سامانه پایه؛ ورودی ۲۰۱۶
بدنه اصلی شامل دو مفصل دورانی در صفحه XY و یک محور خطی Z بود. استپر موتورها، تابلو فرمان و مکانیزم اصلی حفظ شدند؛ پروژه از نقطه صفر ساخته نشد و مبنای کار، بازمهندسی سامانه موجود بود.
SCARA / REFIT / 2025
_
این پروژه ساخت یک ربات جدید نبود. مکانیزم متعلق به ورودی ۲۰۱۶ حفظ شد و تیم ورودی ۲۰۲۵، لایههای مکانیک، کنترل، ارتباط و شبیهسازی آن را بازطراحی کرد.
۲سنسور القایی ۳محور حرکتی ۱زنجیره همگام
J1J2Z ORIGINAL2016
REFACTORED2025
برای دنبالکردن مسیر اسکرول کنید
01 / REFACTOR از خطای مکانیکی
از خطای مکانیکی
تا صفر مرجع
هر مرحله یک مسئله واقعی از سامانه ۲۰۱۶ را حل میکند؛ نه یک تغییر ظاهری.
01 02 03 HARDWARE / ONLINE
اصلاح افتادگی محور اول
وزن اهرم آبی روی محور اول باعث افتادگی، ناهممحوری و خطای مکانیکی میشد. اتصال و تکیهگاه محور بازبینی شد تا پیش از هر تنظیم نرمافزاری، خطای ناشی از مکانیک کاهش پیدا کند.
هومینگ با دو سنسور القایی
دو سنسور القایی زیر Joint 2 نصب شد. STM32 بازو را تا سنسور اول حرکت میدهد، جهت را معکوس میکند و با رسیدن به سنسور دوم، محدوده مرجع را تشخیص میدهد. در پایان، موقعیت صفر مکانیکی ثبت میشود.
بازآرایی تابلو و سیمکشی
مسیر کابلهای قدرت، سیگنال و سنسورها از هم تفکیک شد. ترمینالها و دستهبندی سیمها مرتب شدند تا عیبیابی، نگهداری و کنترل نویز در تابلو فرمان سادهتر باشد.
02 / MOTION CONTROL
تبدیل مقصد به حرکت مفصلها
هر نقطه هدف در فضای کاری با مختصات X، Y و Z تعریف میشود. سینماتیک معکوس، این مقصد را به θ₁، θ₂ و d₃ تبدیل میکند. سینماتیک مستقیم نیز موقعیت ابزار را از روی وضعیت مفصلها دوباره محاسبه میکند تا نمایش و کنترل اعتبار مسیر ممکن باشد.
حل هندسی دو لینک در صفحه XYمحاسبه محور خطی Zبررسی محدوده قابل دسترس
01 / 03 · KINEMATICS
x = L₁ cos θ₁ + L₂ cos(θ₁ + θ₂) y = L₁ sin θ₁ + L₂ sin(θ₁ + θ₂) z = d₃VELOCITY PROFILE
S-CURVE SMOOTHING / JERK LIMITED
u(t) = Kp·e(t) + Ki∫e(t)dt + Kd·de(t)/dt
Kp responseKi offsetKd damping
فرمان از مرورگر؛ اجرا در کنترلر
وظایف بین دو لایه تقسیم شد: STM32 برای زمانواقعی و ESP8266 برای وب، ذخیره پروژه و ارتباط.
STM32 / کنترل زمانواقعی
تولید پالس استپر، اجرای پروفایل حرکت، هومینگ محورها و مدیریت تنظیمات پایه در کنترلر STM32 انجام میشود. کنترلر فرمانهای سطح بالا را به حرکت زمانبندیشده محورهای ربات تبدیل میکند.
Pulse / DirectionHoming State MachineMotion Profile
ESP8266 / وبسرور و پل ارتباطی
ESP8266 درخواستهای رابط وب را دریافت میکند، فرمانها و موقعیتها را اعتبارسنجی کرده و از طریق UART برای STM32 میفرستد. پاسخ وضعیت نیز از کنترلر خوانده و دوباره به صفحه وب ارسال میشود.
HTTPUARTArduino C++
ذخیره و بازیابی پروژه
موقعیتها، ترتیب اجرا، زمان توقف و تنظیمات پروژه در حافظه ذخیره میشوند. کاربر میتواند یک الگوی حرکتی را دوباره بارگذاری کند، Loop تعریف کند و بدون واردکردن مجدد نقاط آن را اجرا کند.
EEPROMWaypointsRun / Pause / Loop
esp8266_bridge.ino
// Browser ↔ ESP8266 ↔ STM32 void loop() { webServer.handleClient(); processIncomingSerialData(); } if (command == "Run") sendCodeToController(activeProject); if (command == "Pause") sendPause(); saveToEEPROM(projectData);
WEB UI→ESP8266→UART→STM32
04 / WEB APPLICATION
01 / 05
تنظیم پارامترهای حرکت
سرعت پالس، نوع سینماتیک، تعداد پالس در دور و پارامترهای هر موتور از رابط تنظیم میشوند و برای کنترلر ارسال میگردند.
LIVE UI CAPTURE / MOBILE
مسیر و Waypoint 
ذخیره پروژه 
Loop و اجرا05 / ISAAC SIM DIGITAL TWIN
شبیهسازی فقط تصویر نیست
مدل، مفصل، جرم، برخورد و کنترل باید با ربات واقعی هممعنا باشند.
SCROLL / TIMELINE
SYNCHRONIZED
APPISAAC SIMREAL
مدل مکانیکی و مفصلها
هندسه ربات در Isaac Sim به یک Articulation تبدیل شد. محورهای J1 و J2 بهصورت دورانی و محور Z بهصورت خطی تعریف شدند و جهت مثبت هر محور با ربات واقعی یکسانسازی شد.
پارامترهای فیزیکی
جرم، مرکز جرم، اینرسی، محدوده حرکت و برخورد اجزا تنظیم شد تا مدل فقط یک انیمیشن نباشد و رفتار آن از قیود فیزیکی تبعیت کند.
Joint Drive و PID
موقعیت هدف مفصلها به Driveهای شبیهساز داده میشود. ضرایب کنترل برای رسیدن نرم به هدف، کاهش نوسان و جلوگیری از حرکت جهشی تنظیم شدند.
همگامسازی سه لایه
هر پروژه با ترتیب نقاط و زمان مشترک در رابط، ربات واقعی و دوقلوی دیجیتال اجرا میشود. وضعیت اجرا و شماره نقطه فعال برای حفظ همزمانی بین سه لایه مبادله میشود.
تقسیم کار در دو مسیر
با ادامه اسکرول، تمرکز از عضو اول به عضو دوم منتقل میشود و وظایف هر نفر نمایش داده میشود.
MEMBER / 01
عضو تیم
فرزاد صبور
کنترل، الکترونیک و Embeddedمسئول توسعه بخش کنترل زمانواقعی و اصلاحات مرتبط با سنسورها و حرکت محورها.
نصب و راهاندازی دو سنسور القایی Joint 2
بازنویسی منطق Auto Home در STM32
پیادهسازی سینماتیک و پروفایل حرکت
تست مکانیک و اصلاح افتادگی محور اول
MEMBER / 02
عضو تیم
محمد شریکیان
وب، ارتباطات و Digital Twinمسئول رابط کاربری، ارتباط ESP8266 و توسعه مدل دوقلوی دیجیتال و لایه همگامسازی.
توسعه وبسرور و رابط پروژهمحور
ذخیره Waypoint، تنظیمات و Loop
مدلسازی و تنظیم فیزیک در Isaac Sim
همگامسازی App، Twin و ربات واقعی
برای مشاهده عضو بعدی اسکرول کنید
07 / DOCUMENTATION
جزئیات کامل در گزارش پروژه
مکانیک ربات، کنترلر STM32، کد ESP8266، سینماتیک، پروفایلهای حرکت و رابط وب در فایل پایاننامه مستند شدهاند.