فهرست مطالب
مجله مهندسی مکانیک
پیاپی 143 (خرداد و تیر 1401)
- تاریخ انتشار: 1401/06/15
- تعداد عناوین: 6
-
-
صفحات 3-20
امروزه به واسطه ی افزایش جمعیت و کمبود فضای کافی برای ساخت و ساز، احداث ساختمان های بلند مرتبه در شهرهای بزرگ رواج پیدا کرده که این امر باعث پیدایش شکل خاصی از ساختارهای شهری، تحت عنوان دره خیابان های شهری شده است. شکل و توپوگرافی ساختارهای شهری بر نحوه توزیع و تهویه ی آلاینده ها در شهرهای بزرگ بسیار تاثیرگذار است. در این مقاله در ابتدا شاخص ها و استانداردهای کیفیت هوا در کشورهای مختلف بررسی و مقایسه شده است. سپس میزان تاثیر عوامل ساختاری مختلف بر توزیع آلاینده ها در دره خیابان های شهری بررسی و مقایسه شده است. نتایج حاکی از آن است که عواملی نظیر پیکربندی ساختمان، سرعت باد، جهت باد و کاشت درختان تاثیر زیادی بر نرخ تهویه و کیفیت هوا در دره خیابانهای شهری دارد. اما گرمایش دیواره های ساختمان، نوع پوشش دهی سطوح جاده و نرخ ترافیک و آمد و شد وسایل نقلیه به نسبت تاثیر کمتری بر کیفیت هوا در دره خیابان های شهری دارد.
کلیدواژگان: آلودگی هوا، دره خیابان شهری، آلاینده، شاخص کیفیت هوا، ترافیک -
صفحات 21-29
امروزه از چرخدنده های غیردایروی در مقاصد مختلفی که بارزترین آن ایجاد تغییرات سیکلی در میزان سرعت و گشتاور در یک دور کامل است، برای طراحی و ساخت دستگاه های مختلف در صنایع رباتیک، نساجی و بسته بندی استفاده می شود. در این مقاله به بررسی روش طراحی یک جفت چرخدنده مربعی مشابه از جنس پلاستیک پرداخته شده است. طراحی پروفیل دندانه های چرخدنده با توجه به محاسبات ریاضی انجام و ترسیم شکل سه بعدی چرخدنده ها براساس این محاسبات آغاز گردید. سپس مدل سه بعدی چرخدنده ها در نرم افزار مونتاژ و حرکت آنها شبیه سازی شد. برای تولید چرخدنده های مربعی از فرآیند برشکاری لیزری استفاده گردید. بررسی نتایج و عدم بروز موانعی نظیر گیرکردن چرخدنده ها در هنگام چرخش، لقی دورانی نامناسب و یا عدم امکان مونتاژ پذیری به دلیل طراحی ابعاد نادرست، بیانگر صحت طراحی انجام شده می باشد. تطبیق نمودار سرعت زاویه ای چرخدنده محرک با شماره لوب نیز بیانگر صحت اجرای فرآیند شبیه سازی چرخدنده های مربعی می باشد
کلیدواژگان: چرخدنده مربعی، طراحی، تولید، مونتاژ، برشکاری لیزری -
صفحات 30-38
یکی از جدیدترین سیستم های ترمز حال حاضر جهان، سیستم ترمز سیمی است. این نوع ترمز که کنترل آن توسط دستگاه های الکترونیکی انجام می شود، فناوری در حال توسعه است و رانندگان را قادر می سازد تا عملکرد بالاتری در هنگام رانندگی در مقایسه با ترمزهای هیدرولیکی داشته باشند. در این نوع ترمز، مدارها و تجهیزات الکترونیکی جایگزین تجهیزات هیدرولیکی و مکانیکی مانند پمپ، تسمه، لوله و سیلندر ترمز می شود. استفاده از این فناوری علاوه بر کاهش وزن خودرو، سبب کاهش سروصدا و لرزش آن شده و زمان واکنش ترمز را کاهش می دهد. همچنین عیب یابی ترمز را نیز آسان می کند و گام مهمی در راستای کنترل پذیری هر چه بیشتر و الکترونیکی و خودران شدن خودروها خواهد بود. در این مقاله ضمن معرفی مفاهیم اولیه ترمز سیمی و شیوه کارکرد آن، به مسیر توسعه و بهینه سازی ترمز سیمی اشاره شده و حوزه های تحقیقاتی موجود در این زمینه شناسایی شده است.
کلیدواژگان: ترمز سیمی، ترمز برقی، ایمنی ترمز، بوستر هیبریدی، ترمز الکترومکانیک، بازیابی انرژی، ترمز الکتروهیدرولیک -
صفحات 39-50
به دلیل ملاحظات زیست محیطی اهمیت استفاده از انرژی پاک دو چندان شده است. در این راستا، یکی از راهکارهای پیشنهادی، تولید انرژی از بادهای ارتفاع بلند و یا جت استریم است. از سوی دیگر در تحقیقات پیشین موضوعات جت استریم، نحوه تشکیل بادهای ارتفاع بلند، اثرات تغییرات اقلیمی بر جت استریم و چگالی قدرت باد در نقاط مختلف جهان به صورت جداگانه مورد بررسی قرار گرفته اند. در این مقاله ضمن تجمیع کلیه مباحث مرتبط با این موضوع، در ابتدا با بیان لایه های اتمسفر، حرکت هوا در اطراف زمین و نحوه تشکیل جت استریم، اثرات تغییرات آب و هوایی بر این بادها مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند، وجود تغییرات دمایی ناشی از تابش خورشید و ایجاد سه سلول دمایی هادلی، فرل و قطبی همزمان با اثر نیروی کوریولیس بر روی توده های متحرک هوا، موجب ایجاد جت استریم در دو نیم کره شمالی و جنوبی در عرض های 30 درجه و 60 درجه می شود. تغییرات آب و هوایی، باعث افزایش دامنه موج جت استریم و توسعه آن به شمال و جنوب شده است. بررسی ها نشان دهنده این موضوع است که ایران حایز مقام دهم در خاورمیانه به لحاظ چگالی انرژی بادهای ارتفاع بلند در ارتفاع 500 متری از سطح زمین است. در ارتفاع 1000 متری نیز، در 50 درصد دوره زمانی، غرب و مرکز ایران دارای چگالی قدرت باد kW/m2 3/0 و در ارتفاع 10000 متری و در همین دوره زمانی، تمامی نواحی ایران دارای چگالی قدرت باد kW/m23 هستند.
کلیدواژگان: جت استریم، بادهای ارتفاع بلند، توربین بادی، تولید انرژی، تغییرات آب و هوایی -
صفحات 51-59
یکی از چالش های کاربرد ربات های هوشمند در شرایط واقعی، شناسایی تمایز دادن انسان از اشیا محیط پیرامون آن است. در این مقاله الگوریتمی جهت تشخیص انسان در محیط با استفاده از دو اسکنر لیزری با سنسورهای ال-آر-اف ارایه و پیاده سازی آن بر روی یک ربات سرویس رسان خانگی انجام شده است. در این روش یک حالت انحنا‌دار بر پایه اطلاعات سنسورهای لیزر استخراج و با داده بدست آمده از موقعیت پاها و قفسه سینه ترکیب می شود. برای شبیه سازی از محیط گرافیکی آر-ویز در میان‌افزار راس استفاده شده است. برای این منظور از محیط آر-ویز برای تشخیص یک انسان با قد نرمال یعنی در بازه 150 تا 190 سانتی متر اجرا می‌گردد. پس از مدت زمان کمتر از یک ثانیه (برابر 25 میلی ثانیه که زمان یک دور اسکن سنسور لیزر است)، داده های لیزر اسکنر تحت پردازش الگوریتم نوشته شده به صورت بلادرنگ قرار می‌گیرد. شایان ذکر است که سرعت تشخیص این الگوریتم به صورت بلادرنگ می باشد. آزمایش برای 16 شخص مختلف و هر یک در 7 وضعیت متفاوت، جمعا 112 نمونه آزمایشی برای الگوریتم انجام شد، که در بیش از 94% از موارد موفق به تشخیص درست گردید که در مقایسه با الگوریتم مشابه، بیش از 6% ارتقاء را نشان می‌دهد.
کلیدواژگان: ربات، هوش مصنوعی، سنسور لیزر، بینایی ماشین، تشخیص انسان -
صفحات 60-67
سیستم فرمان سیمی شامل واحد کنترل الکترونیکی، موتور کمکی فرمان و سنسورهایی است که می توانند با جایگزینی قطعات مکانیکی، سر و صدا، لرزش و وزن خودرو را کاهش دهند. این نوع فرمان بدلیل دارا بودن قطعات الکترونیکی شرایط حساس تری را نسبت به فرمان مکانیکی دارند و این بدان معناست که باید این سیستم ها تحمل پذیر خطا باشند. از اجزای مهم سیستم های کنترل فرمان سیمی می توان به محرک ها، سنسورها و میکروکنترلرها اشاره کرد. از چالش های این نوع سیستم حساس بودن به عملکرد نادرست اجزای الکترونیکی (سنسورها، سیم‌کشی، برقراری جریان برق، و میکروکنترلرها) می باشد. هدف این مقاله، معرفی سیستم های کنترل تحمل‌پذیر خطا برای جبران خطاها در سیستم فرمان سیمی می باشد. از این رو ساختار کنترل تطبیقی، پیش بینی مدل، کنترل دو طرفه، فرمان کمکی دیفرانسیل، تخصیص کنترل مجدد، کنترل مقاوم و ساختار متغیر مورد استفاده قرار می‌گیرد. کنترل های مذکور می توانند پایداری و مقاوم بودن سیستم را نسبت به عدم قطعیت و آشفتگی ها تضمین کنند.
کلیدواژگان: فرمان با سیم، کنترل رواداری خطا، خطای محرک، خطای میکروکنترلر، خطای سنسور
-
Pages 3-20
Today, due to rapid urbanization, population density growth, and lack of sufficient space for construction, the tendency to build high-rise buildings has become widespread in large cities. This has led to the rising of a particular form of an urban structure called the urban canyon streets. The shape and topography of urban structures have a significant impact on the ventilation and distribution of air pollutants in different areas of large cities. In this article, firstly, air quality metrics and standards in different countries are reviewed and compared. Then, the effect of different structural factors on the distribution of pollutants in the urban canyon streets was studied and compared. The results showed that factors such as building configuration, wind speed, wind direction, and tree planting significantly impact ventilation rate and air quality in urban canyon streets. However, the thermal condition of buildings' envelope, the covering type of the road surfaces, and the traffic rate have relatively more minor effects on the air quality in the urban canyon streets.
Keywords: Air pollution, Urban canyon street, Pollution, Air quality index, Traffic -
Pages 21-29
Non-circular gears for their ability to create cyclic changes in the velocity and torque of the gears in each revolution employed for various purposes such as robotics, textile, and packaging industries. In this paper, the design methodology of a similar pair of plastic square gears is investigated. The design of gear profiles was performed according to complex mathematical calculations and the three-dimensional model of the gears was designed. Then the assembly of the gears was performed in CAD software and their motion was simulated. The laser cutting process was utilized to manufacture square gears. Examination of the results and the absence of special errors such as the gear's inappropriate meshing during rotation, improper backlash, or the impossibility of assembly due to incorrect dimensions design, indicate the accuracy of the design methodology. Moreover, the use of thin plastic sheets as raw material in the laser cutting process has prevented the laser beam from diverging and technical faults of gear samples. Comparing the angular speed of the driver gear with the lobe number also shows the accuracy of the square gear simulation process.
Keywords: Square gear, Design, Manufacturing, Assembly, Laser cutting process -
Pages 39-50
Due to environmental considerations, the importance of using clean energy has been signified. In this regard, one of the proposed solutions is to generate energy from high- altitude winds or jet streams. On the other hand, in previous research, the issues of the jet stream, the formation of high-altitude winds, the effects of climate change on the jet stream, and wind power density in different parts of the world have been investigated separately. In this paper, while summarizing all topics related to this issue, the effects of climate change on these winds have been investigated by stating the layers of the atmosphere, the movement of air around the earth, and how the jet stream is formed. The results show that the presence of temperature changes caused by solar radiation and the creation of three temperature cells, Hadley, Ferrel, and Polar, simultaneously with the effect of the Coriolis force on moving air masses, causes the creation of a jet stream in the northern and southern hemispheres at latitudes of 30 degrees and 60 degrees. Climate change has increased the amplitude of the jet stream and its expansion to the north and south. Surveys show that Iran ranks 10th in the Middle East in terms of the energy density of high-altitude winds at a height of 500 meters above the ground. At an altitude of 1000 meters, in 50% of the time period, the west and center of Iran have a wind power density of 0.3 kW/m2, and at an altitude of 10000 meters and in the same time period, all areas of Iran have a wind power density of 3 kW/m2.
Keywords: Jet stream, High altitude winds, Wind turbines, Power generation, Climatechange -
Pages 51-59
Today human or person detection in various environments is important for smart robots and autonomous vehicle in Artificial Intelligence and robotics. In this paper a new method for human detection using two Laser Range Finder (LRF Sensor) that implemented on servicing at home robot explained. This proposed approach is extracting a curve state from laser scanner data and fusion of Legs detection and Torso detection. For visualization, used Rviz (ROS Visualizer) in ROS (Robotic Operating System) middleware. The results have been shown accuracy and efficiency of proposed algorithm.
Keywords: Robot, Artificial Intelligence. Laser Scanner, Machine Vision, HumanDetection
©2000-2024 magiran.com All Rights Reserved.