قطعات مکانیک و رباتیک به عنوان یکی از حوزه‌های پیشرفته علم و صنعت، به طراحی، ساخت و کنترل ربات‌ها می‌پردازد

قطعات مکانیک و کاربرد آن‌ها در رباتیک

ربات‌ها به کمک قطعات مکانیکی پیچیده‌ای که در آنها استفاده می‌شوند، قادر به انجام وظایف مختلف در بسیاری از صنایع می‌باشند. این مقاله به بررسی انواع قطعات مکانیکی استفاده شده در رباتیک و کاربردهای آن‌ها در صنعت رباتیک می‌پردازد.

معرفی بخش های مختلف مقاله :

بخش اول: معرفی رباتیک و نقش قطعات مکانیکی

در این بخش، مفاهیم اولیه رباتیک معرفی می‌شوند و نقش قطعات مکانیکی در کارکرد ربات‌ها بررسی می‌شود. اهمیت انتخاب و طراحی دقیق قطعات مکانیکی در بهبود کارایی و کاربرد ربات‌ها بیان می‌شود.

بخش دوم: انواع قطعات مکانیکی مورد استفاده در رباتیک

در این قسمت، انواع قطعات مکانیکی مختلفی که در رباتیک استفاده می‌شوند، شرح داده می‌شود. این قطعات شامل اتصالات مکانیکی، مفصل‌ها، اندازه‌گیرها، دیسک‌ها و دنده‌ها، موتورها و محرک‌ها، حسگرها و صفحه‌های تسمه‌ای می‌شوند.

بخش سوم: کاربردهای قطعات مکانیکی در رباتیک

در این بخش، به کاربردهای مختلف قطعات مکانیکی در رباتیک پرداخته می‌شود. از جمله کاربردها می‌توان به کنترل حرکت و انجام وظایف خاص، تنظیم و کنترل قابلیت‌ها و ویژگی‌های فیزیکی ربات، افزایش دقت و سرعت عملکرد، و محافظت از قطعات الکترونیکی و اجزای حساس در مقابل ضربه‌ها و آسیب‌های محیطی اشاره کرد.

بخش چهارم: چالش‌ها و آینده قطعات مکانیکی در رباتیک

در این قسمت، چالش‌ها و مسائل مرتبط با طراحی و استفاده از قطعات مکانیکی در رباتیک مورد بحث قرار می‌گیرد. همچنین، به پیش‌بینی‌ها و توقعات برای آینده قطعات مکانیکی در رباتیک پرداخته می‌شود، به ویژه در زمینه‌های هوش مصنوعی، اتوماسیون و روبات‌های همکاری با انسان.

بخش اول: معرفی رباتیک و نقش قطعات مکانیکی

در این بخش، مقدمه‌ای به رباتیک ارائه می‌شود. رباتیک به عنوان یک حوزه تکنولوژی پیشرفته، به طراحی، ساخت و کنترل ربات‌ها می‌پردازد. ربات‌ها در انواع مختلف و در صنایع مختلف استفاده می‌شوند از جمله صنایع خودکاری، پزشکی، صنعتی، فضایی و آموزشی. در ادامه، نقش مهمی که قطعات مکانیکی در کارکرد ربات‌ها دارند، مورد بررسی قرار می‌گیرد. قطعات مکانیکی شامل اجزایی هستند که در ساختار و حرکت ربات‌ها نقش دارند و از جمله اجزای کلیدی در ایجاد حرکت و عملکرد صحیح ربات‌ها محسوب می‌شوند.

بخش دوم: انواع قطعات مکانیکی مورد استفاده در رباتیک

در این قسمت، به معرفی و توضیح انواع مختلف قطعات مکانیکی که در رباتیک استفاده می‌شوند، پرداخته می‌شود:

1. اتصالات مکانیکی: اتصالات مکانیکی مانند پیچ‌ها، مهره‌ها و پیچ و مهره‌های خودتراش، برای اتصال بخش‌های مختلف ربات به یکدیگر استفاده می‌شوند.

2. مفصل‌ها: مفصل‌ها به ربات‌ها امکان حرکت و انعطاف‌پذیری می‌دهند. انواع مختلف مفصل‌ها شامل مفاصل خطی، مفاصل چرخشی و مفاصل گشتاوری هستند.

3. اندازه‌گیرها: اندازه‌گیرها برای اندازه‌گیری و کنترل جنبش‌ها، فشارها، سرعت و دما در ربات‌ها استفاده می‌شوند.

4. دیسک‌ها و دنده‌ها: دیسک‌ها و دنده‌ها برای انتقال نیرو و حرکت بین اجزای مختلف ربات‌ها به کار می‌روند.

5. موتورها و محرک‌ها: موتورها و محرک‌ها برای تأمین نیرو و حرکت در ربات‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. انواع مختلف موتورها شامل موتورهای الکتریکی، هیدرولیکی و پنوماتیکی هستند.

6. حسگرها: حسگرها برای دریافت اطلاعات از محیط و اطراف ربات‌ها استفاده می‌شوند. انواع حسگرها شامل حسگرهای نوری، حرارتی، فشار، فاصله، لمسی و …

7. صفحه‌های تسمه‌ای: صفحه‌های تس

مه‌ای برای انتقال حرکت بین اجزای مختلف ربات‌ها استفاده می‌شوند.

بخش سوم: کاربردهای قطعات مکانیکی در رباتیک

در این قسمت، به کاربردهای مختلف قطعات مکانیکی در رباتیک پرداخته می‌شود:

1. کنترل حرکت: قطعات مکانیکی مختلف برای کنترل حرکت و اجرای دقیق وظایف خاص در ربات‌ها استفاده می‌شوند. از مفصل‌ها و موتورها تا دیسک‌ها و دنده‌ها، همه به کنترل و اجرای حرکت‌های مختلف کمک می‌کنند.

2. تنظیم و کنترل قابلیت‌ها: با استفاده از قطعات مکانیکی مناسب، می‌توان قابلیت‌های ربات‌ها را تنظیم و کنترل کرد. به عنوان مثال، با استفاده از محرک‌ها و مفصل‌ها، می‌توان حرکت‌ها و عملکرد ربات را به دقت تنظیم کرد.

3. افزایش دقت و سرعت عملکرد: قطعات مکانیکی پیشرفته می‌توانند در بهبود دقت و سرعت عملکرد ربات‌ها موثر باشند. از اندازه‌گیرها تا دیسک‌ها و دنده‌ها، هر یک می‌توانند در بهینه‌سازی عملکرد ربات‌ها مؤثر باشند.

4. محافظت از قطعات الکترونیکی و اجزای حساس: قطعات مکانیکی همچنین برای محافظت از قطعات الکترونیکی و اجزای حساس ربات‌ها در برابر ضربه‌ها و آسیب‌های محیطی نقش دارند.

انواع قطعات مکانیک و رباتیک:

موتور گیربکس :

ابتدایی ترین تعریف گیربکس این است که گیربکس یک قطار دنده ای است یا یک واحد یا جزء مکانیکی متشکل از یک سری چرخ دنده های یکپارچه در یک محفظه. در واقع، خود نام آن را تعریف می کند – جعبه ای حاوی چرخ دنده. در ابتدایی ترین مفهوم، گیربکس مانند هر سیستم دنده ای عمل می کند. گشتاور و سرعت بین یک وسیله محرک مانند موتور و بار را تغییر می دهد.

چرخ دنده های داخل گیربکس می توانند هر کدام از انواع مختلفی از چرخ دنده های مخروطی و چرخ دنده های مخروطی مارپیچ گرفته تا چرخ دنده های کرمی و موارد دیگر مانند چرخ دنده های سیاره ای باشند. چرخ دنده ها بر روی شفت ها نصب می شوند.

گیربکس یک روش مکانیکی برای انتقال انرژی از یک دستگاه به دستگاه دیگر است و برای افزایش گشتاور و در عین حال کاهش سرعت استفاده می شود.

موتور گیربکس

موتور DC:

موتور DC یک ماشین الکتریکی است که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند. در یک موتور DC، انرژی الکتریکی ورودی جریان مستقیمی است که به چرخش مکانیکی تبدیل می‌شود. هر موتور الکتریکی که با جریان مستقیم یا DC کار می کند، موتور DC نامیده می شود.

آرمیچر یک موتور DC سیلندری از لایه های مغناطیسی است که از یکدیگر عایق شده اند. آرمیچر عمود بر محور سیلندر است. آرمیچر یک قسمت دوار است که بر محور خود می چرخد و توسط یک شکاف هوا از سیم پیچ میدان جدا می شود.

هنگامی که سیم پیچ میدان موتور DC فعال می شود، یک میدان مغناطیسی در شکاف هوا ایجاد می شود. میدان مغناطیسی ایجاد شده در جهت شعاع آرمیچر است. میدان مغناطیسی از سمت قطب شمال سیم پیچ میدان وارد آرمیچر می شود و از سمت قطب جنوبی سیم پیچ میدان از آرمیچر خارج می شود.

هادی های واقع در قطب دیگر تحت نیرویی با همان شدت اما در جهت مخالف قرار می گیرند. این دو نیروی متضاد یک گشتاور ایجاد می کنند که باعث می شود آرمیچر موتور بچرخد.

موتور پمپ هوا و آب 12 ولت DC دیافراگمی

سرو موتور :

سروو موتور یک دستگاه الکتریکی مستقل است که قسمت‌های دستگاه را با راندمان بالا و با دقت بالا می‌چرخاند.

شفت خروجی این موتور را می توان به زاویه، موقعیت و سرعت خاصی که موتور معمولی ندارد حرکت داد.

سروو موتور از یک موتور معمولی استفاده می کند و آن را با یک سنسور برای بازخورد موقعیتی جفت می کند.

کنترلر مهمترین قسمت سروو موتور است که به طور خاص برای این منظور طراحی و استفاده می شود.سروو موتور یک مکانیسم حلقه بسته است که دارای بازخورد موقعیتی به منظور کنترل سرعت و موقعیت چرخشی یا خطی است.

موتور با یک سیگنال الکتریکی آنالوگ یا دیجیتال کنترل می شود که میزان حرکت را تعیین می کند که نشان دهنده موقعیت فرمان نهایی برای شفت است.

سرو موتور SG90

نتیجه‌گیری:

قطعات مکانیکی با اهمیت زیادی در علم رباتیک دارند و برای عملکرد صحیح و کارآمد ربات‌ها بسیار حائز اهمیت هستند. این مقاله نقش و اهمیت انواع قطعات مکانیکی را در رباتیک بررسی کرده است و به کاربردها و آینده این قطعات در این حوزه پرداخته است. با بهره‌گیری از این مقاله، محققان و مهندسان می‌توانند در طراحی و ساخت ربات‌های پیشرفته و کاربردی تر، به بهترین نتیجه برسند.

ولتاتک پیشرو در تأمین و واردات قطعات هایتک