سازه مکانیکی ربات

سازه مکانیکی معمولاً به گونه ای ساخته می شود که همه حالاتی که ربات در آن قرار خواهد گرفت را پشتیبانی نماید.

مثلاً اگر ربات شما قرار است یک وزنه 100 کیلوگرمی را جابجا نماید سازه مکانیکی ربات اولین قسمتی است که باید سازگاری کامل با این وزنه داشته باشد. وقتی می گوییم سازگاری کامل یعنی اولاً مقاومت کافی در برابر این وزن و ثانیاً شکل آن به گونه ای باشد که بتواند وزنه را به راحتی جابجا کند ممکن است در محیط محدودیتی برای ربات شما وجود داشته باشد ، مثلاً ارتفاع ربات یا وزن آن به دلیلی محدود باشد که این موارد نیز از جمله مواردی است که سازه ربات باید با آنها همخوانی داشته باشد. با توجه به نکات ذکر شده ، بهترین جنس را برای ساختن ربات انتخاب می کنند برای انتخاب مواد اولیه نکاتی مانند وزن ، مقاومت کششی و خمشی ، جنس ، قیمت ، قابلیت انعطاف پذیری و ... مورد توجه قرار می گیرد. در صورتی که می خواهید رباتی جهت پروژه های دانشجویی یا دانش آموزی خود بسازید، چوب – آلومینیوم – پلاستیک فشرده – تفلون و ... جزو گزینه های اساسی شما هستند که باید با توجه به شرایط خود یکی از آنها را انتخاب نمایید.

برای طراحی و ساخت ربات دقت کنید که ربات شما باید بیشترین پایداری ممکن را داشته باشد که رابطه مستقیم به شکل ربات و مرکز ثقل آن دارد، مثلاً رباتهای کوچک که ارتفاع زیادی دارند از پایداری خوبی برخوردار نخواهد بود و با کمترین نیرویی امکان واژگونی آنها وجود دارد.

مبانی مهندسی رباتیک

رباتیک چیست ؟

علم طراحی ، ساخت و کاربرد ربات را رباتیک می نامند.

ربات چیست ؟

هر ماشین الکترومکانیکی ، هوشمند ، خودکار ، چندمنظوره ، دارای حسگر و قابل برنامه نویسی را ربات گویندمثال هایی از رباتآسانسور ساختمان ها – ماشین لباس شویی – بازو های مکانیکی – سیستم های دفاع موشکی – ربات های جاسوس – چراغ های راهنمایی ورانندگی – یخچال ها – نوشابه پرکن ها – برخی ازاسباببازی کودکان – هواپیما های بدون سرنشین و ….تفاوت مهندس و دانشمند و فناور چیست ؟دانشمند شخصی است که سیستم های جدید را آزمایش می کند و روابط ریاضی بین آن ها را پیدا می کندمهندس شخصی است که از روابط ریاضی موجود استفاده می کند و بهینه ترین سیستم را طراحی می کندفناور شخصی است که از سیستم های موجود استفاده می کندرباتیک کدام یک از موارد فوق می باشد ؟رباتیک مانند هر تکنولوژی دیگر شامل هر سه مورد می باشد پاسخ این سوال را می توان در قالب چند مثال ساده بیان کرد

دانشمندان رباتیک ، مشغول به آزمایش ربات های جدید و قطعات جدید می شوند و روابط بین آن ها را به صورت ریاضیات مدل می کنند مثلا در مورد زوایای قرار گیری مفصل های ربات انسان نما جهت حفظ تعادل آن ؛ آزمایش های بسیاری انجام می دهند شاید این آزمایش ها تا رسیدن به یک مدل ریاضی چندین سال طول بکشد . یا مثلا بعضی دانشمندان روی چگونگی یاد گیری ربات (مانند کودک انسان ) تحقیق می کنند و موارد بسیار دیگر

مهندسان رباتیک ، مشغول به طراحی ربات های کاربردی با صرفه اقتصادی می شوند جهت طراحی ربات باید ار آخرین نتایج تحقیقات دانشمندان استفاده نمایند و سیستم را طوری طراحی نمایند که جهت کاری معین ( معمولا در صنعت ) با حفظ ایمنی اقتصادی ترین سیستم نیز باشد مثلا برای طراحی بازو صنعتی باید نوع موتور گشتاور ها سرعت مجری برنامه حرکت جنس آلیای به کار رفته و … ربات را طراحی نمایند .

فناوران رباتیک باید با تمامی ربات های تولید شده توسط مهندسین آشنا باشد و بتواند آن ها را نصب و راه اندازی و همچنین تعمیر نماید . فتاوران رباتیک معمولا در کار تعمیر و برنامه نویسی ربات مشغول می باشند .

برای درک بهتر این مسئله به بررسی یک ربات تعقیب خط که اکثر افراد با آن آشنایی دارند می پردازیم . این ربات باید یک خط سیاه در زمین سفید را دنبال کند .

دانشمند رباتیک یک زمینه جزیی تر مانند قطر چرخ را انتخاب می کند . با آزمایشات بسیار رابطه ای بین قطر چرخ با موارد نظیر سرعت ، اصطکاک ، تعادل و … را بدست می آورد مثلا برای بدست آوردن رابطه و مدل اصطکاک بیش از ده هزار آزمایش انجام می دهد و نمودار ها و جداولی رسم می نماید و با علم آمار و هندسه نتیجه کار خود را با یک فرمول ریاضی بیان می کند .

مهندس رباتیک ابتدا مسئله را به چند قسمت جدا می کند و هر برای هر قسمت به روابط مدل شده مراجعه می کند همچنین تمامی قطعات تولید شده کارخانه ها را مقایسه می کند او باید هزینه اقتصادی ، کیفیت ، طول عمر ، ایمنی و … در نظر بگیرد و سپس تعیین کند که قطر چرخ چه قدر باشد از چه موتوری استفاده شود چند سنسور داشته باشد چگونه کنترل شود . این بررسی ها ممکن است چندین ماه یا چندین سال به طول بیانجامد و در موارد شاید مدل ریاضی برای حل وجود نداشته باشد .

فناور رباتیک ابتدا به فروشگاه قطعات رباتیک می گوید قوی ترین موتور را می خواهم چندین سنسور می گیرد و به مدارات و برنامه های آماده مراجعه می کند چند روزه ربات را می بندد و سپس کمی تغییر می دهد .

شغل ها ی این سه حوزه در صنعت

معمولا دانشمندان رباتیک در بخش تحقیقات کارخانه ها کار می کنند و برای محصولی که قرار است در سال های بعد به تولید برسد آزمایش انجام می دهند همچنین برای بهینه سازی تولیدات فعلی و بهبود مدل آن ها تلاش می کنند .

معمولا مهندسان رباتیک در بخش توسعه کارخانه ها کار می کنند و برای اتوماتیک کردن سیستم های تولید و راه اندازی خطوط جدید ، ربات طراحی می کنند

معمولا فناوران رباتیک در بخش تعمیر کارخانه ها کار می کنند . آن ها ربات ها را کنترل ، برنامه نویسی و تعمیر می نماید و از ربات ها نگه داری می کنند .

رباتیک و دانشگاه

از بعضی افراد می شنویم که “برای ساخت ربات دانشگاه رفتن و رشته رباتیک خواندن لازم نیست چند کتاب چگونه ربات بسازیم بخوانی تمام رباتیک را یاد می گیری” این گفته نادرست است چون در یک ربات روابط ریاضی بسیار پیچیده ای برقرار است و بدون یادگیری آن ربات ساخته شده بیهنه اقتصادی و ایمن نیست .
جهت فناور شدن تحصیل در رشته علمی کاربردی رباتیک و یا فنی و حرفه ای رباتیک لازم می باشد . جهت مهندس شدن تحصیل در رشته مهندسی رباتیک لازم می باشد و جهت دانشمند شدن باید تحصیلات مهندسی رباتیک خود را تا مقطع دانشگری ادامه دهید .