برای یک روانشناس ، سیستم حرارتی و برقی ، نامربوط هستند ( جزئی از سیستم و محیط آن ، نیستند . )

    سیستم بسته ( Closed System )

سیستمی است که محیط ندارد . به عبارت دیگر ، سیستمی است که هیچ تعاملی با هیچ عنصر خارجی ندارد .

    حالت سیستم (State of a System  )

مجموعه ویژگیهای یک سیستم را در هر لحظه از زمان ، حالت سیستم در آن لحظه گویند .

    سیستم ایستا

سیستمی است که یک حالت بیشتر ندارد . هیچ رویدادی در آن رخ نمی دهد .

    سیستم دینامیک

سیستمی است که حالت آن در طول زمان تغییر کند . در این سیستم رویداد وجود دارد . دینامیک یا استاتیک بودن یک سیستم بستگی به ناظر و منظور دارد . به عنوان مثال یک سازه فلزی ممکن است از دید ما استاتیک و از دید یک مهندس سازه ، دینامیک باشد .

    سیستم هومواستاتیک (Homeostatic System )

یک سیستم استاتیک است که عناصر و محیط آن دینامیک باشند . این نوع سیستمها در برابر تغییراتی که در محیط آنها بوجود آید و نیز در برابر اختلال هایی که از درون بر آنها وارد آید ، واکنش نشان داده و این واکنش در برابر خنثی سازی تغییر است . به عنوان مثال یک ساختمان را در نظر بگیرید که دمای درون خود را در برابر تغییر دمای محیط ثابت نگه می دارد . بدن انسان نیز که سعی می کند دمای درونی خود را در میزان مشخصی ثابت نگه دارد ، از این دیدگاه یک سیستم هومواستاتیک است .

فصل دوم

تاریخچه سیستمها

تاریخچه سیستمها

تاریخچه نظریه سیستمها را از دو دیدگاه می توان بررسی نمود. دیدگاه اول  برای بررسی روند توسعه نظریه سیستمها ترجیح می دهد به بررسی روند تحولات و رویدادهایی بپردازد که در دانشگاه های آمریکا ( و بخصوص دانشگاه MIT ) در سالهای 1940 تا 1970 رخ داد . دیدگاه دوم به بررسی روند تحول در شیوه های نگرش به جهان و متدولوژی علم در سطح جهان می پردازد . آنچه در پی می آید ، خلاصه ای از دو نگرش فوق است .

الف) تحولات دانشگاه MIT :

پس از جنگ جهانی دوم ، سه جهش در دانشگاه MIT بوجود آمد که هریک 10 سال به درازا کشید . در این جهش ها اندیشه و علم پیشرفت های بزرگی کردند و دنیا با شناخت های جدیدی از سایبرنتیک(Cybernetics)  گرفته تا حادترین مسئله روز یعنی محدودیت رشد اقتصادی آشنا شد .

در جریان بسط و نشر و حرکت و تحول افکار و آراء ، رشته  های گوناگون دانش ، از روشها و لغات و اصطلاحات یکدیگر استفاده می کنند و به این ترتیب زمینه های بکر و دست نخورده بارور می شوند .

در سالهای 1940 تا 1950 رابطه میان ماشین و ارگانیسم مورد مطالعه قرار می گیرد . در این دوران مفاهیمی همچون بازخور (Feedback) که تا آن زمان در مورد ماشین ها بکار می رفت ، در مورد ارگانیسم نیز بکار رفتند و راه پیدا شدن دو دانش جدید یعنی اتوماسیون و انفورماتیک هموار گردید .

در دهه 1940 چندین سمینار (بیش از ده مورد) برگزار شد که در آنها متخصصینی از رشته های مختلف (از مکانیک و الکترونیک تا زیست شناسی و فیزیولوژی و ریاضیات ) شرکت جستند و به تبادل اطلاعات و نظریات پرداختند . دانشمندان کم کم دریافتند که برخی مسائل فقط با همکاری متخصصان رشته های مختلف قابل حل اند . به عبارت دیگر ، بررسی و حل برخی مسائل به دیدگاهی فراتر از دیدگاه یک رشته خاص نیاز دارد .

در سال 1948 کتاب "سایبرنتیک" (علم مربوط به چگونگی ارتباطات در انسان و ماشین) توسط وینر (Norbert Wiener) منتشر شد. وینر استاد درس ریاضی در دانشگاه MIT بود که در پروژه ساخت و به کارگیری دستگاههای نشانه گیری خودکار برای توپ های ضدهوایی  با همکاری مهندس جوانی بنام جولی ین بیگلاو (Julian Biglow) شرکت جست و به دنبال آن شباهتهایی بین ناهنجاریهای رفتاری در این دستگاهها و بعضی اختلالات در بدن انسان ( که در پی آسیب دیدگی مخچه بوجود می آیند ) پیدا کردند .

بررسی های انجام شده در آن زمان نشان می داد اگر مخچه انسان آسیب ببیند ، بیمار قادر نخواهد بود حتی لیوان آب را بردارد و بنوشد . آنقدر لرزش دستهای بیمار زیاد می شود که سرانجام محتوی لیوان را به بیرون خواهد ریخت . با توجه به شباهت این اختلال با اختلال موجود در دستگاههای هدف گیری خودکار هواپیما ، نتیجه گرفتند که برای کنترل حرکاتی که جهت به انجام رساندن مقصود معینی انجام می شوند ، اولا باید اطلاعاتی در دست داشت و ثانیا این اطلاعات باید در مدار بسته ای گردش کنند . در این مدار بسته ، نتایج و آثار حرکات و فعالیت ها ارزیابی و سپس براساس تجارب گذشته ، حرکات بعدی تعیین می گردد . بدین ترتیب بازخور منفی (Negative Feedback) مطرح شد که هم در تجهیزات و هم در انسان بکار می رفت .

در سال 1948 ، کتاب "نظریه ریاضی ارتباطات" نیز توسط شانون (Shannon) منتشر شد و دو کتاب فوق مبنای سایبرنتیک و نظریه اطلاعات قرار گرفتند .

در دهه 1950 دوباره توجه از ارگانیسم به سوی ماشین منعطف می شود و مفاهیمی همچون حافظه و فراگیری در مورد ماشین هم بکار می رود و به این ترتیب مقدمات پدید آمدن دانش های نوینی همچون بیونیک (علمی که می کوشد ماشین های الکترونیکی را به تقلید از بعضی از دستگاههای موجودات زنده بوجود آورد . ) و هوش مصنوعی بوجود می آید .

در دهه 1960 در زمینه سایبرنتیک و دینامیک سیستم پیشرفت های مهمی بوجود آمد. جی فارستر (Jay Forrester) در سال 1961 به سمت استادی در مدرسه مدیریت دانشگاه MIT برگزیده شد و مبحث دینامیک صنعتی (Industrial Dynamics) را بوجود آورد . هدف او از طرح این موضوع آن بود که سازمانها و موسسات صنعتی را همانند سیستمهای سایبرنتیک بنگرد و از راه شبیه سازی (Simulation) ، نحوه کارشان را دریابد . او در سال 1964 دینامیک صنعتی را به سیستم های شهری نیز تعمیم داد و دینامیک شهری (Urban Dynamics) را مطرح نمود و بدنبال آن در سال 1971 با انتشار کتاب دینامیک جهان(World Dynamics ) ، رشته دینامیک سیستمها (System Dynamics) را بنیان نهاد .

ب ) تحولات متدولوژی علم :

کلمات کلیدی : پروژه و تحقیق سیستمها, System, تعریف سیستم, بازخور مثبت و منفی, انواع سیستم ها, سیستم ایستا, بازخورد, سیستم دینامیک, تحلیل سیستمها, تحلیل سیستم ها
در این سایت هیچ فایلی برای فروش قرار نمی گیرد. برای پشتیبانی و خرید فایل به مراجعه بفرمائید:

لینک فایل کتاب- اصول طراحی و ساخت سازه های پوسته ای- در 50 صفحه-docx

سازه‌های پوسته‌ای

 در بیشتر موارد با استفاده از بتن مسلح ساخته می‌شوند به همین دلیل سازه‌های بتن پوسته‌ای نیز نامیده می‌شوند.ضمن آن که پوسته‌ها در طبیعت از متنوع ترین فرم‌هایی هستند که در دنیای فیزیکی اطراف ما یافت می‌شوند. واژهٔ پوسته تداعی کنندهٔ اشکال موجود در طبیعت مانند تخم پرندگان، پوستهٔ نرم تنان می‌باشد. این لغت یک نمود ذهنی با دو ویژگی ویژه را مجسم می‌سازد:

1. پوسته‌ها محکم و منحنی شکل اند
2. سطوح صاف و مسطح هرگز در بهترین حالت (یک سلول یا جعبه)، نمی‌توانند یک پوسته را تشکیل دهند.

عملکرد کلی پوسته‌ها

1. یک ورق کاغذ، به طور عادی در دست خم می‌شود و حتی توانایی تحمل وزن خود را هم ندارد، اما اگر به قسمت میانی کاغذ اندکی فشار وارد شود، به طوری که گوشه‌های آن کمی رو به بالا خم شوند، این فرم علاوه بر وزن خود، مقداری بار اضافی را نیز تحمل می‌کند. این افزایش ظرفیت تحمل بار توسط سازه، به دلیل استفاده از فرم مناسب است. انحنای رو به بالا، سختی و ظرفیت تحمل بار کاغذ را افزایش می‌دهد، زیرا این فرم موجب می‌شود مقداری از مصالح دور از مرکز ثقل جسم قرار بگیرد، بنابراین با خم کردن ورق کاغذ مقاومت خمشی جسم افزایش می‌یابد.
   پوسته،سازه ای نازک با سطح منحنی می باشد که بارها را بصورت کشش، فشار و برش به تکیه گاه ها منتقل می نماید.سازه های پوسته ای مشابه طاقهای سنتی
   می باشد با این تفاوت که سازه ی پوسته ای در برابر نیروهای کششی مقاوم می باشد.اغلب پوسته ها ی معماری از بتن مسلح ساخته شده اند همچنین از تخته ی چند لایی ،فلز پلاستیک های شیشه ای مسلح هم استفاده می شود.پوسته ها به علت شکل منحنی خود مقاومت خوبی در برابر بارهای گسترده ی یکنواخت در سازه هایی مانند سقف دارند اما مقاومت این نوع سازه به علت نازک بودن،در برابر خمش های ناحیه ای که ازطریق بارهای متمرکزتولید شده قابل توجه نمی باشد.
   
   انواع پوسته
   
   پوسته‌ها بر اساس:
2. نوع شکل گیری
3. فرم
4. هندسه

طبقه بندی می‌شوند. در این تقسیم بندی هدف ارائه رفتار و عکس العمل‌های یکسان در گروه‌های مختلف پوسته هاست.

۱)تقسیم بندی از نظر نوع شکل گیری

پوسته‌ها از نظر شکل گیری به پوسته‌های دورانی((چرخش (فیزیک))) و پوسته‌های انتقالی((Transational)) تقسیم می‌شوند. در پوسته‌های دورانی، شکل گیری پوسته ناشی از دوران یک منحنی حول یک محور و در پوسته‌های انتقالی ناشی از انتقال یک منحنی در طول یک خط یا یک منحنی است.

۲)تقسیم بندی از نظر فرم

پوسته‌ها از نظر نوع انحنای پوسته به دو گروه پوسته‌های سین کلاستیک و پوسته‌های آنتی کلاستیک تقسیم می‌شوند. پوسته‌های سین کلاستیک دو منحنی دارند و خطوط انحنا در هر جهت آن‌ها یکسان است. پوسته‌های آنتی کلاستیک((زین اسبی))انحنای مضاعف و خطوط انحنا در جهت‌های مخالف دارند.

۳)تقسیم بندی از نظر هندسه به

1. پوسته‌های قابل توسعه
2. پوسته‌های غیر قابل توسعه

تقسیم می‌شوند

۳-۱)پوسته‌های قابل توسعه

پوسته‌هایی هستند که بتوان سطح هندسی آن‌ها را بدون ایجاد بریدگی، تنش یا تغییر شکل به شکل صفحهٔ مستوی در آورد. مانند پوسته‌های استوانه‌ای.

پوسته‌های گهواره‌ای که فقط در یک جهت انحنا دارند و از دوران یک منحنی در طول مسیر مستقیم شکل می‌گیرند، پوسته‌های قابل توسعه‌اند. در این پوسته‌ها اغلب از اشکال نیم دایره و سهمی استفاده می‌شود و تکیه گاه‌ها فقط در گو شه‌ها هستندو در جهت طولی و در جهت انحنا دهانه را می‌پوشانند.[۴]

پوسته‌های قابل توسعه خود به چند بخش تقسیم می‌شوند:

الف) پوسته‌های استوانه‌ای

که این خود به

1. پوسته‌های استوانه‌ای کوتاه
2. پوسته‌های استوانه‌ای بلند

تقسیم می‌شود

ب) پوسته‌های متقاطع

که این خود به

1. پوسته‌های متقاطع دو بخشی
2. پوسته‌های متقاطع چند بخشی
3. مخروط‌ها و شبه مخروط‌ها

تقسیم می‌شود.

الف-۱-۳)پوسته‌های استوانه‌ای

در طبیعت به ندرت یافت می‌شود. می‌توان به فرم لوله‌ای ساقهٔ گیاهانی مانند بامبو اشاره کرد. جز اصلی تشکیل دهندهٔ استوانه، شکل کلی پوسته است. یک ورقهٔ کاغذ به طور طبیعی تقریباً قادر به هیچ گونه مقاومتی در مقابل خمش نیست، اما با لوله کردن مقاومت آن بیشتر می‌شود.

۱-الف-۱-۳)پوسته‌های استوانه‌ای کوتاه

این نوع پوسته‌ها اغلب در گوشه‌ها دارای تکیه گاه هستند و در یکی از دو جهت یا ترکیبی از هر دو جهت عمل می‌کنند. اولین مورد استفاده از این نوع پوسته‌ها، عملکرد پوسته به عنوان دال است که فاصلهٔ بین قوس‌ها را می پو شاند، در این حالت هر انتها را می‌توان به وسیلهٔ یک قوس سخت و مقاوم کرد. دومین روش برای آن که لبهٔ طولی پایین‌تر به وسیلهٔ یک تیر سخت شود، آن است مه از پوسته‌های نازک تر که مانند مجموعه‌ای از قوس‌های مجاور هم رفتار می‌کنند و فاصلهٔ بین تیرهای کناری را می پو شانند، استفاده کرد.

  پوسته های استوانهای کوتاه که به عنوان:(الف)فاصله بین قوسها با دال پوشانده شده است،(ب)مجموعهای از قوسهای مجاور هم که فاصله ی بین تیرها ی کناری را پوشانده اند.مقایسه این دو با (ج)طاق استوانه ای که باید در طول پایه،تکیه گاه ممتد داشته باشد،رفتار کند

۲-الف-۱-۳)پوسته‌های استوانه‌ای بلند

این نوع پوسته‌ها اغلب در گوشه‌ها دارای تکیه گاه هستند و مانند تیرهای بزرگ در جهت طولی عمل می‌کنند، در نتیجه تنش‌ها در این گونه پوسته‌ها مشابه تنش‌های خمشی در یک تیر است. بخش بالایی در سر تا سر طول پوسته تحت فشار است در حالی که بخش پایینی تحت کشش می‌باشد.

پوسته ی استوانه ای بلند مانند تیری که فاصله ی بین دو تکیه گاه را می پوشاند رفتار می کند.افزایش تنش فشاری در بالا و تنش کششی پوسته در پایین پوسته اتفاق می افتد.

نسبت دهانه به ارتفاع در پوسته های استوانه ای بر روی مقدار تنش تاثیر داشته و آن را افزایش میدهد. همچنین افزایش این نسبتها میزان پوشش در دهانه ی بزرگ را افزایش می دهد.اگر ارتفاع از دهانه در این پوسته بیشتر باشد ارتفاع فشار تحتانی کاهش پیدا کرده و نیروی کششی در بالا امکان ایجاد پوسته ی با ضخامت کمتر را فراهم می کند. در تئوری بهترین نسبت دهانه به ارتفاع در حدود 2 می باشد،که حداقل حجم بتن و فولاد مصرفی را نیاز دارد.در عمل از نسبت های 6 تا 10به سبب ملاحظات فنی و حداقل ضخامت مورد نیاز و با توجه به قوانین ساختمانی یا ساختمانهای ساخته شده،معمول تر است.

کلمات کلیدی : سازه های پوسته ای, معماری, طراحی و ساخت سازه های پوسته ای, ساخت سازه پوسته ای, سازه, بنای پوسته ای, رفتار سازه ای پوسته های, سازه منحنی, قالب بند
در این سایت هیچ فایلی برای فروش قرار نمی گیرد. برای پشتیبانی و خرید فایل به مراجعه بفرمائید:

لینک فایل کتاب- معرفی انواع سنسورهای صنعتی و کاربرد آنها- در 45 صفحه-docx

سنسور چیست؟ نوری الکترونی به صورت یک سیگنال الکتریکی تبدیل کند. بنابراین سنسور را می‌توان به عنوان یک زیر گروه از تفکیک کننده‌ها که وظیفه‌ی آن گرفتن علائم ونشانه‌ها از محیط فیزیکی و فرستادن آن به واحد پردازش به صورت علائم الکتریکی است تعریف کرد. البته سنسوری مبدلی نیز ساخته شده‌اند که خود به صورت IC  می‌باشند و به عنوان مثال (سنسورهای پیزوالکترونیکی، سنسورهای نوری). وقتی ما از سنسوری مجتمع صحبت می‌کنیم منظور این است که تکیه پروسه آماده‌سازی شامل تقویت کردن سیگنال، فیلترسازی، تبدیل آنالوگ به دیجیتال و مدارات تصحیح‌ می‌باشند، در غیر این صورت سنسوری که تنها سیگنال تولید می‌کند به نا سیستم موسوم هستند. در نوع پیشرفته به نام سنسور هوشمند یک واحد پردازش به سنسور اضافه شده است تا خورجی آن عاری از خطا باشد  منطقی‌تر شود. واحد پردازش سنسور که به صورت یک مدار مجتمع عرضه می‌شود اسمارت (Smart) نامیده می‌شود. یک سنسور باید خواص عمومی زیر را داشته باشد تا بتوان در سیستم به کار برد که عبارتند از: حساسیت کافی، درجه بالای دقت و قابلیت تولید دوباره خوب، درجه بالای خطی بودن، عدم حساسیت به تداخل و تاثیرات محیطی، درجه بالای پایداری و قابلیت اطمینان، عمر بالای محصول و جایگزینی بدون مشکل. امروزه با پیشرفت صنعت الکترونیک سنسوری مینیاتوری ساخته می‌شود که از جمله مشخصه‌ی آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: سیگنال خروجی بدون نویز، سیگنال خروجی سازگار با باس، احتیاج به توان پایین.  سنسور (sensor)یعنی حس کننده,و از کلمه  sens به معنی حس کردن گرفته شده و می تواند کمیت هایی مانند فشار، حرارت، رطوبت، دما، و … را به کمیتهای الکتریکی پیوسته (آنالوگ) یا غیرپیوسته (دیجیتال) تبدیل کند.سنسورها در انواع دستگاههای اندازه گیری، سیستمهای کنترل آنالوگ و دیجیتال مانندPLC مورد استفاده قرار می گیرند. عملکرد سنسورها و قابلیت اتصال آنها به دستگاههای مختلف از جملهPLC باعث شده است که سنسور بخشی از اجزای جدا نشدنی دستگاه کنترل اتوماتیک باشد. سنسور ها بر اساس نوع و وظیفه ای که برای آن ها تعریف شده اطلاعات را به سیستم کنترل  کننده می فرستند و سیستم طبق برنامه تعریف شده عمل می کند .

) تعریف عبارت سنسور :

واژه سنسور از سنس یعنی احساس کردن، گرفته شده است .سنسور یعنی چیزی که می تواند احساس

کند. همیشه در علم الکتروینک این نکته وجود دارد که برای اینکه بتوانید الکترونیک را در هر جایی مورد

استفاده قرار بدهید، باید پدیده ها را به زبان ولتاژ و جریان تبدیل کنید .سنسورها هم برای همین ساخته

شده اند؛ سنسورها در انواع مختلف بسته به نیاز مورد استفاده ساخته شده اند ، منتها همه ی سنسورها

پدیده مورد بررسی را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کنند یا اینکه بر سر راه یک مدار بسته می شوند؛ مثلا فتو سل ها یا سلولهای نوری که به نور حساسند : شما وقتی از سنسور نوری استفاده می کنید درحقیقت تاثیر نور را در یک فضا باآن قطعه مورد بررسی قرار می دهید .وقتی نور به فتوسل برسد یک

سیگنال الکتریکی تولید می کند بررسی اینکه چه اتفاقی می افتد مربوط می شود به جنس ماده ای که در

این سلولها استفاده می شود منتها نتیجه اینکه این سیگنال توسط یک مدار الکترونیکی تقویت و یا کنترل

می شود در نهایت می تواند یک پالس الکتریکی باشد .برای راه اندازی یک رله و ..تفاوت سنسورها در اینکه جنس و تحریک پذیری متفاوتی دارند مثلا سنسور حرارتی یا ترما سنس که به حرارت حساس است وقتی حرارت محیط به یک درجه معین برسد بازهم همان سیگنال را تولید می کند و یا اینکه مثل یک کلید راه جریان را قطع و یا وصل می کند .. سنسورهای حساس به دود که با موارد راداکتیو ساخته می شوند و کارکردن با آنها نیاز به حساسیت بیشتری دارد بر اثر دود تحریک می شوند و باز هم یک سیگنال الکتریکی تولید می کنند .سنسورهای صوتی و حتی حساس به امواج نیز وجود دارند .در ساخت و استفاده از سنسورها این نکته وجود دارد که کدام پدیده را توسط سنسور شناسایی کنیم . در ساخت و طراحی سنسورها باید به ذکر این نکته پرداخت که از خاصیت مواد مختلف استفاده می شود و بر اساس عکس العمل مواد و عنصرهای مختلف (در از دست دادن یا گرفتن الکترون ) ترکیباتی ساخته که دریک محفظه قرار داده می شود وبه نام سنسور در جاهای مختلف ازآنها استفاده می شود.

به طور کلی سنسور المان حس کننده ای است که کمیتهای فیزیکی مانند فشار، حرارت، رطوبت، دما، و… را به کمیتهای الکتریکی پیوسته (آنالوگ) یا غیرپیوسته (دیجیتال) تبدیل می کند .این سنسورها در انواع مورد استفاده قرار میگیرند . PLC دستگاههای اندازه گیری، سیستمهای کنترل آنالوگ و دیجیتال مانند باعث شده است که سنسور PLC عملکرد سنسورها و قابلیت اتصال آنها به دستگاههای مختلف از جمله بخشی از اجزای جدا نشدنی دستگاه کنترل اتوماتیک باشد .سنسورها اطلاعات مختلف از وضعیت اجزای متحرک سیستم را به واحد کنترل ارسال نموده و باعث تغییر وضعیت عملکرد دستگاهها می شوند.

حسگرهای رطوبت حسگر حرکت

زوج حسگر اولتراسونیک ( مافوق صوت )

سنسورهای بدون تماس

سنسورهای بدون تماس سنسورهائی هستند که با نزدیک شدن یک قطعه وجود آنرا حس کرده و فعال می

شوند .این عمل به نحوی که در شکل زیر نشان داده شده است می تواند باعث جذب یک رله ، کنتاکتور

و یا ارسال سیگنال الکتریکی به طبقه ورودی یک سیستم گردد.

کاربرد سنسورها

1) شمارش تولید : سنسورهای القائی ، خازنی و نوری

2 ) کنترل حرکت پارچه و ... : سنسور نوری و خازنی

3 ) کنترل سطح مخازن : سنسور نوری و خازنی و خازنی کنترل سطح

4 )تشخیص پارگی ورق : سنسور نوری

5 ) کنترل انحراف پارچه : سنسور نوری و خازنی

6 ) کنترل تردد :سنسور نوری

7) اندازه گیری سرعت :سنسور القائی و خازنی

8 ) اندازه گیری فاصله قطعه :سنسور القائی آنالوگ

مزایای سنسورهای بدون تماس

سرعت سوئیچینگ زیاد :

سنسورها در مقایسه با کلیدهای مکانیکی از سرعت سوئیچینگ بالایی برخوردارند ، بطوریکه برخی از آنها

( سنسور القائی سرعت ) با سرعت سوئیچینگ تا 25  KHz   کار می کنند .

طول عمر زیاد :

بدلیل نداشتن کنتاکت مکانیکی و عدم نفوذ آب، روغن، گرد و غبار و ... دارای طول عمر زیادی هستند.عدم نیاز به نیرو و فشار: با توجه به عملکرد سنسور هنگام نزدیک شدن قطعه، به نیرو و فشارنیازی نیست. قابل استفاده در محیطهای مختلف با شرایط سخت کاری: سنسورها در محیطهای با فشار زیاد،دمای بالا، اسیدی، روغنی، آب و ... قابل استفاده می باشند.عدم ایجاد نویز در هنگام سوئیچینگ : به دلیل استفاده از نیمه هادی ها در طبقه خروجی، نویزهای مزاحم (Bouncing Noise) ایجاد نمی شود .

امروزه کلمه سنسور به هیچ وجه از مفاهیمی مانند میکروپرسسور، ترانسپیوتر، انواع مختلف حافظه و سایر

عناصر الکترونیکی به عنوان یکی از لغات وابسته به دنیای نوآوری های تکنولوژی اهمیت کمتری راندارد .با

وجود این سنسور هنوز هم فاقد یک تعریف دقیق است همچنان که عباراتی از قبیل "پروب" ، " بعد سنج " ، " پیک آب " یا ترنسدیوسر " مدتها چنین بوده اند . بنابراین جای تعجب از اینکه انتشاراتی که با سنسورها سر و کار دارند غالبا بحث خود را با تعریفی از سسنسور می گشایند .کوشش های زیادی به عمل آمده است تا این کثرت تعاریف را محدود نماید .جدا از کلمه سنسور ما اصطلاحاتی از قبیل المان سنسور، سیستم سنسور، سنسور باهوش یا آگاه، تکنولوژی سنسور و غیره مواجه می شویم .چه چیزی است که در پشت کلمه سنسور به معنی توانایی SENSORIUN نهان شده است؟ کلمه سنسور یک کلمه تخصصی است که از کلمه لاتین به معنی "حس" بر گرفته شده است . پس از آشنایی با منشا مفهوم سنسور، ، senseus "حس کردن " یا تاکید کردن بر تشابه بین سنسورهای تکنیکی و اندام های حس انسانی واضح به نظر می رسد . شکل (1-1) این تشابه را نشان می دهد با وجود این ایده سنسور فراتر از این تشابه حرکت نموده و یک کلمه مترادف همه جانبه برای احساس کردن، تبدیل و ثبت مقادیر اندازه گیری شده به حساب می آید . یک سنسور یک کمیت فیزیکی معین را که باید اندازه گیری شود به شکل یک کمیت الکتریکی تبدیل می کند تغییر میدهد که می تواند پردازش شود یا بصورت الکترونیکی انتقال داده شود.بعد های فیزیکی را میتوان بر اساس دیاگرام شکل 1-2 طبقه بندی کرد. جدول 1-1  مثال هایی از بعد های فیزیکی را که سنسورها می توانند اندازه گیری کنند نشان می دهد.می توان سنسور را به یک زیر بخش عنصر حس کننده تفکیک کرد که، به عنوان نمونه ، فشار را به صورت انحراف یک غشا نیمه هادی، یا تغییری در شاخص انکسار بصورت کاهشی در شدت نور در یک فیبر نوری ثبت کند ؛ به علاوه یک عنصر تغییر دهنده یا مبدل داریم که انحراف غشا نیمه هادی ، که در آن مقاومت ها به شکل پل ساخته شده اند، را بصورت یک ولتاژالکتریکی تبدیل می نماید یا تغییری در شدت نور را با استفاده از یک پروسه تبدیل نوری الکترونی بصورت یک سیگنال الکتریکی تبدیل میکند .

یک سنسور می تواند به تنهایی از یک عنصر مبدل نیز تشکیل شود ) برای مثال یک سنسور پیزوالکترونیکی ، سنسورهای نوری(  چنین تعریفی از سنسور ها هیچ محدودیتی برروی اندازه یا شکل وضع آن وضع نمی نماید.

کلمات کلیدی : سنسورهای صنعتی,سنسور, سنسورهای خازنی, سلفی,سنسورهای آلتراسونیک, سنسورهای فتوالکتریک, مکاترونیک, الکترونیک, لیمیت سوییچ ها, الکترونیک صنعتی,
در این سایت هیچ فایلی برای فروش قرار نمی گیرد. برای پشتیبانی و خرید فایل به مراجعه بفرمائید:

لینک فایل پروژه و تحقیق-سنسورهای نوری و کاربرد آنها- در 54 صفحه-docx

سنسور چیست؟ نوری الکترونی به صورت یک سیگنال الکتریکی تبدیل کند. بنابراین سنسور را می‌توان به عنوان یک زیر گروه از تفکیک کننده‌ها که وظیفه‌ی آن گرفتن علائم ونشانه‌ها از محیط فیزیکی و فرستادن آن به واحد پردازش به صورت علائم الکتریکی است تعریف کرد. البته سنسوری مبدلی نیز ساخته شده‌اند که خود به صورت IC  می‌باشند و به عنوان مثال (سنسورهای پیزوالکترونیکی، سنسورهای نوری). وقتی ما از سنسوری مجتمع صحبت می‌کنیم منظور این است که تکیه پروسه آماده‌سازی شامل تقویت کردن سیگنال، فیلترسازی، تبدیل آنالوگ به دیجیتال و مدارات تصحیح‌ می‌باشند، در غیر این صورت سنسوری که تنها سیگنال تولید می‌کند به نا سیستم موسوم هستند. در نوع پیشرفته به نام سنسور هوشمند یک واحد پردازش به سنسور اضافه شده است تا خورجی آن عاری از خطا باشد  منطقی‌تر شود. واحد پردازش سنسور که به صورت یک مدار مجتمع عرضه می‌شود اسمارت (Smart) نامیده می‌شود. یک سنسور باید خواص عمومی زیر را داشته باشد تا بتوان در سیستم به کار برد که عبارتند از: حساسیت کافی، درجه بالای دقت و قابلیت تولید دوباره خوب، درجه بالای خطی بودن، عدم حساسیت به تداخل و تاثیرات محیطی، درجه بالای پایداری و قابلیت اطمینان، عمر بالای محصول و جایگزینی بدون مشکل. امروزه با پیشرفت صنعت الکترونیک سنسوری مینیاتوری ساخته می‌شود که از جمله مشخصه‌ی آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: سیگنال خروجی بدون نویز، سیگنال خروجی سازگار با باس، احتیاج به توان پایین.  سنسور (sensor)یعنی حس کننده,و از کلمه  sens به معنی حس کردن گرفته شده

مقدمه :

سنسورها از نظر کیفی مرحله جدیدی را در استفاده هرچه بیشتر از همه امکاناتی که توسط علم میکرو

الکترونیک بوجود آمده است، بویژه در زمینه پردازش اطلاعات عرضه می کند. سنسورها رابط بین سیستم

کنترل الکتریکی از یک طرف و محیط، عملیات، رشته کارها یا ماشین از طرف دیگر هستند. درگذشته تکامل سنسور قادر به هم گامی با سرعت تکامل در صنعت میکروالکترونیک نبوده است. در واقع در اواخر

دهه1970 و اوایل دهه 1980 تکامل سنسور در سطح بین المللی بین سه و پنج سال عقب تر از تکامل علم میکروالکترونیک در نظر گرفته می شد. این حقیقت که ساخت عناصر میکروالکترونیک غالباً بسیار ارزانتر از وسائل اندازه گیری کننده ای (سنسورهائی) بود که آنها احتیاج داشتند یک مانع جدی در ازدیاد و متنوع نمودن کاربرد میکرو الکترونیک پردازشگر اطلاعات در گستره وسیعی از عملیات و رشته کارها بود. چنین اختلافی بین علم میکرو الکترونیک مدرن و تکنولوژی اندازه گیری کننده کلاسیکی تنها توانست به واسطه ظهور تکنولوژی سنسورهای مدرن برطرف شود. به این دلیل، امروزه سنسورها به عنوان یکی از عناصر کلیدی جهت تکامل پیوسته و شتابان علم میکروالکترونیک شمرده می شوند.

کار تحقیقاتی و تکاملی گسترده در شاخه های مختلف تکنولوژی سنسور در سطح بین المللی آغاز شد.

حاصل این فعالیت آنست که امروزه تجارت سنسور از یکی از بالاترین نرخهای رشد سالانه بهره مند میباشد ( بین10 و20 درصد ). از آنجا که سنسورها وسیله اساسی برای بدست آوردن همه اطلاعات لازم در

رابطه با وضعیت های مختلف عملیات و محیط هستند (در مفهوم عام کلمه)، بنابراین آنها در امکانات کاملا

جدیدی را به روی اتوماسیون طیفی از عملیات در صنعت، منزل، کارخانه، کاربردهای طبی، و سایر بخش ها

می گشایند .این مثال ها برای کارخانه های تمام اتوماتیک و مجتمع آینده تنها میتواند به کمک سنسور ها

تحقق یابد .

اگر چه سنسورها به همراه علم میکرو الکترونیک پردازشگر اطلاعات یک گام مهم رو به جلو را عرضه میدارد لیکن این تنها اولین قدم است .در این مرحله سنسورها از تعدادی از عناصر میکروالکترونیک موجود،برای مثال به شکل پردازشگرها، حافظه ها، مبدل های آنالوگ به دیجیتال یا تقویت کننده ها برای آماده نمودن سیگنال خروجی استفاده می کنند در عین حال، سنسور باید یک خروجی الکترونیکی تولید کند که به آسانی پردازش می شود .در حالت ایده آل این سیگنال به شکل یک سیگنال دیجیتالی، سازگار با باس میباشد .

همچنین احتیاج به کاهش وزن و حجم وجود دارد.دومین گام عبارت از اتّصال سنسور -سیستم میکرو

الکترونیک – بخش مکانیکی می باشد .اطلاعات حاصل شده توسط سنسور در رابطه با حالت یا پیشرفت ی

پروسه با عبور از یک طبقه پردازشگر سیگنال الکترونیکی وارد بخش مکانیکی (بطور کلاسیکی یک کنترل

کننده ) شده و به پروسه باز خوانده می شود.زنجیره سنسور – سیستم میکروالکترونیک – بخش مکانیکی تنها در صورتی کار می کند که همه خطوط رابط سازگار باشند .این امر منجر به توصیف یک معیار مهمتر به

ویژه تا جایی که به سنسور مربوط است میشود .علی رغم آگاهی گسترده در رابطه با اهمیت سنسور به عنوان یکی ازعناصرکلیدی در فرایند اتوماسیون، کسب اطلاعات جامع و مقایسه ای درباره وضعیت تکنولوژی سنسور و پیشرفت های حاصل شده در این زمینه مشکل است .این امر دارای چند دلیل زیر است:

1) سنسورهائی برای اندازه گیری بیش از 100 کمیت فیزیکی وجود دارد .اگر اندازه گیری کمیت های

شیمیائی را نیز به حساب بیاوریم این رقم به چندین صد رقم بالغ می شود .

2 ) تقریبا 2000 نوع اصلی از سنسورها را میتوان طبقه بندی کرد . بین 60000 و 100000 سنسور برای اندازه گیری در حالِ پروسه ها از نظر تجاری در دنیای غرب وجود دارد.

3 ) بر طبق گزارش پایگاه داده های INSPEC  هر ساله بیش از 10000 نشریه در رابطه با سنسورها منتشر می شود .

4) به سخن عام، ظهور سنسورها یا تکنولوژی های سنسور جدید تخمینا 5 الی 15 سال طول می کشد ، و

همچنین فرآیندی بسیار هزینه بر می باشد.

با این وجود، دقیقا به این دلیل است که بسیار ضروری بنظر می رسد که هم سازندگان و هم مصرف کنندگان سنسورها در جریان تاریخچه ای از آنچه قبلا وجود داشته است و پیشرفت هائی که انتظار می روددر آینده رخ دهد قرار بگیرند .بنابراین اگر چه یک سازنده سنسور که در زمینه خاص کار می کند ممکن است موارد مورد علاقه خودش را بطور خیلی گذرا یا با توضیح ناکافی مشاهده کند، لیکن او باید برانگیخته شود تا افکارخود را به ماورای مرزهای رشته خودش بکشاند.

بحث سنسور دارای مشخصه چند گانگی علمی بسیار زیادی است .از سازنده سنسور گرفته تا استفاده کننده آن تخصص های خیلی زیادی متجلی میشود .این حقیقت مزایای خودش را دارد؛ برای مثال کاربرد ترکیبی یک یا چند اصل سنسور مجاز شمرده می شود .با این وجود معایبی نیز مشاهده می شود از قبیل میزان مقاومتی که در رابطه با معرفی ایده های جدید و ناشناخته وجود دارد.

فصل اول

سنسورها و انواع آن

بخش (1-1 ) تعریف عبارت سنسور :

واژه سنسور از سنس یعنی احساس کردن، گرفته شده است .سنسور یعنی چیزی که می تواند احساس

کند. همیشه در علم الکتروینک این نکته وجود دارد که برای اینکه بتوانید الکترونیک را در هر جایی مورد

استفاده قرار بدهید، باید پدیده ها را به زبان ولتاژ و جریان تبدیل کنید .سنسورها هم برای همین ساخته

شده اند؛ سنسورها در انواع مختلف بسته به نیاز مورد استفاده ساخته شده اند ، منتها همه ی سنسورها

پدیده مورد بررسی را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کنند یا اینکه بر سر راه یک مدار بسته می شوند؛ مثلا فتو سل ها یا سلولهای نوری که به نور حساسند : شما وقتی از سنسور نوری استفاده می کنید درحقیقت تاثیر نور را در یک فضا باآن قطعه مورد بررسی قرار می دهید .وقتی نور به فتوسل برسد یک

سیگنال الکتریکی تولید می کند بررسی اینکه چه اتفاقی می افتد مربوط می شود به جنس ماده ای که در

این سلولها استفاده می شود منتها نتیجه اینکه این سیگنال توسط یک مدار الکترونیکی تقویت و یا کنترل

می شود در نهایت می تواند یک پالس الکتریکی باشد .برای راه اندازی یک رله و ..تفاوت سنسورها در اینکه جنس و تحریک پذیری متفاوتی دارند مثلا سنسور حرارتی یا ترما سنس که به حرارت حساس است وقتی حرارت محیط به یک درجه معین برسد بازهم همان سیگنال را تولید می کند و یا اینکه مثل یک کلید راه جریان را قطع و یا وصل می کند .. سنسورهای حساس به دود که با موارد راداکتیو ساخته می شوند و کارکردن با آنها نیاز به حساسیت بیشتری دارد بر اثر دود تحریک می شوند و باز هم یک سیگنال الکتریکی تولید می کنند .سنسورهای صوتی و حتی حساس به امواج نیز وجود دارند .در ساخت و استفاده از سنسورها این نکته وجود دارد که کدام پدیده را توسط سنسور شناسایی کنیم . در ساخت و طراحی سنسورها باید به ذکر این نکته پرداخت که از خاصیت مواد مختلف استفاده می شود و بر اساس عکس العمل مواد و عنصرهای مختلف (در از دست دادن یا گرفتن الکترون ) ترکیباتی ساخته که دریک محفظه قرار داده می شود وبه نام سنسور در جاهای مختلف ازآنها استفاده می شود.

به طور کلی سنسور المان حس کننده ای است که کمیتهای فیزیکی مانند فشار، حرارت، رطوبت، دما، و… را به کمیتهای الکتریکی پیوسته (آنالوگ) یا غیرپیوسته (دیجیتال) تبدیل می کند .این سنسورها در انواع مورد استفاده قرار میگیرند . PLC دستگاههای اندازه گیری، سیستمهای کنترل آنالوگ و دیجیتال مانند باعث شده است که سنسور PLC عملکرد سنسورها و قابلیت اتصال آنها به دستگاههای مختلف از جمله بخشی از اجزای جدا نشدنی دستگاه کنترل اتوماتیک باشد .

کلمات کلیدی : سنسور نوری,تولید سنسور, سنسورهای صنعتی, حسگر ها در رباتیک , حسگرها, سنسور, سنسورهای خازنی, سلفی,سنسورهای آلتراسونیک, سنسورهای فتوالکتریک, مکا
در این سایت هیچ فایلی برای فروش قرار نمی گیرد. برای پشتیبانی و خرید فایل به مراجعه بفرمائید:

لینک فایل پروژه و تحقیق-معرفی و شناخت آشکارسازهای نوری- در 65 صفحه-docx

سنسور چیست؟ نوری الکترونی به صورت یک سیگنال الکتریکی تبدیل کند. بنابراین سنسور را می‌توان به عنوان یک زیر گروه از تفکیک کننده‌ها که وظیفه‌ی آن گرفتن علائم ونشانه‌ها از محیط فیزیکی و فرستادن آن به واحد پردازش به صورت علائم الکتریکی است تعریف کرد. البته سنسوری مبدلی نیز ساخته شده‌اند که خود به صورت IC  می‌باشند و به عنوان مثال (سنسورهای پیزوالکترونیکی، سنسورهای نوری). وقتی ما از سنسوری مجتمع صحبت می‌کنیم منظور این است که تکیه پروسه آماده‌سازی شامل تقویت کردن سیگنال، فیلترسازی، تبدیل آنالوگ به دیجیتال و مدارات تصحیح‌ می‌باشند، در غیر این صورت سنسوری که تنها سیگنال تولید می‌کند به نا سیستم موسوم هستند. در نوع پیشرفته به نام سنسور هوشمند یک واحد پردازش به سنسور اضافه شده است تا خورجی آن عاری از خطا باشد  منطقی‌تر شود. واحد پردازش سنسور که به صورت یک مدار مجتمع عرضه می‌شود اسمارت (Smart) نامیده می‌شود. یک سنسور باید خواص عمومی زیر را داشته باشد تا بتوان در سیستم به کار برد که عبارتند از: حساسیت کافی، درجه بالای دقت و قابلیت تولید دوباره خوب، درجه بالای خطی بودن، عدم حساسیت به تداخل و تاثیرات محیطی، درجه بالای پایداری و قابلیت اطمینان، عمر بالای محصول و جایگزینی بدون مشکل. امروزه با پیشرفت صنعت الکترونیک سنسوری مینیاتوری ساخته می‌شود که از جمله مشخصه‌ی آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد: سیگنال خروجی بدون نویز، سیگنال خروجی سازگار با باس، احتیاج به توان پایین.  سنسور (sensor)یعنی حس کننده,و از کلمه  sens به معنی حس کردن گرفته شده

مقدمه :

سنسورها از نظر کیفی مرحله جدیدی را در استفاده هرچه بیشتر از همه امکاناتی که توسط علم میکرو

الکترونیک بوجود آمده است، بویژه در زمینه پردازش اطلاعات عرضه می کند. سنسورها رابط بین سیستم

کنترل الکتریکی از یک طرف و محیط، عملیات، رشته کارها یا ماشین از طرف دیگر هستند. درگذشته تکامل سنسور قادر به هم گامی با سرعت تکامل در صنعت میکروالکترونیک نبوده است. در واقع در اواخر

دهه1970 و اوایل دهه 1980 تکامل سنسور در سطح بین المللی بین سه و پنج سال عقب تر از تکامل علم میکروالکترونیک در نظر گرفته می شد. این حقیقت که ساخت عناصر میکروالکترونیک غالباً بسیار ارزانتر از وسائل اندازه گیری کننده ای (سنسورهائی) بود که آنها احتیاج داشتند یک مانع جدی در ازدیاد و متنوع نمودن کاربرد میکرو الکترونیک پردازشگر اطلاعات در گستره وسیعی از عملیات و رشته کارها بود. چنین اختلافی بین علم میکرو الکترونیک مدرن و تکنولوژی اندازه گیری کننده کلاسیکی تنها توانست به واسطه ظهور تکنولوژی سنسورهای مدرن برطرف شود. به این دلیل، امروزه سنسورها به عنوان یکی از عناصر کلیدی جهت تکامل پیوسته و شتابان علم میکروالکترونیک شمرده می شوند.

کار تحقیقاتی و تکاملی گسترده در شاخه های مختلف تکنولوژی سنسور در سطح بین المللی آغاز شد.

حاصل این فعالیت آنست که امروزه تجارت سنسور از یکی از بالاترین نرخهای رشد سالانه بهره مند میباشد ( بین10 و20 درصد ). از آنجا که سنسورها وسیله اساسی برای بدست آوردن همه اطلاعات لازم در

رابطه با وضعیت های مختلف عملیات و محیط هستند (در مفهوم عام کلمه)، بنابراین آنها در امکانات کاملا

جدیدی را به روی اتوماسیون طیفی از عملیات در صنعت، منزل، کارخانه، کاربردهای طبی، و سایر بخش ها

می گشایند .این مثال ها برای کارخانه های تمام اتوماتیک و مجتمع آینده تنها میتواند به کمک سنسور ها

تحقق یابد .

اگر چه سنسورها به همراه علم میکرو الکترونیک پردازشگر اطلاعات یک گام مهم رو به جلو را عرضه میدارد لیکن این تنها اولین قدم است .در این مرحله سنسورها از تعدادی از عناصر میکروالکترونیک موجود،برای مثال به شکل پردازشگرها، حافظه ها، مبدل های آنالوگ به دیجیتال یا تقویت کننده ها برای آماده نمودن سیگنال خروجی استفاده می کنند در عین حال، سنسور باید یک خروجی الکترونیکی تولید کند که به آسانی پردازش می شود .در حالت ایده آل این سیگنال به شکل یک سیگنال دیجیتالی، سازگار با باس میباشد .

همچنین احتیاج به کاهش وزن و حجم وجود دارد.دومین گام عبارت از اتّصال سنسور -سیستم میکرو

الکترونیک – بخش مکانیکی می باشد .اطلاعات حاصل شده توسط سنسور در رابطه با حالت یا پیشرفت ی

پروسه با عبور از یک طبقه پردازشگر سیگنال الکترونیکی وارد بخش مکانیکی (بطور کلاسیکی یک کنترل

کننده ) شده و به پروسه باز خوانده می شود.زنجیره سنسور – سیستم میکروالکترونیک – بخش مکانیکی تنها در صورتی کار می کند که همه خطوط رابط سازگار باشند .این امر منجر به توصیف یک معیار مهمتر به

ویژه تا جایی که به سنسور مربوط است میشود .علی رغم آگاهی گسترده در رابطه با اهمیت سنسور به عنوان یکی ازعناصرکلیدی در فرایند اتوماسیون، کسب اطلاعات جامع و مقایسه ای درباره وضعیت تکنولوژی سنسور و پیشرفت های حاصل شده در این زمینه مشکل است .این امر دارای چند دلیل زیر است:

1) سنسورهائی برای اندازه گیری بیش از 100 کمیت فیزیکی وجود دارد .اگر اندازه گیری کمیت های

شیمیائی را نیز به حساب بیاوریم این رقم به چندین صد رقم بالغ می شود .

2 ) تقریبا 2000 نوع اصلی از سنسورها را میتوان طبقه بندی کرد . بین 60000 و 100000 سنسور برای اندازه گیری در حالِ پروسه ها از نظر تجاری در دنیای غرب وجود دارد.

3 ) بر طبق گزارش پایگاه داده های INSPEC  هر ساله بیش از 10000 نشریه در رابطه با سنسورها منتشر می شود .

4) به سخن عام، ظهور سنسورها یا تکنولوژی های سنسور جدید تخمینا 5 الی 15 سال طول می کشد ، و

همچنین فرآیندی بسیار هزینه بر می باشد.

با این وجود، دقیقا به این دلیل است که بسیار ضروری بنظر می رسد که هم سازندگان و هم مصرف کنندگان سنسورها در جریان تاریخچه ای از آنچه قبلا وجود داشته است و پیشرفت هائی که انتظار می روددر آینده رخ دهد قرار بگیرند .بنابراین اگر چه یک سازنده سنسور که در زمینه خاص کار می کند ممکن است موارد مورد علاقه خودش را بطور خیلی گذرا یا با توضیح ناکافی مشاهده کند، لیکن او باید برانگیخته شود تا افکارخود را به ماورای مرزهای رشته خودش بکشاند.

بحث سنسور دارای مشخصه چند گانگی علمی بسیار زیادی است .از سازنده سنسور گرفته تا استفاده کننده آن تخصص های خیلی زیادی متجلی میشود .این حقیقت مزایای خودش را دارد؛ برای مثال کاربرد ترکیبی یک یا چند اصل سنسور مجاز شمرده می شود .با این وجود معایبی نیز مشاهده می شود از قبیل میزان مقاومتی که در رابطه با معرفی ایده های جدید و ناشناخته وجود دارد.

فصل اول

سنسورها و انواع آن

بخش (1-1 ) تعریف عبارت سنسور :

واژه سنسور از سنس یعنی احساس کردن، گرفته شده است .سنسور یعنی چیزی که می تواند احساس

کند. همیشه در علم الکتروینک این نکته وجود دارد که برای اینکه بتوانید الکترونیک را در هر جایی مورد

استفاده قرار بدهید، باید پدیده ها را به زبان ولتاژ و جریان تبدیل کنید .سنسورها هم برای همین ساخته

شده اند؛ سنسورها در انواع مختلف بسته به نیاز مورد استفاده ساخته شده اند ، منتها همه ی سنسورها

پدیده مورد بررسی را به یک سیگنال الکتریکی تبدیل می کنند یا اینکه بر سر راه یک مدار بسته می شوند؛ مثلا فتو سل ها یا سلولهای نوری که به نور حساسند : شما وقتی از سنسور نوری استفاده می کنید درحقیقت تاثیر نور را در یک فضا باآن قطعه مورد بررسی قرار می دهید .وقتی نور به فتوسل برسد یک

سیگنال الکتریکی تولید می کند بررسی اینکه چه اتفاقی می افتد مربوط می شود به جنس ماده ای که در

این سلولها استفاده می شود منتها نتیجه اینکه این سیگنال توسط یک مدار الکترونیکی تقویت و یا کنترل

می شود در نهایت می تواند یک پالس الکتریکی باشد .برای راه اندازی یک رله و ..تفاوت سنسورها در اینکه جنس و تحریک پذیری متفاوتی دارند مثلا سنسور حرارتی یا ترما سنس که به حرارت حساس است وقتی حرارت محیط به یک درجه معین برسد بازهم همان سیگنال را تولید می کند و یا اینکه مثل یک کلید راه جریان را قطع و یا وصل می کند .. سنسورهای حساس به دود که با موارد راداکتیو ساخته می شوند و کارکردن با آنها نیاز به حساسیت بیشتری دارد بر اثر دود تحریک می شوند و باز هم یک سیگنال الکتریکی تولید می کنند .سنسورهای صوتی و حتی حساس به امواج نیز وجود دارند .در ساخت و استفاده از سنسورها این نکته وجود دارد که کدام پدیده را توسط سنسور شناسایی کنیم . در ساخت و طراحی سنسورها باید به ذکر این نکته پرداخت که از خاصیت مواد مختلف استفاده می شود و بر اساس عکس العمل مواد و عنصرهای مختلف (در از دست دادن یا گرفتن الکترون ) ترکیباتی ساخته که دریک محفظه قرار داده می شود وبه نام سنسور در جاهای مختلف ازآنها استفاده می شود.

به طور کلی سنسور المان حس کننده ای است که کمیتهای فیزیکی مانند فشار، حرارت، رطوبت، دما، و… را به کمیتهای الکتریکی پیوسته (آنالوگ) یا غیرپیوسته (دیجیتال) تبدیل می کند .این سنسورها در انواع مورد استفاده قرار میگیرند . PLC دستگاههای اندازه گیری، سیستمهای کنترل آنالوگ و دیجیتال مانند باعث شده است که سنسور PLC عملکرد سنسورها و قابلیت اتصال آنها به دستگاههای مختلف از جمله بخشی از اجزای جدا نشدنی دستگاه کنترل اتوماتیک باشد .

کلمات کلیدی : آشکارسازهای نوری, سنسور نوری,تولید سنسور, سنسورهای صنعتی, حسگر ها در رباتیک , حسگرها, سنسور, سنسورهای خازنی, سلفی,سنسورهای آلتراسونیک, سنسوره
در این سایت هیچ فایلی برای فروش قرار نمی گیرد. برای پشتیبانی و خرید فایل به مراجعه بفرمائید:

لینک فایل کتاب- معماری و طراحی پایدار- در 55 صفحه-docx

کاربرد مفاهیم پایداری و اهداف توسعه پایدار در جهت کاهش اتلاف انرژی وآلودگی محیط زیست در معماری، مبحثی به نام معماری پایدار را به وجود آورده است. در این نوع معماری، ساختمان نه تنها با شرایط اقلیمی منطقه خود را تطبیق می‌دهد، بلکه ارتباط متقابلی با آن برقرار می‌کند. بطوریکه بر اساس گفته ریچارد راجرز، «ساختمان‌ها مانند پرندگان هستند که در زمستان پرهای خود را پوش داده وخود را باشرایط جدید محیط وفق میدهندو بر اساس آن سوخت و سازشان را تنظیم می‌کنند». سیمای شهرهای اقصی نقاط جهان که تا چندی پیش هرکدام درون خود دنیایی متفاوت داشت، هر روز با سرعتی افزون تر در پی محو شدن آن چیزی است که به آن هویت مستقل می‌داد و این امر همسانی و یکنواختی را به بار آورده است. معماری و شهر برای انسان قبل مدرن، محصول خلاقه‌ای بود که نتیجه محدودیتهای اقلیمی و سازه ایی از طرفی و باورهای جمعی افراد از طرف دیگربود. آنچه که فضای مصنوع او را تشکیل می‌داد، برخاسته از بستر و همپا و همراستا با ویژگیهای آن منطقه بود. این پیوند سبب گشته بود که محصول اندیشهٔ معمار در حدود ویژگیها و بایدهایی که مصالح محلی و شرایط محیطی به اثر اجبار می‌نمود، امکان حرکت داشته باشد. از جهت دیگر به علت باورهای متافیزیکی به طبیعت و پدیده‌های آن و لزوم حفظ این عرصه به عنوان موهبت، مدیریت پسماندها نیز به گونه ایی انجام می‌گردید که چرخه حیات مختل نگردد. لازم است ذکر شود که سرعت تحول و تغییرات نیز به گونه ایی بود که فرصت آزمایش و خطا و سپس تصحیح به جهت حفظ هرچه بیشتر ساختارهای زیستی را ممکن می‌نمود. اما حریم باور متافیزیکی شکست و بشر تنها یک چیز و آن ذهن انسانی را محور قرار داد و دلیل بودن را در اندیشیدن و حتی بصورت افراطی در شک دائم یافت و چنان بر خود باور یافت و خود را از قید و بند رهایید که هر آنچه را انجام می‌داد، درست می‌پنداشت. جالب اینجاست که سرعت این تغییرات نیز امکان سنجش بازخوردها را از بین برده بود. بشر به مدد بهره‌گیری از تکنولوژی جهت جبران ضعفهایش و قرار دادن آن به عنوان بهترین دستاویز برای پاس خ به نیازهایش، دست یازیدن افراطی به طبیعت را به عنوان منبع تامین نیازها مجاز دانست. این امر تاثیر پذیری معماری از خصوصیات محیطی ومحلی را کاسته بود، به گونه‌ای که برخی با طرح معماری بین‌المللی و منشور آتن، ادعای حل همهٔ مشکلات معماری و شهر را داشتند، اما طبیعت و شهر در حال از بین رفتن بود. جنگ اعراب و اسرائیل و جلوگیری از صادرات نفت به غرب، اولین صدای زنگ خطر را به گوش رساند. منابع در حال پایان است چه می‌کنید؟ در واقع آنچه که امروز به عنوان توسعه پایدار یاد می‌شود، بازنگری اصلاح طلبانه‌ای است به مدرنیسم و سنت جهت یافتن راهی بینابینی. توسعه پایدار، توسعه ایی است که نیازهای اکنون را به گونه ایی برآورده نماید که توان نسلهای بعدی را جهت تامین نیاز، کاهش ندهد. با توجه به این نکات مطروحه، سعی داریم به تبیین مفهوم توسعه و طراحی پایدار بپردازیم و با طرح راهکارهایی، زمینهٔ تحقق این باور را ایجاد نماییم. معماران نیز همسو با سایر دست اندرکاران در پی یافتن راهکارهای جدیدی برای تامین زندگی مطلوب انسان هستند. بدیهی است که زندگی، کار، تفریح، استراحت و... همه و همه فعالیت‌هایی می‌باشند که در فضاهای طراحی شده توسط معماران صورت پذیرفته و از آنجا که نقاط ضعف و قوت یک ساختمان بر زیست بوم جهان تأثیر مستقیم خواهد داشت، وظیفه‌ای بس حساس در این خصوص بر عهده معماران می‌باشد.

مهم‌ترین سرفصل‌های معماری پایدار را عناوین زیر تشکیل می‌دهند:

• معماری اکوتک
• معماری سبز
• توسعه پایدار

معماری پایدار که در واقع زیرمجموعه طراحی پایدار است را شاید بتوان یکی از جریان‌های مهم معاصر به حساب آورد که عکس‌العملی منطقی در برابر مسایل و مشکلات عصر صنعت به شمار می‌رود. برای مثال، ۵۰ درصد از ذخایر سوختی در ساختمان‌ها مصرف می‌شود که این به نوبه خود منجر به بحران‌های زیست محیطی شده و خواهد شد؛ بنابراین، ضرورت ایجاد و توسعه هرچه بیشتر مقوله پایداری در معماری بخوبی قابل مشاهده است.

لزوم احداث ساختمان به صورت سبزوپایدار

تحول صنعتی انسان را از زندگی در طبیعت به زندگی در شهر کشانید. با پیشرفت فناوری، الگوی زندگی دستخوش دگرگونی شد، به نحوی که انسان‌ها برای گرم کردن خود به جای پوشش بیشتر و استفاده از لباس‌های گرم، از سوخت‌های فسیلی به عنوان گرم‌کننده استفاده نمودند. بادگیرها، سایبان‌ها و نورگیرها در ساختمان جای خود را به تاسیسات گرمایشی وسرمایشی دادند. به این ترتیب تکنولوژی آسایش وراحتی روزافزونی رابرای انسان فراهم کرده است. درنتیجه هجوم شهرنشینی بسیاری از زمین‌های طبیعی وجنگل‌ها دستخوش تغییرات شده‌است. برای تردد، ساخت وساز، سرمایش و گرمایش مصرف انرژی افزایش یافته ودر نتیجه آلودگی هوا و آلودگی صوتی بیشتر شده است. شهرها انرژی رامصرف کرده وبه جای آن زباله و آلودگی ایجاد می‌کنند. درنتیجه پیشرفت صنعت نیاز به بهره‌برداری ازمنابع طبیعی نیز بیشتر شده؛ به نحوی که بهره‌برداری غیرمنطقی از منابع طبیعی منجر به نابودی آنها می‌شود. برای ادامه زندگی دراین چرخه احتیاج انسان به انرژی بیشتر شده؛ ولی اکنون در مرحله‌ای قرارداریم که منابع انرژی رو به اتمام هستند. با این نگرش ولزوم کاهش مشکلات، ایجاد ساختمان‌های سبز ودر عین حال پایدار باتوجه به مشکلات زیست محیطی که وجود دارد برجسته می[۳]شود.

اصول معماری پایدار

معماری پایدار مانند سایر مقولات معماری، دارای اصول و قواعد خاص خود است و این سه مرحله را در برمی‌گیرد:

• صرفه جویی در منابع
• طراحی برای بازگشت به چرخه زندگی
• طراحی برای انسان

که هرکدام آنها استراتژی‌های ویژه خود را دارند.

شناخت و مطالعه این تدابیر، معمار را به درک بیشتر از محیطی که باید طراحی آن را انجام دهد، می‌رساند.

صرفه جویی در منابع

اصل صرفه جویی در منابع (Economy of Resources) از یک سو به بهره‌برداری مناسب از منابع و انرژی‌های تجدیدناپذیر مانند سوخت‌های فسیلی، در جهت کاهش مصرف می‌پردازد و از سوی دیگر به کنترل و به کارگیری هرچه بهتر منابع طبیعی به عنوان ذخایری تجدید پذیر و ماندگار توجه جدی دارد.

به عنوان مثال، یکی از منابع سرشارو نامیرا، انرژی حاصل از نور خورشید است که امروزه توسط تکنولوژی فتوولتاییک برای فراهم کردن آب و برق مصرفی در ساختمان، از آن استفاده می‌شود.

برای کنترل منابع، سه نوع استراتژی می‌تواند مورد توجه قرارگیردکه شامل حفظ انرژی، حفظ آب و حفظ مواد است. همان گونه که مشاهده می‌شود، تمرکز براین سه منبع، به دلیل اهمیت آنها در ساخت و اداره ساختمان است.

طراحی برای بازگشت به چرخه زندگی

اصل طراحی برای بازگشت به چرخه زندگی (Life Cycle Design) دومین اصل از معماری پایدار است و بر این فکر و یا نظریه استوار شده است که ماده از یک شکل قابل استفاده تبدیل به شکل دیگری می‌شود، بدون اینکه به مفید بودن آن آسیبی رسیده باشد.

از سوی دیگر به‌واسطه این اصل، یکی از وظایف طراح، جلوگیری از آلودگی محیط است.

این نظریه برای رسیدن به این منظور در سه مرحله، ساختمان را مورد بررسی قرار می‌دهد. این مراحل به ترتیب عبارتند از:

مرحله پیش از ساخت، مرحله در حال ساخت و مرحله پس از ساخت.

باید توجه داشت که این مراحل به یکدیگر مرتبط بوده و مرز مشخصی بین آنها وجود ندارد. برای مثال، می‌توان از مواد بازیافتی در مرحله پس از ساخت یک ساختمان به عنوان مصالح اولیه در مرحله ساخت ساختمانی دیگر استفاده کرد.

طراحی برای انسان

اصل طراحی برای انسان (Humane Design)، آخرین و شاید مهمترین اصل از معماری پایدار است. این اصل ریشه در نیازهایی دارد که برای حفظ و نگهداری عناصر زنجیره‌ای اکوسیستم لازم است که آنها نیز به نوبه خود بقای انسان را تضمین می‌کنند.

این اصل دارای سه استراتژی نگهداری از منابع طبیعی، طراحی شهری-طراحی سایت و راحتی انسان است که تمرکزشان بر افزایش همزیستی بین ساختمان و محیط بیرون از آن و بین ساختمان و افراد استفاده کننده از آنهاست.

در واقع می‌توان گفت که برای رسیدن به معماری پایدار، طراح باید این مراحل و اصول را که تعریف کننده یک چارچوب اصلی برای طرحی پایدار است را در طرح خود لحاظ و برحسب مورد ترکیب و متعادل کند.

اصول معماری پایدار

اصولی که باید رعایت شود تا یک ساختمان در زمره بناهای پایدار طبقه‌بندی شود به شرح زیر است:

• اصل اول:حفظ انرژی

بنا باید طوری ساخته شود که نیاز ساختمان به سوختهای فسیلی را به حداقل برساند.

• اصل دوم: هماهنگی با اقلیم

بنا باید طوری طراحی شوند که با اقلیم و منابع انزژی موجود در محل احداث هماهنگی داشته و کار کند.

• اصل سوم:کاهش استفاده از منابع جدید

ساختمان‌ها بایستی به گونه‌ای طراحی شوند که میزان استفاده از منابع جدید را تا حد ممکن کاهش داده و در پایان عمر مفید خود برای ساختن بنای جدید، خود به عنوان منبع جدید به کار روند.

• اصل جهارم:برآوردن نیازهای ساکنان

در معماری پایدار برآورده شدن نیازهای روحی وجسمی ساکنان از اهمیت خاصی برخوردار است.

• اصل پنچم:هماهنگی با سایت

بنا باید با ملایمت در زمین سایت خود قرار گیرد و با محیط اطراف سنخیت داشته باشد.

• اصل ششم:کل گرایی

تمام اصل معماری پایدار باید در یک پروسه کامل که منجر به ساخته شدن محیط زیست سالم می‌شود، تجسم یابد.

طراحی پایدار

یکی از راه حل‌های دسترسی به توسعه پایدار که در ارتباط با الگوهای ساخت و طراحی در زمینه‌های گوناگون زندگی بشری، شامل طراحی‌های صنعتی، ساختمانی، شهری و... است هدف از طراحی ساختمانهای پایدار کاهش آسیب آن بر روی محیط و منابع انرژی و طبیعت است، که شامل قوانین زیر می‌باشد:

۱-کاهش مصرف منابع غیرقابل تجدید ۲-توسعه محیط طبیعی ۳-حذف یا کاهش مصرف مواد سمی و یا آسیب رسان بر طبیعت در صنعت ساختمان ساز بنابراین ساختمانی که کمترین ناسازگاری و مغایرت را با محیط طبیعی پیرامون خود و در پهنه وسیع تر با منطقه و جهان دارد طراحی سبز، طراحی بر اساس حساسیت‌های محیطی، طراحی اکولوژیکی، طراحی با طبیعت و ... عناوینیاست که امروزه در نتیجه تجدید نظر در ارتباط با الگوهای ساخت رایج به وجود آمده است. به طور مثال می‌توان طراحی سبز را در درون مثلثی در نظر گرفت که در سه رأس آن انرژی، اقلیم و اکولوژی قرار دارد. در جایی که انرژی عامل قالب می‌شود، پیدا خواهد کرد. اینگونه است که یک خانه شهری با یک خانه روستایی متفاوت می‌شود؛ بنابراین طرح نهایی منطقه‌ای در داخل این مثلث است که با توجه به غالب بودن یکی از رئوس به آن سو گرایش پیدا می‌کند.

اصول طراحی پایدار]

طراحی پایدار همکاری متفکرانه معماری با مهندسی سازه، برق ومکانیک است. علاوه بر فاکتورهای متداول طراحی مانند زیبایی، تناسب و بافت و سایه و نور وامکاناتی که باید مد نظر قرار گیرند، گروه طراحی باید به عوامل طولانی مدت محیطی، اقتصادی و انسانی توجه نموده و اصول اولیه آنرا که به قرارزیز است، مد نظر قرار دهد؛ الف) گوناگونی وتنوع ب) اقلیم وآب و هوا ج) پوشش ساختمان‌ها د) احیا هویت فرهنگی و منطقه‌ای ه) حجم ساختمان‌ها و جانمایی فضاهای داخلی ساختمان و) مصالح ساختمانی ز) برآورد نیازهای انسان ح) هماهنگی با بستر ط) توجه همزمان به همه اصول

الف) گوناگونی و تنوع تنوع و گونگونی از عواملی است باعث تساوی وعدالت بیشتر در هر سیستمی می‌شود که از اساسی ترین اهداف توسعه پایدار نیز هست. یک اصل معروف در میان زیست شناسان و محیط شناسان وجود دارد که در آنها حیات وجود دارد اگر دارای تنوع و گوناگونی بیشتری باشند در مقایسه با مناطقی که یکنواخت هستند سلامت ترند. درارتباط با مسائل شهری نیز این امر صادق است محله‌های شهری که در آن همسایگی‌ها دارای کاربری یکسان هستندباعث بالا رفتن نیاز ساکنین به اتومبیل وبیشتر شده و مصرف بیشتر اترژی و کاهش کیفیت هوا را در پی دارد در حالیکه با طراحی کاربری‌های متفاوت در همسایگی‌ها در یک بافت مشخص تا ۴۴درصد از هزینه‌های مصرف کنندگان و شهردارری‌ها کاسته خواه شد و همچنین آلودگی هوا نیز تا ۴۵ درصد کاهش می‌یابد.

ب) اقلیم وآب و هوا معماری هر عصر و هر منطقه‌ای، دانستن چگونگی مطابقت ساختمان با اقلیم خاص آن منطقه، واز مباحث مهم در معماری می‌باشد. در واقع طراحی اقلیمی، روشی است برای کاهش همه‌جانبه هزینه انرژی یک ساختمان و عوامل اقلیمی موثر بر یک بنا شامل تابش آفتاب، دما، رطوبت، باد وبارندگی می‌باشد که شناخت هر یک و کنترل آن در طراحی، اولین قدم محسوب می‌گردد. در این راستا توجه و رجوع به راهکارهای بومی در معماری گذشته هر منطقه بسیار کارسازخواهد بود. این اصل بیشترین تأثیر را در جهت گیری ساختمان دارد که شامل توجه به سه عنصر اصلی طبیعت است:

• خورشید:که تأثیر روی جهت گیری ساختمان دارد. کشیدگی ساختمان در راستای محور شرقی_غربی حرارت اکتسابی از خورشید را به حداکثر می‌رساند. همچنین توجه به گردش سالیانه، ارتفاع خورشیددر هنگام طراحی سطوح دیوارهای خارجی و جانمایی پنجره‌ها و سایه بانها و... موثر است.
• باد:شکل حجمی ساختمانها باید به گونه‌ای باشد که در اقلیم‌های سرد جریان باد سرد را هدایت کند ئ در اقلیم‌های گرم باد خنک را به داخل خانه هدایت نماید.
• المان‌های سبز مانند درختان وگیاهان:می‌توانند ساختمان را از حرارت‌های مازاد خورشید و بادهای مزاحم حفاظت نماید و در تهویه هوای داخلی نیز موثر می‌باشند.

ج) پوشش ساختمان‌ها جرم حرارتی مصالح ساختمانی:جرم حرارتی بالاتر در مورد دیوارها و سقف‌ها باعث بالا رفتن زمان انتقال حرارت بین فضای داخلی و خارجی می‌شود. استفاده از پوشش‌های دوجداره که می‌تواند باعث شود که بیشترین حرارت خورشید در روز بدست آمده و در شب مصرف شود.

رنگ:رنگ سطوح خارجی برحرارت اکتسابی از خورشید موثر است. رنگهای روشن برای اقلیم‌های گرم و رنگهای تیره و مواد جذب کننده برای اقلیم‌های سرد ترجیح داده می‌شوند.

پنچره:نوع، جنس و ابعاد و مکانیابی پنچره تأثیر بسزایی در حرارت اکتسابی خورشید دارد. همچنین نوع شیشه و پرفیل انتخابی که امروزهدارای تکنولوژی پیشرفته‌ای هست هر چند نیازمند سرمایه اولیه بیشتری است اما در درازمدت باعث کاهش هزینه‌های انزژی مصرفی ساختمان می‌گردد.

ابزار سایه اندازی:برآمدگی‌ها و برون زدگی‌های بام ساختمان، سایه بانها، ساباط‌ها و پرده‌ها از ابزاری است که به این منظور و برای جلوگیری از دریافت حرارت غیرضروری خورشید می‌تواند جانمایی و استفاده گردد.

د) احیا هویت فرهنگی و بومی ایجاد فرهنگ پایدار، نیازمند زنده کردن احساس اجتماعی، ارتباط وآمیزش با دنیا طبیعی است. در معماری پایدار، باید به مردم مجال بروز قابلیت‌های کامل خود را داد تا خودشان را دریابند و در ارتباط با دیگران به درکی عالی از بشریت برسند وبه این ترتیب، ارتباط خود با گذشته وآینده را بازیابند. دز این رابطه توجه به شیوه‌های معماری بومی موجود راهگشا هستند چرا که اغلب آنها جوابگوی اقلیم و فرهنگ منظقه می‌باشند. ضمناً توجه به این مسئله در طراحی، در بالا بردن احساس مکان در هر شخصی که درآن واقع شود موثر بوده و نقش دارد.

• استفاده از مصالح بوم آورد تا حد امکان
• استفاده از کارگران و تکنیک‌های محلی
• استفاده از المان‌ها و نمادهای بومی- متأثر از روح محلی - که جوابگوی ویژگیهای اقلیمی منطقه نیز می‌باشند.

ه) حجم ساختمان‌ها و جانمایی فضاهای داخلی ساختمان

• نسبت کمترین سطح بیرونی به حجم(VSR):نسبتی است معادل حجم کلی ساختمان تقسیم بر مساحت کلی دیوارهای خارجی ساختمان. به طور کلی یک VSR بالا نشان دهنده یک هندسه ساختمانی با راندمان خوب است. یعنی هندسه ساختمان به گونه‌ای باشد که سطوح خارجی حداقل مقدار ممکنه باشد و حجم فضای داخلی ساختمان حداکثر مقدار ممکنه باشد. از لحاظ ریاضیاتی بهینه ترین حالتVSR برای شکل هندسی کره است؛ بنابراین می‌توان نشان داد که هر ساختمانی با ارتفاع بلندتر از نصف اضلاع سطح زیر بنایش پرهزینه تر وکم راندمان تر از ساختمان خواهد بود که ارتفاع آن مساوی و یاکوچکتر از نصف اضلاع زیربنایش است.
• نسبت سطح به محیط (APR):عبارت است از مساحت یک طبقه تقسیم بر محیط آن طبقه یا به عبارت دیگر مساحت طبقه برواحد طول دیوارهای محیطی هر چه این مقدار بزرگتر باشد راندمان انرژی ساختمان بیشتر خواهد بود. یک ساختمان مدور یا چهارگوش بهترین APR را خواهد داشت.
• طرح بندی فضای داخلی برای بهرگیری از فواید سرمایش طبیعی: این گزینه شامل تطبیق ساختمان با شرایطی است که بتواند بیشترین نسیم ملایم تابستانی را بدست آورد. در این میان جانمایی مناسب پنچره‌ها این بادها رابه گردش در می‌آورد. مشروط بر اینکه محورهای هدابت کننده هوا به عمودی یعنی سقف‌ها وگنبدها و... در هدایت هوای مصرف شده و تهویه آن به صورت موثر عمل کرده و طراحی شوند.

طرح بندی فضاهای داخلی برای بهرگیری از حرارت خورشید:استفاده از مصالحی با ظرفیت حرارتی بالا برای جذب و نگهداری حرارت در پوشش دیوارها یا استفاده از سطوح بزرگ با پنچره‌های بزرگ در ضلع جنوبی برای دریافت بیشترین حرارت خورشید موثر است. نماهای شرقی با پنچره‌های بزرگ با

کلمات کلیدی : معماری پایدار, معماری و طراحی پایدار, organic Architecture, معماری ارگانیک, معماری سبز, معماری پایدار, پایدار, معماری سبز, معماری ارگانیک, معماری بومی,م
در این سایت هیچ فایلی برای فروش قرار نمی گیرد. برای پشتیبانی و خرید فایل به مراجعه بفرمائید:

لینک فایل کتاب- معماری ارگانیک چیست؟- در 55 صفحه-docx

چکیده
معماری ارگانیک در آمریکا در قرن 19-م توسط فرانک فرنس و لویی سالیوان شکل گرفت. ( فرانک فرنس استاد سالیوان بود ).

معماران معروف در سبک معماری ارگانیک :

فرانک فرنس ( Frank Furness )

لوئی هانری سالیوان

رالف والدو امرسون

هوراتیو گرینو

ساموئل تیلور کولریج

فرانک لوید رایت

هوگو هرینگ

آلوار آلتو

هانز شارون

فی جونزخانه آبشار ( کوفمن )

معماری فقط نوعی فعالیت رویداد یا مجموعه ای از دست سازها نیست حتی هنر صرف هم نیست . معماری برای تمام امور انسانی بنیادی و اساسی است و از همان آغاز تمدن ایجاد شده است چرا که بدون آن امکان بوجود آمدن تمدن یا فرهنگی وجود نداشت. معماری اجتناب ناپذیر جهانی بی پایان و نیاز ابتدایی است . دامنه ی معماری از بدوی ترین شکل سکونت در غارها تا پیچیده ترین نوع ساختمانها را در بر می گیرد.

به عقیده ی بن فارمر معماری هنری است که نمی تواند خود را از شرایط بافت پیرامون جدا نگه دارد شرایطی که نا گزیر باید به آن توجه کند هر مکانی ویژگی خاص خود را دارد و پاسخ منحصر به فرد را می طلبد . با رشد توسعه ی سرمایه و ثروت تعداد مشتریان معماری افزایش یافت و مسئله ی دست یافتن به خصوصیات اصیل در معماری بومی باشدت بیشتری نمایان گشت .علیرغم اینکه مسائل اقتصادی در نهایت اثرات خود را به موضوع معماری وارد نموده اند اما منبع اصلی و بی واسطه ی موثر دگرگونی ایده ها و نظریات در معماری را بیشتر فلسفی باید دانست.

آرمان های عملکردگرایانه

یکی از کنجکاو ترین و دور از دسترس ترین پدیده های نیمه ی قرن نوزدهم نیاز گسترده و مصرانه در تقاضای یک معماری جدید بود که در حدود سال۱۸۹۰ به اوج خود رسید زمانیکه گستره ی تجاری فولاد و بتن مصلح توصعه ی قابل ملاحظه ای یافت. نیاز به پاسخ گویی به خواسته ها ی جدید از جمله نیاز به ساختمان های صنعتی ، راه آهن ، مرکز خرید، زندان ها ، بانک ها ، کار خانه جات، خانه های شهری ، خانه های کارگری …که ناشی از صنعتی شدن بود عمدتا  خطوط و فرمها تناسباتی منتهی شد که در الفبای معماری ما جایی نداشته بود .

مبلغینی نظیر جیمز فرگوسن در نظریه های خود پا را از تحول تدریجی فرمهای کلاسیک و قرون وسطایی فراتر نهاده اند او معماری معاصر شرقی را به واسطه ی تداوم ظهورش در تطابق با یک سنت پایدار میشود  و آنچه فرگوسن و پیروانش میخواستند دگرگونی بود در راستای دگرگونی های اجتماعی و فنی که  در تمدن جدید در شرف وقوع بود و سفارش دهندگان و مشتریان آخرین افرادی بودند که در طلب یک دگرگونی بودند . در قرن نوزدهم معماران و اندیشمندان برای به ظهور رسانیدن معماری جدید به نتیجه ی مهمی رسیدند و به قیاس معماری با مقوله های مختلف پرداختند که قیاس های عملکردی مهمترین قیاس بودند که عبارت است از

قیاس معماری با موجودات زنده

قیاس زیست شناسی

قیاس معماری باماشین مکانیکی

قیاس زیست شناسانه

شاید بتوان گفت که برای اولین بار این بوفن بود که در سخنرانی خود در آکادمی فرانسه در باغ موضوع سبک از قیاس های زیست شناسانه در توضیح مقصود خود استفاده کرد گفت : ذهن انسان هرگز قادر به خلق چیزی نیست مگر اینکه ذهن او از طریق انجام تجربیات و تمرکز افکار پرورانده شده باشد بدان معنی که ادراکات او نطفه های محصول او را شکل میدهد.

فرانک لوید رایت در مقتله ای باد عنوان در باب علت معماری گفت : منظور من از معماری ارگانیک آن است که این معماری از درون به بیرون در هماهنگی با شرایطی که ایجاد آن را میسر میدارد توسعه میابد .همچنین از ایده ی تکامل تدریجی به مثابه یک تفکر نوین در قیاس زیست شناسانه میتوان استفاده کرد این تکامل تدریجی عینا در مورد معماری نیز مصداق دارد.

همانطوریکه معماری رم تکامل یافته ی معماری یونان با معماری دوره های بعد از مسیحسیت تکامل یافته ی دوره های قبل خود میباشد نظریه ی تکامل  نظریه ی مکتبتبعیت عملکرد از فرم را  تائید میکند و این نظریه را ارائه میکند که ابتدا فرمها بوجود آمدند سپس عملکردها و اگر دگرگونی در فرمها به وقوع میپیوندد به واسطه ی عدم توانایی عملکردی فرمها به وقوع میپیوندد و فرمهای فاقد عملکرد قادر به بقا نیستند.

این قیاس سرانجام منجر به پیدایش معماری ارگانیک درقرن ۱۹ شد.

معماری ارگانیک

بینش معماری ارگانیک ریشه در فلسفه رمانتیک دارد.رمانتیسم یک جنبش فلسفی هنری و ادبی در اواخر قرن ۱۸ و ۱۹ میلادی در شمال غربی اروپا بودکه به سایر نقاط اروپا و آمریکا سرایت کرد. این جنبش واکنشی در مقابل خرد گرایی عقل مدرن بود. رمانتیک ها همانند پیروان تفکر کلاسیک به ذهن انسان اعتقاد داشتند. ولی رمانتیک ها به آن بخش از ذهنتوجه داشتند که بیشتر در باره احساس وعواطف بود.درصورتی که برای فلاسفه کلاسیک عقل و منطق اهمیت داشت.

نکته حائز اهمیت این که اکثر فلاسفه رمانتیک شاعر بودند و به تجلیل از طبیعت عواطف وتخیل می پرداختنددر حالی که اکثر فلاسفه کلاسیک ریاضیدان بودند. برای نطریه پردازان قرن نوزدهم آمریکا که به دنبال زیبایی مدرن بودند طبیعت تنها فلسفه صحیح تلقی می شدهنرمند می بایست ترکیبی می ساخت که به موازات طبیعت باشد و پروسه حیات و رشد و توسعه را به صورتی انتزاعی نشان دهد.

رالف والدو امرسون نویسنده شاعر و کشیش آمریکایی هنرمندان را تشویق می کرد که از طبیعت الهام بگیرند.وی هنرمندان را برای یافتن رابطه بین فرم و عملکرد  در طبیعت هدایت می کرد او می نویسد :طبیعت سیستمی از فرم ها و روش های به وجود آوردن را خلق می کند که مستقیما قابل تطبیق در هنر است. همچنین ویوله لودوک معمار معروف فرانسوی معماران را ترغیب می کرد که قوانین طبیعی خلقت را به کار گیرند همانند مجسمه سازان قرون وسطی که گیاهان و حیوانات را مطالعه می کردند تا بفهمند که چگونه فرم های آنها یک عملکردی را نشان می دهند و یا خود را با خصوصیات ارگانیسم تطبیق می دهند.

معماری ارگانیک در آمریکا در قرن ۱۹ توسط فرانک فرنس و لویی سالیوان شکل گرفت.اوج شکوفایی این نظریه را می توان در نیمه اول قرن بیستم درنوشتارها وطرح های فرانک لوید رایت مشاهده کرد. به اعتقاد فرانک فرنس بر اساس نظریه ارگانیک همه فرمها طبیعی پویا هستند.نیروها وفشارهایی که در ساختار یک حیوان دخیل هستند کشش ماهیچه ها و مفاصل هنگامی که موجود حرکت می کند طرح  رشد و گسترش که در فرم گیاهان و صدف ها دیده می شود تصویری از یک شکل زنده است.اگر یک کار هنری بخواهد بیان کننده باشد باید به صورت ارگانیک ساخته شود.اجزا آن نمی توانند به صورت بخش های مجزا باشند بلکه آنها باید در یک سیستم پویا و شکل پذیر در یکدیگر ادغام شده باشند بیان در معماری باید در حل کردن نیروهای فیزیکی که در یک کالبد ارگانیک عمل می کند صورت می گیرد. سالیوان از پایه گذاران مکتب شیکاگو ومعماری مدرن درآمریکا بود وی اعتقاد بسیار زیادی به فرم های طبیعی و سبک ارگانیک داشت.سالیوان به روشی معتقد بود که مشابه پروسه به وجود آوردن در طبیعت بود.او برای اولین بار اصطلاح فرم تابع عملکرد را بیان نمود.یعنی سالیوان فرم تابع عملکرد را در پروسه رشد و حرکت طبیعی می دید.

سالیوان در مورد مصالح می گفت :سنگ و ملات در ساختمان ارگانیک زنده می شود.موضوعی که فرانک لوید رایت شاگرد وی بهتر از هر معمار معاصر دیگری آن را در ساختمان هایش نشان داده است. رایت اگر چه با تکنولوژی مدرن مخالفتی نداشت ولی وی آن را به عنوان غایت و هدف تلقی نمی نمود.به اعتقاد رایت تکنولوژی وسیله ای است برای رسیدن به یک معماری والاترکه از نظر وی همانا معماری ارگانیک بود.

رایت در ۲۰ مه ۱۹۵۳ در تلیسین معماری ارگانیک را در نه عبارت ذیل تعریف کرد:

۱- طبیعت: فقط شامل محیط خارج مانند ابرها درختان و حیوانات نمی شود بلکه شامل داخل بنا و اجزا و مصالح آن می باشد.

۲- ارگانیک: به معنای همگونی و تلفیق اجزا نسبت به کل وکل نسبت به اجزا است.

۳- شکل تابع عملکرد:عملکرد صرف صحیح نمی باشد بلکه تلفیق فرم و عملکرد و استفاده از ابداع وقدرت تفکر انسان در رابطه با عملکرد ضروری است.فرم و عملکرد یکی هستند.

۴- لطافت:تفکر و تخیل انسان باید مصالح وسازه سخت ساختمان را به صورت فرم های دلپذیر و انسانی شکل دهد.همان گونه که پوشش درخت و گل بوته ها شاخه های آنها را تکمیل می کند.مکانیک ساختمان باید در اختیار انسان باشد و نه بالعکس.

۵- سنت: تبعیت و نه تقلید از سنت اساس تفکر معماری ارگانیک است.

۶- تزئینات: بخش جدائی ناپذیر از معماری است.رابطه تزئینات به معماری همانند گل ها به شاخه های بوته می باشد.

۷- روح: روح چیزی نیست که به ساختمان القا شود بلکه باید در درون آن وجود داشته باشد و از داخل به خارج گسترش یابد.

۸- بعد سوم: بر خلاف اعتقاد عمومی بعد سوم عرض نیست بلکه ضخامت و عمق است.

۹- فضا: عنصری است که دائما باید در حال گسترش باشد.فضا یک شالوده پنهانی است که تمام ریتم های ساختمان باید از آن منبعث شود و در آن جریان داشته باشد.

شاهکار معماری فرانک لوید رایت ونظریه ارگانیک را می توان در خانه آبشار در ایالت پنسیلوانیا در آمریکا دید.موارد طراحی و اجرایی را که رایت برای این خانه ویلایی در نظر گرفته بود می توان درهشت مورد زیر اشاره کرد.

۱- حداقل دخالت در محیط طبیعی

۲- تلفیق حجم ساختمان با محیط طبیعی به گونه ای که هر یک مکمل دیگری باشد.

۳-ایجاد فضاهای بین ساختمان و محیط طبیعی

۴- تلفیق فضای داخل با خارج

۵- نصب پنجره های سرتاسری و از بین بردن گوشه های اتاق

۶- استفاده از مصالح محیط طبیعی مانند صخره ها و گیاهان چه در داخل بنا چه در خارج بنا

۷- نمایش مصالح به همان گونه که هست چه سنگ چه چوب و یا آجر

۸- استمرار نمایش مصالح از داخل به بنا

از نظر رایت ارگانیک یعنی تلفیق شدن کل مجموعه و در مورد ساختمان ارگانیک معتقد بود: ساخته شده توسط افراد از درون زمین با تمهیداتی که خود در نظرمی گیرند و با توجه به زمان مکان محیط و هدف. از جمله معماران مطرح این سبک در آمریکا در حال حاضر فی جونز است.هرچند معماری ارگانیک بر خلاف کارهای میس و کوربوزیه صورتی جهانی به خود نگرفت ولی با این حال پیروانی در سایر کشورها پیدا کرد.در اروپا می توان از هوگوهرینگ و هانز شارونآلمانی آلوار آلتو فنلاندی وگروه دیستیل در هلند نام برد.در ایران هم می توان در کارهای مهندس هوشنگ سیحون – مهندس پاسبان – مهندس مهرداد ایروانیان نمونه هایی ازاصول طراحی معماری ارگانیک را مشاهده کرد.

ارتباط معماری با ارگانیسم های طبیعی به طور موثر به ۴ مورد محدود میشود:

۱- رابطه ی ارگانیسم ها با محیط خود

۲-وابستگی بین ارگانها با یکدیگر

۳- رابطه ی بین فرم و عملکرد

۴- اصل حیات

رابطه ی ارگانیسم با محیط خود و قیاس آن با معماری

فون هامبولت معتقد است که گیاهان را نباید با توجه به ویژگی های ذاتی طبقه بندی کرد بلکه بر اساس محیط و اقلیم پرورش آن را باید بررسی کرد که در این زمینه بسیار شبیه معماری است. به این ترتیب که معماتری را باید با توجه به موقعیت منطقه ای بررسی کرد نه نوع عملکرد آن ویژگی های محیطی درفرم تاثیر مستقیم دارد به عنوان مثال معابد یونان با معابد ژاپن تقریبا دارای یک نوع عملکرد ولی ساختار و فرم کاملا متفاوتی دارند.

وابستگی بین ارگانها و رابطه ی آن ها با یکدیگر شاید بتوان آن را به مثابه ارتباط بین بخش های مختلف یک ساختمان توجیه کرد به نظر ویکدو  ازیر بخش های یک ساختمان را به مثابه دندان های یک حیوان تشبیه کرده است که گویای نوع خاصی از ساختار زنده و روند هضم می باشد و منطبق بر نحوه ی زندگی او شکل یافته و دقیقا هر قسمت تکمیل کننده ی قسمت دیگر است بخشها و ارتباطات بین بخشها بیانگر نوع عملکرد یک بنا می باشد .

رابطه ی بین فرم و عملکرد

مهمترین واقعیت مهم زیست شناسانه ای که در ارتباط با معماری قابل قیاس مینماید مقوله ی ارتباط فرم با عملکرد را شامل می شود . نظریه ای که گویای تبعیت فرم از عملکرد است به شدت توسط آن دسته که به تبعیت عملکرد از فرم معتقد بودند مورد اعتراف قرار میگیرد و هیچ کس ارتباط بین فرم و عملکرد را انکار نمیکرد از لحاظ قیاس عملکردی رابطه ی بین فرم و عملکرد به مثابه ضرورتی برای زیبا بودن قلمداد می شود. همانگونه که به لحاظ قیاس زیست شناسانه این رابطه به معنی داشتن حیات است.

بودلر در سال ۱۸۵۵ گفت : زیست شناسان بهترین کسانی هستند که میدانند بین فرم و عملکرد چه ارتباط تحسین بر انگیزی است و بسته به موقعیت و نوع عملکرد هر حیوان ، ارگانیسم اعضا و فرم آن ارگانیسم تغییر می کند. به نظر فرانک لوید رایت معماری ارگانیک به معنی معماری زنده است معماری که درآن هر گونه فرم بی خاصیت همانند بخشی از روند رشد یک موجود از سیستم حذف می شود و معماری در آن هر عنصر و هر جزئی از عناصر در ارتباط با وظیفه ای که بایستی به انجام برسانند شکل می گیرد .

سر دبیر یکی از مجلات معماری در سال ۱۸۶۳ گفته بود که ما این معماری را معماری ارگانیک مینامیم زیرا این معماری در ارتباط با مکاتب تاریخی والتقاطی حاوی همان رابطه ایست که زندگی سازمان یافته ی حیوانات و گیاهان با موجودیت سازمان نیافته ی زمین و محیطی که جهان را شکل داده است بر قرار نموده است .

در آخر اینکه معماری دیگر بهانه ای برای فراموشی همجواری خود با دیگر عناصر موجود در دست ندارد ولی از طرف دیگر با پذیرش کلی فلسفه ی عملکرد گرایی دیگر نیازی به ارتکاب به آنچه که در

کلمات کلیدی : معماری پایدار, معماری ارگانیک, معماری سبز, سازه های ارگانیک, معماری و طراحی پایدار, organic Architecture, معماری ارگانیک, معماری سبز, معماری پایدار, پای
در این سایت هیچ فایلی برای فروش قرار نمی گیرد. برای پشتیبانی و خرید فایل به مراجعه بفرمائید:

لینک فایل پروژه و تحقیق- ضوابط فنی تعیین محل نصب سرعتگیر و سرعتکاه- در23 صفحه-docx

همواره سریع راندن و تخطی از سرعت مجاز مورد نظر در معابر یکی از معضلات موجود در استفاده از راه ها است که می تواند موجب بروز خطرات و خسارت های جبران ناپذیری برای کاربران راه و افزایش خرابی راهها گردد.

امروزه با پیشرفت علوم مهندسی، روز به روز شاهد ساخت خودروهایی با توانایی حرکتی بالا هستیم که همواره جهت محدود نمودن سرعت عبوری آنها مجبور به استفاده از روشهای مختلف " آرام سازی ترافیک"[1]  می باشیم که چند نمونه از این روشها عبارتند از:

• دست اندازها ( اعم از سرعت گیر و سرعت کاه ها)
• باریک کردن خط عبور
• کاهش تعداد خطهای عبور (کاهش عرض سواره رو)
• پیچاندن سواره رو
• منظرسازی اطراف راه به منظور اعلام مسکونی بودن محیط
• آشکار کردن سرعت زیاد ترافیک موتوری از طریق دید و صدا
• میدان و ...

در این میان سرعت گیر و سرعت کاه (شکل 1) از رایج ترین ابزارهای کنترل سرعت در نقاط مختلف جهان هستند. سرعتگیرها و سرعتکاه ها در کشور ما نیز به طور گسترده مورد استفاده هستند، اما در نصب بسیاری از آنها استانداردهای جهانی در مورد مکان و نحوه مناسب نصب رعایت نشده که همین امر باعث کم اثر بودن این ابزار در کنترل سرعت وسایل نقلیه شده است.

لذا در این گزارش به معرفی و بررسی این دو ابزار، وسعت استفاده، مزایا و معایب و نیز قواعد و استانداردهایی که باید برای نصب آنها در نظر گرفته شود، پرداخته می شود.

2- معرفی 2-1- سرعت گیر[2]

2-1-1-  تعریف سرعت گیر

ابزاری است برای کنترل سرعت وسایل نقلیه که طبق استانداردهای موجود ارتفاع بلند ترین نقطه یک سرعت گیر باید 3 تا 4 اینچ (7 تا 10سانتی متر)، حداکثر طول آن 1 فوت (30سانتی متر) و عرض آن به اندازه عرض محل نصب باشد. امروزه در کشور ما، استفاده از نوع خاصی از موانع (شکل 3) رایج گردیده که بر اساس ابعاد، می توان آنها را نوعی از سرعتگیرها دانست، که جنس آنها معمولا از لاستیک های بازیافتی و یا پلاستیکی است که نوع پلاستیکی آن به رنگهای زرد و سفید در ابعاد 35x90 سانتیمتر و نوع لاستیکی با ابعاد متغییر در بازار ایران موجود است.

2-1-2- محل نصب

استفاده از سرعت گیرها در اماکنی توصیه می شود که حداکثر سرعت وسایل نقلیه از 10 تا 15 کیلومتر بر ساعت تجاوز نمی کند. پارکینگها یا مراکز خرید به عنوان بهترین اماکن برای نصب این وسیله می باشند. نصب این وسیله در اماکن و معابری که محل رفت و آمد عمومی هستند، مناسب نیست و معمولا باعث ایجاد مشکل برای وسایل نقلیه می شود.

علیرغم منع استانداردهای معتبر مبنی بر استفاده از این نوع سرعتگیرها در سطح معابر، جهت اجبار رانندگان به کاهش سرعت در مقطعی از راه ها، از این نوع ابزارها در سطح شهرهای ایران به وفور مورد استفاده قرار می گیرد.

2- 1-3- وسعت کاربری

سرعتگیر در کلیه معابر به غیر از پارکینگها بعلت محدود کردن سرعت عبوری از آنها به میزان 10 کیلومتر بر ساعت و کمتر، خلاف قوانین و استانداردهای ایالات متحده آمریکا است. در واقع تنها محل استفاده آنان همان پارکینگها بوده که رانندگان هنگام ورود و خروج از آنان دارای سرعتی معادل و یا کمتر از سرعت فوق می باشند.

2- 1-4- مزایا

1. کاهش سرعت خودروهای عبوری به 10 کیلومتر بر ساعت و کمتر
2. وادار کردن خودروها به ترمز ناگهانی در صورت نصب در محل های عبور و امکان ایجاد خطر وقوع تصادف
3. صدمه زدن به خودروها در صورت عبور از آنان با سرعت بالا

2- 1-5- معایب

2-2- سرعت کاه[3]

2-2-1- تعریف سرعت کاه

از این ابزار با نام سرعتگیر ملایم[4] نیز یاد می کنند. ارتفاع سرعت کاه به 3 تا 4 اینچ (7 تا 10 سانتیمتر) می رسد، عرض آن به اندازه عرض خیابان محل نصب است و طولی ما بین 12تا 14 فوت (5/3 تا 2/4 متر) دارد. طول سرعت کاه ممکن است به 22 فوت (7/6 متر) نیز برسد، در چنین مواقعی به آن سرعت کاه تخت[5] نیز می گویند.

امروزه استفاده از سرعت کاه (نه سرعت گیر) در مناطق و معابر مسکونی و همچنین مناطقی که مسیر اصلی اتوبوس، آمبولانس و اتومبیلهای اورژانسی دیگر نیستند، متداول است که س

[1] Traffic Calming

[2] Bump

[3] Hump

[4] Gentle Bump

[5] Speed Table

کلمات کلیدی : ضوابط فنی تعیین محل نصب سرعتگیر و سرعتکاه,سرعتگیر, سرعتگاه, نصب سرعتگیر, دست اندازها,سرعت گیر و سرعت کاه,ابعاد سرعتکاه,قوانین سرعت گیر اتومبی
در این سایت هیچ فایلی برای فروش قرار نمی گیرد. برای پشتیبانی و خرید فایل به مراجعه بفرمائید:

لینک فایل پروژه و تحقیق-ماشینهای CNCو اصول کارکرد آنها- در 65 صفحه-docx

هفتاد میلادی به وجود آمد بکارگیری مینی کامپیوتر ها در صنعت ماشینکاری مرسوم گردید.

ماشین ابزارهایی که به کمک کامپیوتر هدایت می شدند CNC نام گرفتند. به کمک CNC به تدریج دقت مورد نیاز برای تولید قطعات پیچیده در صنایع مختلف مانند هوافضا و قالب سازی حاصل شد. با دست یابی به تلرانسهای بسیار دقیق برای تولید یک قطعه تدریجا اندیشه بالاتر بردن سرعت تولید نیز قوت یافت. با ساخت ابزارهایی با سختی زیاد، شرایط برای بالا بردن نرخ تولید نیز بهبود یافت «2». تا اینکه امروزه با بکارگیری تکنیکهای ماشینکاری با سرعتهای بالا قطعاتی با تلرانسهای دقیق در زمان بسیار کوتاهی تولید می گردند. برای دست یابی به قابلیت ماشین کاری با سرعتهای بالا می باید در زمینه های مختلف مانند طراحی سازه ای، کنترل ارتعاشات خود برانگیخته، یافتن بهترین نرخ براده برداری و کنترل حرکت و سرعت در راستای مسیر مورد نظر به پیشرفتهایی دست یافت.

فصل اول :

Cnc  :

کنترل حرکت در راستای یک مسیر در ماشینهای CNC در واحد درونیاب صورت می گیرد. اکثر درونیابهای CNC  فقط قابلیت درونیابی در راستای خط و دایره را دارا می باشند. به دلیل اینکه برای ماشینکاری یک مسیر منحنی شکل در حالت عمومی با بکارگیری این نوع درونیابها نیاز به شکسته شدن منحنی به قطعاتی از خط و دایره می باشد، لذا این دو نوع درونیابی به تنهایی پاسخگوی همه کاربردها از جمله ماشینکاری در سرعتهای بالا، نیستند. بنابراین بکارگیری نوع دیگری از درونیابها یعنی درونیابی در راستای یک منحنی ضروری به نظر می رسد. محققین مختلفی در این زمینه به تحقیق پرداخته اند و الگوریتمهای مختلفی را بر مبنای بکارگیری منحنی های پارامتری چند جمله ای در حالت عمومی ارائه داده اند.

Korn  در ابتدا با توسعه درونیابی دایره ای، روشهایی را برای درونیابی منحنی ها درجه دو ارائه داد  Korn  , Yang , Kong, Huang , Yang با بکارگیری منحنی های پارامتری چند جمله ای روشهایی را برای درونیابی یک منحنی ارائه دادند اما این روشها قاعدتاً برای درونیابی یک منحنی درجه سه به کار می رود و در بکارگیری منحنی های درجه بالاتر کارآیی لازم را ندارند. به تدریج با بکارگیری مفاهیم B-Spline ها، Bedi  و همکاران روش دیگری را برای درونیابی در راستای یک منحنی ارائه دادند. تقریباً در همین زمان Wang  Yang  , بر اساس پارامتر سازی طول کمان روش بسیار مناسبی را برای مسأله درونیابی Real-Time در راستای منحنی ارائه دادند.که این روش برای بکارگیری در CNC نسبتاً رواج یافت. با بهبود روش پارامتر سازی طول کمان توسط Wang , Wright  این روش برای بکارگیری منحنی های درجه پنج بسیار کارا گردید. همچنین این روش توسط [1]Altintas نیز با بکارگیری پروفیل سرعت متفاوتی استفاده شده اتس. اما تمامی این روشه که مبتنی بر پارامتر سازی  طول کمان می باشند روشهای تقریبی هستند.

با بکارگیری منحنی های خاصی بنام منحنی های فیثاغورث – هدوگراف[1]  (PH) که زیر مجموعه ای از منحنی های پارامتری چند جمله ای می باشند مسأله درونیابی Real-Time را می توان به صورت تحلیلی نیز حل نمود. این منحنی ها که توسط Farouki , Sakkalis  معرفی شدند خواص ریاضی ویژه ای دارند که این خواص قابلیت محاسبه طول کمان به صورت یک عبارت پارامتری چند جمله ای را ممکن می سازند. روشهای درونیابی مختلفی به صورت Real-Time بر مبنای انی منحنی ها توسط Farouki ارائه گردیده است. همچنین با بکارگیری منحنی های فیثاغورث-هدوگراف می توان سرعت پیشروی بهینه را برای حرکت بر روی یک مسیر منحنی با توجه به قدرت ماشین نیز بدست آورد.

همچنین ترکیب متفاوتی از انواع پروفیل های سرعت برای ماشینکاری یک مسیر منحنی بررسی شده و بهترین پروفیل سرعت جهت بکارگیری در ماشینکاری با سرعتهای بالا پیشنهاد می گردد. در بخشهای بعدی مسأله یافتن سرعت پیشروی بهینه بر روی یک منحنی فیثاغورث-هدوگراف با توجه به توانایی و قدرت ماشین مورد استفاده بیان شده و پروفیلهای سرعت متفاوتی برای حل این مسأله بکار گرفته می شوند.

ضمن اینکه با وارد کردن نیروهای برشی در قیود موجود و بکارگیری پروفیلهای سرعت مناسب تر، فرمول بندی جدیدی برای مسأله صورت می گیرد و جوابهای واقعی تری برای حل این مسأله ارائه می گردد. در پایان الگوریتمهای شبیه سازی شده برای درونیابی در راستای خط، دایره و منحنی با بکارگیری تکنیکهای خاصی عملاً بر روی دستگاه CNC موجود پیاده می گردند.

فصل دوم: مبانی ماشینکاری

1-2- مقدمه

سیستم های تولید پیشرفته و رباتهای صنعتی سیستم های اتوماتیک پیشرفته ای هستند که از کامپیوترها به عنوان واحد کنترل استفاده می کنند. کامپیوترها امروزه اصلی ترین قسمت اتوماسیون می باشند که سیستم های مختلف تولید مانند ماشینهای ابزار پیشرفته، ماشین های جوشکاری دستگاههای برش لیزری و غیره را کنترل می کنند.

پس از اینکه مکانیزم تولید اتوماتیک و تولید انبوه در اواخر قرن 18 توسعه یافت اولین ماشینهای ابزار اتوماتیک مانند ماشینهای کپی تراش بوجود آمدند [1]. نخستین ماشین ابزار کنترل عددی بوسیله شرکت پارسونز و MIT در سال 1952 ساخته شد. اولین نسل ماشین های کنترل عددی از مدارهای الکترونیکی دیجیتال استفاده می کردند و در حقیقت در آنها هیچ واحد پردازش مرکزی وجود نداشت. در دهه 1970 با بکارگیری مینی کامپیوترها به عنوان واحد کنترل ماشین های ابزار با کنترل عددی به کمک کامپیوتر (CNC) گسترش یافتند.

این ماشینها توانای ماشینکاری انواع شکلهای پیچیده در صنعت قالب سازی و هوافضا را به خوبی دارا بودند. از اواسط دهه 80 با توسعه صنعت ساخت ابزارهایی با سختی بالا ماشینکاری با سرعتهای بالا (HSM[2]) به منظور افزایش نرخ تولید رواج یافت. بکارگیری این قابلیت در CNC نیاز به داشتن اطلاعات ویژه ای درباره نرخ براده برداری بهینه ، پیش بینی وقوع ارتعاشات خود برانگیخته، طراحی سازه ای و نحوه کنترل محورها  را بیش از پیش ضروری ساخت. امروزه علاوه بر این موارد انتخاب صحیح نرخ پیشروی و شتاب گیری محورها در ماشینکاری با سرعت بالا حایز اهمیت می باشد بطوری که سعی می شود به نحوی مقادیر بهینه آنها در ماشینکاری بکار گرفته شود.

هم اکنون با پیشرفت در صنعت الکترونیک و کامپیوتر ماشینهای CNC با بکارگیری چندین میکروپرسسور و کنترل کننده منطقی بطور موازی قابلیتهای بسیاری را دارا می باشند بطوری که این ماشینها قابلیت کنترل موقعیت و سرعت چندین محور و قابلیت برنامه ریزی بصورت Real-Time و نمایش گرافیکی مراحل مختلف کار و پروسه برش و نمایش تغییر اندازه قطعه در حل ماشینکاری را دارا می باشند.

در این فصل ضمن بیان مبانی کنترل عددی و معرفی اجزای CNC و ساختار برنامه ای آن به طبقه بندی سیستم های NC و معرفی HSM نیز پرداخته می شود.

2-2- مبانی کنترل عددی NC:

کنترل یک ماشین ابزار بوسیله یک برنامه تهیه شده را کنترل عددی (NC) می نامند. یک سیستم کنترل عددی توسط (Electronic Industrial Association) EIA بصورت زیر تعریف می گردد:

سیستم کنترل عددی سیستمی است که حرکات در آن بوسیله وارد کردن اطلاعات بصورت عددی در هر نقطه صورت می گیرد و این سیستم می باید این اطلاعات را به عنوان فرمان به صورت اتوماتیک اجرا کند.

در یک سیستم NC اطلاعات عددی مورد نیاز برای تولید یک قطعه بصورت برنامه قطعه به ماشین داده می شود که این برنامه در گذشته بوسیله نوار پانچ به ماشین وارد می شد. برنامه یک قطعه به صورت بلوکهایی از اطلاعات مرتب می شود که هر بلوک حاوی اطلاعات عددی مربوط به تولید یک قسمت از قطعه کار مانند: طول قطعه، سرعت برش، نرخ پیشروی و ... می باشد. اطلاعات ابعادی (طول، عرض، شعاع دوایر)  و نوع درونیابی (خطی، دایره ای، در راستای منحنی) با توجه به طراحی قطعه مشخص می گردند. همچنین سرعت برش، نرخ پیشروی و توابع کمکی مانند خاموش و روشن کردن مایع خنک کننده جهت چرخش اسپیندل و ... با توجه به پرداخت نهایی سطح و تلرانسهای مورد نیاز در برنامه قطعه کار وارد می گردند.

در مقایسه با ماشینهای ابزار سنتی، سیستم NC جایگزین عملیاتی می شود که اپراتور بصورت دستی انجام می دهد. در ماشینکاری سنتی یک قطعه با حرکت ابزار در طول قطعه کار بوسیله چرخاندن دستگیره متصل به پیچهای راهنما توسط اپراتور تولید می شود. بنابراین نیاز به اپراتوری با تجربه و زبردست می باشد که بتواند قطعه مورد نظر را ماشینکاری کند. اما در ماشین های NC نیازی به اپراتور با مهارت نیست در حقیقت اپراتور فقط می باید مراقب درست انجام شدن روند ماشینکاری با توجه به دستورات منتقل شده به ماشین باشد.

کلیه ابعادی که در برنامه وارد می گردند بر اساس واحد طول-مبنی (Basic Length Unit) BLU مقیاس بندی شده و به محورها ارسال می گردند. واحد طول – مبنی (BLU) به عنوان اندازه نمو نیز شناخته می شود که در عمل مربوط به دقت سیستم NC می شود و در حقیقت کوچکترین اندازه نموی می باشد که هر یک از محورهای می توانند حرکت کنند. در سیستم NC برای صدور فرمان حرکت هریک از محورها ابتدا طول حقیقی بر واحد-طول مبنی تقسیم می گردد. بعنوان مثال در یک سیستم NC که در آن BLU=0.0001 است برای حرکت 0.7 mm محور x در جهت مثبت دستور حرکت x+700 صادر می شود.

در ماشینهای NC هریک از محورهای حرکت مجهز به یک وسیله محرک جداگانه می باشند. این وسیله محرک می توا

[1] Pythagorean-Hodograph

[2] High Speed Machining

کلمات کلیدی : ماشینهای CNC CNC برنامه NC ماشین تراش تراشکاری مبانی ماشینکاری فرزکاری تراشکاری مبانی کنترل عددی کنترل سخت افزاری NC منحنی های BEZER
در این سایت هیچ فایلی برای فروش قرار نمی گیرد. برای پشتیبانی و خرید فایل به مراجعه بفرمائید: