logo-site-sefid
Search
Close this search box.
ربات با بازوی مکانیکی ساده

ساخت ربات با بازوی مکانیکی ساده

در این پست قصد داریم تا یک ربات با بازوی مکانیکی ساده بسازیم. این ربات توانایی جابجایی اجسام را با گریپر خود دارد و میتوان با این ربات در مسابقات رباتیک مختلف مانند ربات های انباردار شرکت کرد. این ربات دارای سه موتور میباشد که دو تا از این موتورها مربوط به حرکت ربات و یک موتور مربوط چنگک ربات میباشد. گیربکسی که برای چنگک ربات استفاده شده  موتور گیربکس پلاستیکی زرد رنگ میباشد. توجه کنید ما برای کاهش سرعت گریپر خود از یک مجموعه چرخدنده خارجی نیز استفاده کرده ایم که در ادامه این پست با حرکت چرخدنده ها بیشتر آشنا خواهیم شد.

همچنین در این ربات همان طور که اشاره شده از گریپر که یک ماژول مکانیکی بسیار پر کاربرد در ربات ها میباشد استفاده کرده ایم که نحوه مونتاژ آن را در فیلم ملاحظه میکنید. این ماژول با توجه به طراحی بازوهای آن میتواند کاربرد های گوناگونی داشته باشد. توجه داشته باشید جنس این گریپر نیز میتواند با توجه به کاربرد آن متفاوت باشد. این گریپر به دلیل شکل خاص طراحی آن دارای حرکت بسیار نرمی میباشد و شما به راحتی میتوانید آن را مونتاژ نمایید. در ادامه قبل از ورود به مباحث مربوط به چرخدنده ها که در ساخت این ربات کاربرد دارد و در واقع باعث حرکت نرم گریپر میشود فیلم ساخت این ربات را با هم ملاحظه میکنیم. توجه نمایید شما میتوانید با ارتقا پک ربات فلزی دو موتوره خود یک ربات گریپر بسازید.

با روش ساخت این ربات آشنا شدید شما میتوانید پک کامل ربات با بازو را از فروشگاه رباتیک چالیک تهیه کنید. در ادامه این مقاله به بررسی چرخدنده ها خواهیم پرداخت که در واقع جز اصلی انتقال نیرو در گریپر ربات میباشد. شما میتوانید در کلاس رباتیک با نوع بیشتری از انواع چرخدنده و کاربردهای متنوع تری از آنها آشنا شوید.

چرخدنده ها دارای انواع متفاوتی میباشند و دارای کاربردهای گوناگونی میباشند. چرخدنده ها برای تغییر سرعت و قدرت و انتقال نیرو و یا تغییر جهت آن استفاده میشوند. انواع گوناگون چرخدنده ها عبارتند :

  • چرخدنده های ساده

simple gear

 

  • چرخدنده های حلزونی

چرخدنده حلزونی

  • چرخدنده مارپیچ
چرخدنده مارپیچ
چرخدنده مارپیچ
  • چرخدنده مخروطی با دندانه های مستقیم

چرخدنده مخروطی با دندانه های مستقیم

  • چرخدنده مخروطی با دندانه های مارپیچ

چرخدنده مخروطی با دندانه های مارپیچ

توجه داشته باشید که چرخدنده ها انواع گسترده تری دارند که در این مجموعه تمامی این موارد را مورد بررسی قرار نمیدهیم. در این جلد با چرخدنده های ساده ، چرخدنده های حلزونی و چرخدنده های مخروطی با دندانه مستقیم آشنا خواهیم شد.

چرخدنده ساده

ساده ترین نوع چرخدنده میباشد که دندانه های مستقیم آن با هم درگیر میشوند و نیرو را بین دو محور موازی انتقال میدهند. چرخدنده های ساده دارای قوانین و قواعد مشخصی هستند برای بررسی این قواعد آزمایشهایی را انجام خواهیم داد.

ابتدا دو چرخدنده ساده را با ابعاد یکسان و تعداد دندانه های مشخص با هم درگیر میکنیم و آزمایشهایی انجام می دهیم. برای این منظور به شکل زیر دقت نمایید.

روش کار چرخدنده ساده
روش کار چرخدنده ساده

چرخدنده شماره 1 را در جهت عقربه های ساعت بچرخانید و به سوالات زیر پاسخ دهید.

  • چنانچه چرخدنده شماره 1 را یک دور کامل بچرخانیم چرخدنده شماره 2 چند دور میچرخد ؟
  • جهت چرخش چرخدنده شماره 2 با چرخدنده 1 در یک جهت میباشد؟
  • سرعت چرخش چرخدنده ها با یکدیگر برابر است ؟

چنانچه آزمایش زیر را به درستی انجام دهید در میابید که در چرخدنده هایی که سایز آنها برابر است سرعت چرخش آنها نیز با یکدیگر برابر بوده اما جهت چرخش آنها با یکدیگر متفاوت خواهد بود. در واقع چنانچه چرخدنده شماره 1 یک دور کامل بزند چرخدنده شماره 2 نیز یک دور خواهد زد.

حال برای انجام آزمایش بعدی چرخدنده ها را مطابق شکل زیر به یکدیگر متصل کنید.

چرخدنده های ساده
چرخدنده های ساده

آزمایش بالا را تکرار کنید و مجدادا به همان سوالات پاسخ دهید.

در این آزمایش نیز خواهد دید که جهت چرخش چرخدنده ها بر خلاف جهت یکدیگر میباشد. اما در این حالت ملاحظه میکنید که چرخدنده کوچکتر سرعت بیشتری دارد. در واقع چنانچه چرخدنده بزرگ یک دور کامل بزند چرخدنده کوچک سه دور خواهد زد. در واقع نسبت تعداد دندانه ها مشخص میکند که به ازای هر دور چرخدنده بزرگ چرخدنده کوچک چند دور میزند. چرخدنده کوچک 24 دندانه دارد و چرخدنده بزرگ 72 دندانه دارد و به همین دلیل با یک دور چرخش چرخدنده بزرگ چرخدنده کوچک سه دور خواهد زد. به بیان دیگر میتوان گفت محی چرخدنده بزرگ سه برابر محیط چرخدنده کوچک میباشد.

در آزمایش بالا دریافتیم که سرعت چرخدنده کوچک بیشتر است. اما آیا تغییر دیگر در این انتقال نیرو انجام شده است؟

پاسخ مثبت است در واقع با افزایش سرعت نیرو کاهش میابد. برای توضیح این مطلب با یک مثال قضیه را بررسی میکنیم. فرض کنید ما نیرویی به اندازه 9 نیوتن به چرخدنده بزرگ وارد میکنیم در این حالت برای متوقف کردن حرکت چرخدنده کوچک باید نیرویی به اندازه 3 نیوتن در خلاف جهت حرکت به آن وارد کنیم.

یا در یک مثال دیگر فرض کنید نیرویی به اندازه 3 نیوتن به چرخدنده کوچک وارد میکنیم در این حالت برای متوقف کردن چرخدنده بزرگ باید نیرویی به اندازه 9 نیوتن در خلاف جهت حرکت به آن وارد کنیم.

در آزمایش بعدی کمی کار را پیچیده تر خواهیم کرد. این بار 3 چرخدنده را مطابق شکل زیر به یکدیگر متصل کنید.

سرعت چرخدنده ساده
سرعت چرخدنده ساده

حال دوباره آزمایش را تکرار کنید و به سوالات مطرح شده پاسخ دهید.

  • جهت چرخش چرخدنده 2 و 3 چگونه است؟
  • سرعت چرخش چرخدنده های 2 و 3 چگونه است ؟
  • چنانچه چرخدنده 2 یک دور بچرخد چرخدنده های 2 و 3 چند دور میچرخند؟

چنانچه آزمایش را به درستی انجام دهید در خواهد یافت که چرخدنده 2 با سرعت بیشتر و چرخدنده 3 با سرعتی برابر چرخدنده 1 خواهد چرخید. دلیل این اتفاق نیز این است که چنانچه چرخدنده 1 یک دور بچرخد چنانچه در آزمایش قبلی دیدیم چرخدنده 2 سه دور خواهد چرخید. و همین طور با هر سه دور چرخش چرخدنده 2 ، چرخدنده 3 یک دور خواهد چرخید. همچنین توجه داشته باشید نیروی ورودی به چرخدنده 1 با نیروی خروجی از چرخدنده 3 برابر خواهد بود.

رضا قنبری
متخصص آموزش رباتیک

رضا قنبری هستم متخصص آموزش رباتیک با بیش از 10 سال سابقه فعالیت در ایران

این مطلب را به اشتراک بگذارید

دسته بندی نشده

ماژول WIFI

ماژول WIFI قبل از خواندن این مقاله بهتر است در نظر داشته باشید مقالاتی که با عنوان ماژول در سایت قرار گرفته اند از مقالات

ماژول آمپلی فایر

ماژول آمپلی فایر قبل از خواندن این مقاله بهتر است در نظر داشته باشید مقالاتی که با عنوان ماژول در سایت قرار گرفته اند از

ماژول سنسور مجاورت خازنی

ماژول سنسور مجاورت خازنی قبل از خواندن این مقاله بهتر است در نظر داشته باشید مقالاتی که با عنوان ماژول در سایت قرار گرفته اند

2 دیدگاه دربارهٔ «ساخت ربات با بازوی مکانیکی ساده»

  1. سلام و عرض ادب ، بسیار مطلب جالب و قشنگی گذاشتین. تشکر فراوان
    در پناه حق ، سالم و برقرار باشید.

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *