نحن نعلم أن الروبوتات هي أجهزة كهروميكانيكية متقدمة وذكية للغاية يمكنها أداء عدد من المهام اليومية. هذا الجهاز قادر على الاستجابة لما يحيط به واتخاذ الإجراءات اللازمة لتحقيق مهمة محددة. يتم تصنيع الروبوتات بمكونات مختلفة ولكن أحد المكونات المهمة هو المشغل. بشكل عام ، تُستخدم المشغلات في كل آلة من حولنا تقريبًا مثل أنظمة التحكم في الوصول الإلكتروني وهزازات الهاتف المحمول والأجهزة المنزلية والمركبات والروبوتات والأجهزة الصناعية. أمثلة المحرك العام هي ؛ محركات كهربائية والمسامير اللولبية والمحركات السائر والمنشطات العضلية داخل الروبوتات وغيرها الكثير. تقدم هذه المقالة معلومات موجزة عن ملف مشغل الروبوت - العمل مع التطبيقات.
ما هو مشغل الروبوت؟
يُعرف المحرك الذي يتم استخدامه في الروبوتات لجعل عجلات الروبوت تدور أو مفاصل ذراع الروبوت أو لفتح / إغلاق قابض الروبوت باسم مشغل الروبوت. هناك أنواع مختلفة من المشغلات الروبوتية المتاحة بناءً على الحمل المتضمن. بشكل عام ، يرتبط الحمل بعوامل مختلفة مثل عزم الدوران والقوة والدقة وسرعة التشغيل واستهلاك الطاقة والدقة. مبدأ العمل لمشغل الروبوت هو تغيير الطاقة إلى حركة فيزيائية وتولد معظم المحركات حركة خطية أو دوارة.
أنواع المحركات الروبوتية
يتم تصنيف المشغلات الروبوتية إلى نوعين وفقًا لمتطلبات الحركة مثل الحركة الخطية والحركة الدورانية.
للحركة الخطية:
هناك نوعان من المحركات المستخدمة في الروبوتات لنشاط الحركة الخطية وهما ؛ المحركات الخطية ومشغلات الملف اللولبي.
المحركات الخطية
تُستخدم المحركات الخطية في الروبوتات لدفع أو سحب الروبوت مثل التحرك للأمام أو للخلف وتمديد الذراع. يتم توصيل الطرف النشط للمشغل ببساطة بذراع ذراع الروبوت لتنشيط هذه الحركة. تُستخدم هذه المحركات في عدد من التطبيقات في صناعة الروبوتات.
مشغلات الملف اللولبي
مشغلات الملف اللولبي هي مشغلات خطية ذات أغراض خاصة تتضمن مزلاجًا لولبيًا يعمل على النشاط الكهرومغناطيسي. تُستخدم هذه المشغلات بشكل أساسي للتحكم في حركة الروبوت وأيضًا لأداء أنشطة مختلفة مثل التشغيل والعكس ، والمزلاج ، وزر الضغط ، وما إلى ذلك. تُستخدم الملفات اللولبية عادةً في تطبيقات المزالج ، والصمامات ، والأقفال ، وأزرار الضغط التي هي يتم التحكم فيها بشكل طبيعي بواسطة متحكم خارجي.
للحركة الدورانية:
هناك ثلاثة أنواع من المحركات المستخدمة في الروبوتات لنشاط الحركة الدورانية ؛ محرك DC ، محرك سيرفو ، محرك متدرج.
مشغلات محرك DC
تُستخدم مشغلات محرك التيار المستمر بشكل عام لتحويل الحركة الآلية. تتوفر هذه المحركات بأحجام مختلفة مع إمكانية توليد عزم الدوران. وبالتالي ، يمكن استخدامه لتغيير السرعة خلال الحركات الدوارة. باستخدام هذه المحركات ، يتم تنفيذ أنشطة مختلفة مثل الحفر الآلي وحركة قطار القيادة الآلية.
المحركات المؤازرة
تُستخدم مشغلات المحركات المؤازرة في الروبوتات بشكل أساسي للتحكم في الحركة الدورانية ومراقبتها. هذه هي محركات DC فائقة الجودة تسمح بالدوران بزاوية 360 درجة ، لكن الثورة المستمرة ليست إلزامية. يسمح هذا المشغل ببساطة بالتوقف خلال الحركة الدورانية. باستخدام هذا المشغل ، يتم تنفيذ النشاط مثل الانتقاء والمكان . لمعرفة كيف أ اختر روبوت N Place يعمل اضغط على الرابط.
المحركات السائر
تساعد المحركات السائر في المساهمة في أنشطة الدوران المتكررة داخل الروبوتات. لذا فإن هذه الأنواع من المشغلات هي مزيج من كل من مشغلات محركات DC و المؤازرة. تُستخدم مشغلات المحركات المتدرجة هذه في روبوتات الأتمتة حيث يلزم تكرار النشاط.
تصميم مشغل الروبوت
نحن نعلم أن هناك أنواعًا مختلفة من المحركات المستخدمة في الروبوتات. سنناقش هنا كيفية تصميم مشغل خطي يستخدم في الروبوتات لتغيير الحركة الدورانية إلى حركة خطية سحب / دفع. لذلك يمكن استخدام هذه الحركة في تحريك المواد أو الآلات أو إسقاطها أو إمالتها أو رفعها. توفر هذه المحركات تحكمًا نظيفًا وآمنًا في الحركة يتميز بالكفاءة العالية ويتم صيانته مجانًا.
قوة
الاعتبار الأول أثناء تصميم مشغل روبوت هو Power. للحصول على الطاقة الميكانيكية ، من الضروري الحصول على الطاقة. لذلك ، يمكن تحديد مقدار الطاقة الميكانيكية الخارجة من خلال الحمل أو القوة المراد نقلها.
دورة العمل
يمكن تعريف دورة العمل على أنها عدد المرات التي سيعمل فيها المشغل ومقدار الوقت الذي سيستخدمه. يتم تحديد دورة العمل من خلال درجة حرارة المشغل عندما يكون في حالة حركة حيث يتم فقد الطاقة طوال فترة الحرارة.
عندما لا تكون جميع المشغلات متشابهة ، يكون هناك فرق في دورات عملها. هناك عامل آخر هو الحمل ، والذي ينطبق بشكل خاص على محركات التيار المستمر بينما العوامل الأخرى التي يمكن أن تحدد دورة العمل هي خصائص التحميل والعمر ودرجة الحرارة المحيطة.
نجاعة
تساعد كفاءة المشغل ببساطة في فهم كيفية عمله أثناء التشغيل. لذلك ، يتم العثور على كفاءة المشغل عن طريق فصل الطاقة الميكانيكية الناتجة عن الطاقة الكهربائية.
حياة المحرك
هناك العديد من العوامل التي من شأنها إطالة عمر المشغل ؛ البقاء في دورة التشغيل المقدرة ، وتقليل الحمل الجانبي ، والبقاء في الجهد والقوة والبيئات القاسية الموصى بها.
عمل
تم تصميم مشغلات الروبوت بشكل أساسي لسهولة الاستخدام والكفاءة. تصميم مشغل الروبوت الخطي هو المستوى المائل الذي يبدأ بمسمار ملولب من الرصاص. يوفر هذا المسمار منحدرًا لتوليد القوة التي تعمل جنبًا إلى جنب مع مسافة أكبر لتحريك أي حمل. الغرض الرئيسي من تصميم مشغل الروبوت هو توفير حركة سحب / دفع. لذلك ، فإن الطاقة المطلوبة لتوفير الحركة تكون يدوية أو أي مصدر طاقة مثل الكهرباء أو السوائل أو الهواء. تتحرك هذه المحركات بشكل عام مقاعد السيارة للأمام والخلف ، تفتح الأبواب الأوتوماتيكية ، محركات أقراص الكمبيوتر تفتح وتغلق.
فشل مشغل الروبوت
يحدث فشل مشغل الروبوت بشكل أساسي لأسباب عديدة. لذلك يمكن أن تواجه هذه المشغلات إخفاقات مختلفة مثل المفاصل العالقة أو المفاصل المقفلة ذات التأرجح الحر والفقدان الكلي أو الجزئي لكفاءة التشغيل. لذلك ، ستؤثر هذه الإخفاقات على سلوك الروبوت إذا لم يتم تصميم جهاز التحكم في الروبوت بدرجة كافية من التسامح مع الخطأ.
كيف تختار مشغل لروبوتك؟
تُستخدم مشغلات الروبوت لأغراض مختلفة ، لذلك هناك العديد من الجوانب التي يجب مراعاتها أثناء اختيار المشغلات مثل
الغرض والوظيفة المقصودة
يعتمد نوع المشغل الضروري لتطبيق محدد بشكل أساسي على الغرض من الروبوت بالإضافة إلى الوظيفة المقصودة.
المتطلبات والقيود المادية
عندما يتم تحديد نوع المشغل لاستخدامه ، يجب على المطورين النظر في المتطلبات المادية والقيود. لأن الوزن والحجم المادي للمشغل يلعبان دورًا رئيسيًا أثناء ترتيب المشغل في الروبوت ، وإلا فإن المحرك الثقيل على ذراع روبوت صغير قد يتسبب في فشل الذراع في وزنه.
القوة والقوة
بناءً على استخدامهم الخاص ، يجب على المطورين التأكد من قوة وقوة مشغل معين لأداء المهمة.
بروتوكول الاتصالات
يجب أيضًا مراعاة بروتوكول الاتصال أثناء اختيار مشغل للروبوت. العديد من المشغلات تدعم ببساطة الاتصالات مع PWM (تعديل عرض النبضة) بينما تدعم بعض المحركات الاتصالات التسلسلية.
تصاعد الفضاء والخيارات
يجب على المطورين التحقق من مساحة التركيب التي يمكن الحصول عليها في الروبوت أو عليه وخيارات التثبيت التي يوفرها المشغل نفسه. نظرًا لأن بعض أنواع المشغلات متوفرة مع أجهزة تثبيت منفصلة تسمح لك بتركيب الوحدة في اتجاهات مختلفة بينما يتوفر البعض الآخر بنقاط تثبيت مدمجة ، يتم تثبيتها في موضع واتجاه معين.
مزايا
ميزة مشغل الروبوت ق تشمل ما يلي.
- اقل تكلفة
- صيانته سهلة.
- هذه دقيقة.
- سهل التحكم.
- كفاءة تحويل الطاقة عالية.
- آمن وسهل التشغيل
- أقل ضوضاء.
- هذه نظيفة للغاية وأقل تلوثًا للجو.
- هذه سهلة الصيانة.
عيوب مشغل الروبوت تشمل ما يلي.
- ارتفاع درجة الحرارة في ظل ظروف ثابتة.
- تحتاج إلى أمان خاص في البيئات القابلة للاشتعال.
- بحاجة الى صيانة جيدة.
- سيخلق تسرب السوائل مشاكل بيئية.
- بصوت عالٍ وصاخب.
- عدم وجود ضوابط الدقة.
- هذه حساسة للغاية للاهتزازات.
تطبيقات مشغل الروبوت
تشمل تطبيقات مشغلات الروبوت ما يلي.
- يعتبر المشغل مكونًا مهمًا جدًا في الروبوتات والذي يغير الطاقة الخارجية إلى حركة فيزيائية اعتمادًا على إشارات التحكم.
- تُستخدم المحركات الكهربائية في الروبوتات لتغيير الطاقة الكهربائية إلى حركة دوارة أو خطية
- تولد المحركات قوى تستخدم فيها الروبوتات هذه القوة لتحريك نفسها والأشياء الأخرى.
- ترتبط المشغلات بالروبوتات أو الأجهزة أو الأذرع الاصطناعية التي تحتاج إلى الحركة والانحناء.
- تقوم المحركات الخطية داخل الروبوتات بتغيير الطاقة الكهربائية إلى حركة خطية.
- المشغل مسؤول عن التحكم في نظام أو آلية وتحريكها.
وبالتالي ، كل هذا يتعلق بالروبوت المحرك - العمل مع التطبيقات. يعد المشغل الموجود داخل الروبوت مكونًا أساسيًا يعمل كمفصل للروبوت لتحريك الروبوت بالتناوب والذراع لأعلى ولأسفل ويحول الطاقة إلى حركات ميكانيكية . مصدر الطاقة الأكثر شيوعًا لمشغلات الطاقة هو الكهرباء ، ولكن يمكن أيضًا استخدام الطاقة الهوائية والهيدروليكية. لذلك ، تُستخدم بعض المحركات الفريدة التي تعمل بالطاقة الهيدروليكية لتوليد طاقة عالية ومقاومة للصدمات. إليك سؤال لك ، ما هي المكونات المختلفة المستخدمة في الروبوتات؟
