|
1
|
- المبادئ الأساسية لتصميم وبناء الروبوت
- إعداد: المهندس عطا الشطل
|
|
2
|
|
|
3
|
- عند البدء
بتصميم الروبوت يجب أولا دراسة القيود والمحددات الهندسية والتنفيذية لمكان
عمل الروبوت والوظائف المطلوبة منه من أجل عمل الحسابات الرياضية
والفيزيائية اللازمة ووضع جميع احتمالات التشغيل والحركة المتوقعة حسب
المحددات والعوائق المحتملة.
- المحاور الإحداثية للحركة: ¨ حركة خطية ببعد واحد 1D
يستعمل محرك واحد للحركة أمام وخلف
-
¨
حركة ببعدين 2D إحداثيات
ديكارتية ويجب استعمال آلية خاصة لتغيير الاتجاه
- ¨ حركة ثلاثية
الأبعاد 3D تستعمل إحداثيات
ثلاثية أو اسطوانية أو كروية
- عدد الحركات المطلوبة ونوعها : ¨ انتقالية ¨ دفع \ سحب ¨ رفع \ حمل
- مسار أو محددات الحركة: ¨ التزام خط مسار محدد ¨ تخطي حواجز
ثابتة ¨ صعود \ هبوط منحدرات
- ¨ نوع الأرضية (ملساء، خشنة،
وعرة...) ¨ وقوف وتراجع
عن حافة
- مخرجات العمل المطلوبة : ¨ حركة ¨ صوت ¨ ضوء...إلخ
- الاحتمالات والحالات المتوقعة لحركة ووضعية جسم الروبوت
أثناء التنفيذ.
- مسابر التغذية الراجعة للاستشعار أو القياس حسب متطلبات
تنفيذ العمل:
- ¨ مجس تلامس ¨ مجس ضوئي ¨ مسبار حراري ¨ مجس صوتي ¨ مسبار حركة ¨ مقياس سرعة
|
|
4
|
- عند تصميم الهيكل
الرئيسي لجسم الروبوت ومكوناته الأخرى من أذرع ونواقل حركة ومحركات...إلخ؛
يجب الأخذ بعين الاعتبار القوى والأحمال التي سيتعرض لها الهيكل والمكونات
المختلفة. وهذه القوى والتأثيرات:
|
|
5
|
- هناك العديد من
مصادر الطاقة المعروفة والتي يمكن استخدامها في تشغيل أنظمة الروبوت
المختلفة:
- الكهربائية
- الشمسية
- الرياح
- الكيميائية
- الميكانيكية (الشلالات، السوائل أو الغازات المضغوطة...)
- النووية
|
|
6
|
- آلية تحويل الطاقة
هي نظام تحويل طاقة المصدر إلى شكل آخر يمكن استخدامه مباشرة في آلية عمل
الروبوت ووظائفه المختلفة:
- كهربائية – ميكانيكية : المحرك الكهربائي
- كهربائية – ضوئية : مصباح إضائة
- كهربائية – حرارية : سخان كهربائي
- كهربائية – صوتية : سماعة
- ميكانيكية – كهربائية : المولد الكهربائي
- ميكانيكية (ضغط) – ميكانيكية (حركة): مكبس هيدروليكي أو
هوائي
- آليات تحويل أخرى...
|
|
7
|
- وهي الآلية التي
يتم بواسطتها نقل الحركة من المحرك إلى أجزاء الروبوت، وكذلك تحويل الحركة
إلى الشكل المطلوب: من دورانية إلى خطية مثلا. إضافة إلى تغيير سرعة الحركة
والقوة المؤثرة، أو عزم الدوران، بالرفع أو التخفيض حسب الحاجة. من أنظمة
نقل الحركة:
- الرافعة
- المسننات الدورانية
- المسننات الخطية
- البكرات
- العجلات
- المجنزرات
- المكبس الزيتي (الهيدروليكي)
- المكبس الهوائي
|
|
8
|
- تستعمل المسننات
عادة في أحد الحالات التالية:
- لنقل عزم الدوران من محور حركة إلى آخر
- لرفع أو تفيض سرعة الدوران
- لعكس اتجاه الدوران
- لنقل حركة دورانية إلى محور مركز دوران مختلف
- لتغيير الحركة الدورانية إلى حركة خطية
- لضبط تزامن حركة محوري دوران
|
|
9
|
- نسب التحويل بين المسننات:
- وهي النسبة بين
سرعة الدوران الناتجة عن مجموعة المسننات إلى السرعة الداخلة إليها. وهي
تعادل نسبة عدد أسنان التروس. وعند استعمال التروس المسننة لزيادة سرعة
الدوران يقابل ذلك نقصان في مقدار العزم الدوراني الناتج، والعكس صحيح.
|
|
10
|
- عزم الدوران:
- وهي القوة التي
تؤدي إلى دوران أو لي. ويقاس عزم الدوران بالنيوتن-متر. يتم حساب عزم
الدوران من حاصل ضرب القوة العامودية المؤثرة على المحور بالمسافة بين نقطة
تأثير القوة وخط مركز المحور. نسبة عزوم الدوران لترسين تساوي نسبة أنصاف
أقطارهما.
|
|
11
|
- السرعة المماسية والسرعة الدورانية:
- تحسب السرعة
المماسية من حاصل ضرب السرعة الزاوية (الدورانية) بنصف قطر الترس المسنن.
ومنها تكون نسب السرع الدورانية لترسيت تساوي عكس نسبة أقطارهما.
- تقاس السرعة
الدورانية بالدورة بالدقيقة أو بالراد بالثانية.
|
|
12
|
- أنواع وتراكيب التروس المسننة:
- 1- قطار من
التروس:
|
|
13
|
- أنواع وتراكيب التروس المسننة:
- 2- الناقل
المتعادل:
|
|
14
|
- أنواع وتراكيب التروس المسننة:
- 3- ترس الاحتكاك
(الكلتش)
|
|
15
|
- أنواع وتراكيب التروس المسننة:
- 4- الترس التاجي:
ويقوم بنقل الحركة إلى محور عامودي
|
|
16
|
- أنواع وتراكيب التروس المسننة:
- 5- الترس المائل:
كذلك يستعمل لنقل الحركة جانبيا
|
|
17
|
- أنواع وتراكيب التروس المسننة:
- 6- ترس الدودة:
|
|
18
|
- أنواع وتراكيب التروس المسننة:
- 7- مجموعة تروس
توزيع الحركة بين محورين
|
|
19
|
- أنواع وتراكيب التروس المسننة:
- 7- مجموعة ناقل
الحركة التفاضلي:
|
|
20
|
- أنواع وتراكيب التروس المسننة:
- 7- ناقل الحركة
الخطي:
|
|
21
|
- البكرات عبارة عن
عجلات دائرية لها خندق حول محيطها لتثبيت حزام مطاطي. وتحسب نسب تحويل
السرعة والعزم بنفس طريقة حساب التروس المسننة. تختلف البكرات عن المسننات
بوجود مدى حركة قد لا ينتقل إلى المخرج في حالة التحميل الزائد، وإنما قد
يتراكم على حزام المطاط مما يؤدي إلى انزلاقه حول البكرة دون نقل للحركة؛
ويستفاد من هذه الخاصية أحيانا في تحديد عزم الدوران المسموح به .
|
|
22
|
- يمكن استعمال عدة
بكرات لزيادة عزم الدوران، مع خسارة السرعة طبعا.
|
|
23
|
- يهناك عدة أنواع
وأحجام من العجلات المستعملة في هذا البرنامج:
|
|
24
|
|
|
25
|
|
|
26
|
|
|
27
|
|
|
28
|
|
|
29
|
|
Notes
