ما هي المحركات المضمنة في الروبوت؟

تتطلب حركة الروبوت نفسه استخدام المحركات. هناك مجموعة متنوعة من المحركات المتاحة للتطبيقات الروبوتية. يخدم كل نوع من المحركات غرضًا مختلفًا. تساعد المحركات في حركة الروبوت وتعمل كمحركات في التصميم الميكانيكي للروبوت. قد تتضمن التطبيقات الروبوتية أنواع الحركة التالية:

1) الحركة العمودية - عادة عن طريق دوران الكتف لتحريك جزء من الروبوت لأعلى ولأسفل

2) الحركة الشعاعية - تحريك جزء من الروبوت للداخل والخارج

3) الحركة الدورانية - الدوران في اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة حول محور رأسي أو أفقي أو حول مستوى في إطار ثلاثي الأبعاد

4) حركة الرمي - حركة لأعلى ولأسفل أثناء حركة الدوران

5) حركة التدحرج - دوران جزء من الروبوت على محور متوازي بالنسبة لبقية جسم الروبوت

6) حركة الانعراج - الحركة الدورانية لليمين أو اليسار لجزء من الروبوت

7) الحركة – حركة الروبوت على سطح أو وسط

يتم تحقيق كل هذه الأنواع من الحركات بمساعدة محركات أو مضخات مختلفة مجمعة مع مجموعة القيادة والمؤثرات النهائية. في هذا البرنامج التعليمي، سيتم مناقشة استخدام المحركات لتوفير الحركة الرئيسية للروبوت نفسه أو مكوناته. سيتناول هذا البرنامج التعليمي أنواعًا مختلفة من المحركات وتطبيقاتها واختيار المحركات وتصميم السيارة الآلية.

نوع المحرك

هناك أنواع عديدة من المحركات المتوفرة في الصناعة. بالنسبة للتطبيقات الروبوتية، عادة ما يتم استخدام نوع من المحركات. يمكن تقسيم المحركات المستخدمة بشكل شائع في تطبيقات الروبوتات إلى الفئات التالية:

• محرك AC

• محرك DC ناعم

• محرك DC بدون فرش

• محرك DC موجه

• أجهزة السيارات

• المحركات السائرة

سنقدم اليوم ثلاثة أنواع من المحركات (محركات التيار المتردد، محركات التيار المستمر ذات الفرشاة، محركات التيار المستمر بدون فرش)

يتم تشغيل محركات التيار المتردد بواسطة تيار متردد. يتم استخدامها عادةً في التطبيقات الثقيلة التي تتطلب عزم دوران عاليًا (حمولة عالية أو سعة تحميل). ولهذا السبب يتم استخدام هذه المحركات في خطوط التجميع الروبوتية المنتشرة في خلايا التصنيع. عادةً ما يتم تشغيل الروبوتات المتنقلة بواسطة مصدر طاقة تيار مستمر (بطارية أو سلسلة من البطاريات)، ولهذا السبب نادرًا ما يتم استخدام محركات التيار المتردد لمثل هذه الروبوتات.

محرك DC ناعم:

تستخدم محركات DC المصقولة فرشًا لتوصيل التيار بين مصدر الطاقة وعضو الإنتاج. هناك عدة أنواع من محركات التيار المستمر ذات المغناطيس الدائم، ولكن في مجال الروبوتات، يتم استخدام محركات التيار المستمر ذات المغناطيس الدائم. هذه المحركات معروفة بنسبة عزم الدوران العالية إلى القصور الذاتي. إن محركات التيار المستمر المصقولة قادرة على توفير عزم دوران أكبر بثلاثة إلى أربعة أضعاف من عزم الدوران المقدر لها. يتكون محرك التيار المستمر المصقول من ستة مكونات مختلفة: العمود، ومبدل التيار، وعضو الإنتاج، والجزء الثابت، والمغناطيس، والفرش.

تحتوي محركات DC المصقولة على محطتين. عندما يتم تطبيق الجهد على كلا المحطتين، يتم إخراج السرعة المتناسبة إلى عمود محرك التيار المستمر المصقول. يتكون محرك التيار المستمر المصقول من جزأين: الجزء الثابت بما في ذلك الغلاف والمغناطيس الدائم والفرش، والدوار الذي يتكون من عمود الخرج والملفات ومبدل التيار. يظل الجزء الثابت ثابتًا بينما يدور الجزء المتحرك بالنسبة للجزء الثابت. ينتج الجزء الثابت مجالًا مغناطيسيًا ثابتًا حول الجزء الدوار.

يتكون الجزء المتحرك، والذي يسمى أيضًا عضو الإنتاج، من ملف واحد أو أكثر. عندما يتم تنشيط هذه اللفات، فإنها تولد مجالا مغناطيسيا. تنجذب أقطاب هذا المجال من الجزء المتحرك إلى الأقطاب المتقابلة التي أنشأها الجزء الثابت، مما يؤدي إلى دوران الجزء المتحرك. أثناء دوران المحرك، يتم تنشيط اللفات بشكل مستمر بتسلسلات مختلفة بحيث لا تتجاوز الأقطاب التي ينتجها الجزء المتحرك تلك التي ينتجها الجزء الثابت. يسمى هذا التبديل للمجال المغناطيسي في اللفات الدوارة بالتبديل.

محرك بتيار مستمر بدون فرش:

تتشابه محركات DC بدون فرش في هيكلها مع محركات DC ذات الفرشاة، ولكنها مدفوعة بواسطة وحدة تحكم ذات حلقة مغلقة وتتطلب عاكسًا أو SMPS للحصول على الطاقة. تحتوي هذه المحركات على مغناطيس دائم يعمل على تثبيت عضو الإنتاج بشكل دوار. بالمقارنة مع محركات التيار المستمر المصقولة، فهي تحتوي على وحدة تحكم إلكترونية ذات حلقة مغلقة بدلاً من مجموعة المبدل. تُستخدم هذه المحركات عادةً في الروبوتات الصناعية التي تتطلب تحكمًا دقيقًا في الحركة وتحديد المواقع. ومع ذلك، فإن هذه المحركات باهظة الثمن وتتضمن هياكل وإلكترونيات معقدة.

لاختيار المحركات للروبوت:

لاختيار المحرك المناسب، يجب مراعاة العديد من المعلمات المختلفة، مثل الحمل الذي يمكن لمحرك معين التعامل معه، وعزم الدوران المطلوب لتحريك الروبوت دون تحميل زائد، وعدد الدورات في الدقيقة التي يقوم بها المحرك أثناء التحميل، وما إلى ذلك.

نظرًا لوجود أنواع عديدة من المحركات، يجب اختيار واحد منها بناءً على التطبيق. على سبيل المثال، لتشغيل ذراع آلية، غالبًا ما يتم استخدام الماكينات. الروبوتات ذات العجلات بسيطة التصميم وتستخدم العجلات الكهربائية للتنقل على الأرض. تعتبر العجلات أيضًا أسهل في التصميم والتصنيع من المسارات أو الركائز. هناك بعض السلبيات لاستخدام العجلات، مثل تجاوز العوائق أو مناطق الاحتكاك المنخفضة التي لا يسهل استخدام العجلات فيها.

المحركات الأكثر استخدامًا في مثل هذه الروبوتات هي محركات التيار المستمر. توفر محركات التيار المستمر عزم دوران عاليًا بكفاءة عالية. من خلال تطبيق عزم الدوران استجابة للحمل، يمكن وصف محرك التيار المستمر بمنحنى السرعة وعزم الدوران. تُفضل عادةً محركات التيار المستمر المستخدمة في روبوتات الهواة بتصنيفات جهد تبلغ 3 و6 و12 و24 فولت. إذا كان الجهد المطبق بواسطة المحرك أقل مما هو مذكور في ورقة البيانات، فلن يتمكن عزم الدوران من التغلب على الاحتكاك الداخلي - بشكل رئيسي من الفرش. أيضًا، إذا قمت بتطبيق جهد أعلى على المحرك مما يدعمه، فقد يصبح ساخنًا ويتلف.

إذا كنت لا تزال قلقًا بشأن العثور على محرك، فيرجى الاتصال ببائع BG Motor، وسيقدم لك إجابة احترافية للغاية حول المحرك