(رباتیک )معیارهای انتخاب (موتور و چرخ ) در ربات های چرخ دار (۴چرخ و ۲چرخ) مهندسی برق _ الکترونیک

(رباتیک )معیارهای انتخاب (موتور و چرخ ) در ربات های چرخ دار (۴چرخ و ۲چرخ) مهندسی برق _ الکترونیک

پژوهشگر و نویسنده:  (  افشین رشید )

نکته : قبل از انتخاب یک موتور گیربکس ربات، باید یک ایده کلی از توان مکانیکی مورد نیاز ربات چرخدار داشت و  باید از میزان گشتاور مورد نیاز موتور آگاهی داشت. 

برای این که چرخ های ربات بدون لرزش بچرخند، گام های موتور پله ای باید از 6/3 درجه کمتر باشـند . بـه ازای مقادیر بیش تر، حرکت ربات با تکان های شدید همراه خواهد بود. امروزه موتورهای پله ای با گام هـای بیش از 30 درجه و کمتر از 9/0 درجه موجود هستند. پارامترهای ارزشیابی یک موتور پله ای گشتاور توقـف، گشتاور پایداری و گشتاور دینامیک هستند.

انتخاب یک موتور گیربکس ربات با در نظر گرفتن پارامترهای زیـر انجام می گیرد: 

سرعت موتور گیربکس:  برای ربات هایی که در محیط های سرپوشیده کار می کنند، سرعت های کمتر مناسب تر است. اما بعضی از ربات ها به سرعت های بـالاتری نیـاز دارنـد . ایـن موضوع به ویژه در مسابقات رباتیک اهمیت خاصی دارد ( مثلاً مسابقات جنگ ربات ها یا مسابقات ربات های میکروماوس) به یاد داشته باشید که سرعت نهایی ربات به سرعت موتور و ابعاد چرخ ها بستگی دارد.

 قدرت مورد نیاز موتور گیربکس : هنگامی که توان مکانیکی خروجی یک موتور افزایش یابد، متناسب با آن توان الکتریکـی بیشتری در ورودی موتور مورد نیاز می باشد. ولتاژ موردنیاز موتور باید همزمان با جریـان مـورد نیـاز مـورد بررسی قرار گیرد. ولتاژهای ورودی غیرعادی و نابجا باعث آسیب دیدن باتری و یا شارژر آن می شـود. یـک موتور با ولتاژ پایین ( مثلاً 6 ولت) ممکن است باعث بروز مشکلاتی در اجرای پروژه گردد. زیرا اگـر در ربـات تجهیزاتی وجود داشته باشد که با ولتاژهای بالای 6 ولت کار کنند به یک منبع تغذیه با ولتاژ بیشتر از 6 ولت نیاز خواهد بود.

 نکته مهم : اکثر رگولاتور های 5 ولتی مانند 7805 با ولتاژ 6 ولت کار نمی کنند. 

زمان عملکرد پیوسته: برخی موتورها برای کارکردن در بازه های زمانی طولانی و برخی بـرای بـازه های زمانی کوتاه طراحی می شوند. در این طراحی ها داشتن یا نداشتن گیربکس و اثر گرما بر موتـور مـورد بررسی قرار می گیرد. 

نوع شفت خروجی : خروجی اکثر موتورها یک شفت استوانه ای است. این نوع شفت به سادگی به چرخ ها یا سایر اشیاء متصل می شود. در صورتی که موتورها با شفت تخت (که در اندازه های استاندارد نیز ساخته مـی شوند) این مزیت را ندارند. انواع مختلفی از موتورها در اندازه ها و ابعاد مختلف در بـازار موجـود اسـت کـه همراه با گیربکس یا بدون آن ارائه می شوند. هنگام انتخاب یک موتور مدت زمانی که برای اتصال شفت بـه چرخ ها لازم است را در نظر داشته باشید. 

بارگذاری شفت: اتصال مستقیم شفت خروجی موتور به چرخ ها یک روش متداول و ساده است که در پـروژه های رباتیک به کار گرفته می شود. در مواردی که ربات ها سنگین تـر هسـتند، ایـن عمـل بـا اسـتفاده از بلبرینگ ها و گیربکس ها انجام می گیرد. در این شرایط روغن کاری موتور نقش مهمی در افزایش طول عمر آن دارد. 

مزایای بیشتر: برخی از موتورها با مزایای بیشتری ساخته می شـوند کـه مـی تواننـد اجـرای پـروژه هـا را ساده تر کنند. این ویژگی ها شامل شفت انکودر (رمزنگار) تاکومتر (سرعت سنج) و ترمزهای خودکـار مـی باشند. اگر چه این نوع موتورها گران قیمت تر از سایر انواع هستند، اما باید زمانی که هنگام استفاده از ایـن موتورها صرفه جویی می شود را مدنظر داشت. 

سروصدا: برخی انواع موتورها بسیار پر صدا هستند. این مسئله در برخی شرایط کاری می تواند یک مشـکل باشد. برای یک ربات که محیط کار آن یک اداره یا یک کارگاه است ممکن است صدای بـیش از حـد موتـور مسئله خاصی نباشد. اما برای یک ربات که 12 تا 24 ساعت در روز و در محیط خانه کار می کنـد، صـدا یـک عامل آزاردهنده است. متأسفانه پیش بینی کردن صداها در بیش تر موارد مشکل است. زیـرا در بسـیاری از موارد فقط وقتی موتور در زیر بار قرار گیرد صدا تولید می کنند. معمولاً موتورهای کوچک تر و ساده تـر کـم صداتر از موتورهای بزرگ هستند. 

قابلیت نصب : همیشه برای نصب یک موتور به کمی خلاقیت و کار سخت بدنی نیاز است. با این وجـود بایـد اطلاعات مناسبی در این زمینه و قبل از خرید یک موتور داشته باشید. مخصوصاً اگر از یک فروشگاه تجـاری خرید می کنید، به اطلاعات کامل تر و یک برنامه ریزی کلی برای سوار کردن موتور بر روی شاسی ربات نیاز دارید.

انواع چرخ  ربات های  چرخ دار( ۴ چرخ و ۲ چرخ)

چرخ 5 سانتی متری : 

چرخ بسیار مناسب جهت ساخت رباتهای قدرتی و رباتهای کوچک از جمله مسیریاب ، ماز و ... با روکش لاستیکی. قطـر ایـن چـرخ 5 سـانتی متـر و ضخامت آن 2 سانتی متر می باشد. همچنین قابلیت اتصال محور از قطـر 4تا قطر 8 را دارا است. با توجه به جنس مرغوب چرخ قابلیت تراشکاری بـر روی آن نیز وجود دارد. 

 

چرخ 10 سانتی متری : 

چرخ بسیار مناسب جهت ساخت رباتهای قدرتی با روکش لاستیکی. قطر این چرخ 10 سانتی متر و ضخامت آن 4 سانتی متر می باشـد . همچنـین قابلیـت اتصال محور از قطر 4 تا قطر 8 را دارا است بوش فلزی روی چرخ دور قسمت پلاستیکی تایر را محکم در بر گرفته و مانع از شکستن آن در مواقعی میشود که بار و فشار زیادی بر روبات وارد میشود. با استفاده از پیچ موجود بربوش فلزی شما میتوانید موتور و گیربکس هایی با شافت های مناسب را به راحتی به آن ( تنها بـا پیچانـد ن پـیچ روی قطعـه ) وصل کنید . جنس بوش از آلومینیوم(یا فولاد) بـوده و افـزایش وزن روبـات چشم گیر نخواهد بود.همچنین این قطعه فلزی شافت موتور را به خوبی گرفته و مانع از خـم شـدن و یا نهایتا شکستن آن میشود.از مزایای دیگر میتوان به این نکته اشاره کرد که اگر موتـوری دارای شـافت کوتاهی باشد به علت موقعیت مناسب پیچ روی قطعه به راحتی میتوان موتور را بر روی چرخ متصل کرد .

چرخ خورشیدی : 

این چرخ میتواند در دو جهت بهطور همزمان حرکت کند یعنی شما میتوانید با استفاده از 2 چرخ خورشیدی روباتی بسازید که بدون نیاز به دور زدن در تمام جهت ها حرکت کند .این یک قابلیت باعث افزایش سرعت ربات می شود چون ربات شما دیگر لازم نیست که سر پیچ ها زمانی را برای دور زدن تلف کند و می تواند در حالی که دارند به جلو حرکت می کند همزمان دور هم بزند. از ویژگی ها و مزیت های این چرخ می توان به نکته اشاره کرد که چون چرخ های کوچک روی چرخ اصلی دارای روکش و اورینگ لاستیکی است بر روی زمین مسابقه اصطکاک زیادی دارد . همچنین از این چرخ به عنوان چرخ هرز گرد در جلوی روبات نیز می توان استفاده کرد این چرخ بر سر پیچ ها به هیچ عنوان قفل نمی کند و جهت ربات شما را تغییر نمی دهد

_{نویسنده:  افشین رشید}