ملزومات عمومی طراحی ربات هوشمند

ملزومات عمومی طراحی ربات هوشمند:
طراحی ربات هوشمند نیازمند ایجاد توازنی بین اندازه (معمولا وزن)، توان موتور و توان باتری است. این سه مولفه اساسی با یکدیگر در ارتباط هستند.

هر چه وزن ربات بیشتر باشد، موتور قوی تری مورد نیاز است و به همین دلیل به باتری با توان بیشتری نیاز است.

یافتن توازن مناسب بین این سه فاکتور نیازمند تجربه و تحقیق بسیار است. گاهی عناصر سنگین ربات را به صورت واحد خروجی بر واحد وزن توصیف می کنند (موتور: گشتاور بر کیلوگرم، باتری: میلی آمپر ساعت بر کیلوگرم) و مقداری را برای آن انتخاب می کنند که بیشترین مقدار را ممکن بسازد.

استفاده از مواد سبک تر، مثلا استفاده از آلومینیوم به جای استیل، به طور واضح وزن ربات را پایین می آورد.

ساخت قالب با فلزات سبک و استفاده از صفحات پلاستیک به عنوان سطح به جای استفاده از صفحات فلزی باعث سبک تر شدن ربات می شود. برای ربات های کوچک استفاده از پلاستیک آکریلیک گزینه مناسبی است و کار با ان نیز از سادگی بسیاری برخوردار است.

روش های دیگری برای ساخت ربات به جای برش و سوراخ کاری صفحات آلومینیومی وجود دارد. استفاده از اسباب بازی هایی مانند مجموعه لگو و یا ساختنی در مواقعی که امکان برش و سوراخ کاری صفحات آلومینیومی و پلاستیکی توسط خود فرد وجود ندارد، ایده بسیار موثری است.

همچنین استفاده از کیت های آماده رباتیک برای شروع کار راه بسیار خوبی است. این کیت ها معمولا تمام قطعات مورد نیاز را در اختیار افراد تازه کار قرار می دهند. در تصویر زیر نمای از یک کیت رباتیک برای اشروع کار در رباتیک را مشاهده می کنید.

زمانی که شروع به طراحی ربات هوشمند می کنید، اولین کار این است که مشخص کنید ربات باید دارای چه اندازه ای باشد. البته راجع به اندازه دقیق یک ربات نمی توان اطمینان حاصل کرد، اما می توان اندازه نسبی آن را تخمین زد.

اندازه دقیق ربات را بعد از تعیین نوع موتور و باتری می توان به دست آورد؛ زیرا این دو مولفه تأثیر به سزایی در اندازه و شکل ربات دارند.

سپس باید تقریبی کلی از وزن ربات را به دست آورد و بر اساس آن موتور و چرخ ها را انتخاب کرد. در نظر داشته باشید که در ساخت ربات ها معمولا به گشتاور بالا و سرعت پایین نیاز است.

یک موتور DC دارای سرعت بالا و گشتاور پایین است، اما با افزودن چرخ دنده کاهشی به آن می توان این مشکل را حل کرد. موتورهای DC با چرخ دنده های کاهشی به صورت آماده نیز موجود هستند. سرعت موتور و نیز سایز چرخ ها تعیین کننده سرعت ربات در حرکت کردن هستند.

به عنوان مثال، موتور RB-35 با چرخ دنده کاهشی 1 به 50 را در نظر بگیرید. این موتور دارای سرعت 120 دور بر دقیقه است یعنی در هر ثانیه دو دور را کامل می کند. اگر برای ربات چرخی با شعاع 10 سانتی متر را انتخاب کنیم، محیط چرخ برابر با 62٫8 سانتی متر خواهد بود.

یعنی در هر بار گردش چرخ، ربات مسافت 62٫8 سانتی متر را طی می کند. با نصب این چرخ بر روی موتور، چون در هر ثانیه 2 بار گردش می کند، ربات مسافت 125٫6 سانتی متر را طی می کند. بنابراین سرعت ربات برابر با 1٫256 متر بر ثانیه خواهد بود.

اما در عمل این مقدار کمتر خواهد بود؛ زیرا سرعت موتور در حالت بدون بار برابر با 120 دور بر دقیقه است. البته توجه کنید که حتی سرعت 1 متر بر ثانیه هم برای ربات های خانگی سرعت زیادی است و احتمالا مجبور شوید از تکنیک PWM یا روش های دیگر برای کاهش آن استفاده کنید.

در مورد انتخاب باتری در طراحی ربات هوشمند باید اطمینان حاصل شود که برای عملکرد موتور و تمام ادوات الکترونیکی ربات تا زمان مشخصی توان وجود دارد و مقداری نیز به صورت ذخیره برای راه اندازی مجدد ربات در آینده باقی می ماند.

حال باید وزن باتری و موتور انتخابی با وظایف ربات مقایسه شود و در صورت لزوم مراحل بالا را مجددا محاسبه کرد.