مفاصل الروبوت هي الوحدات الأساسية التي تشكل الهيكل الميكانيكي للروبوتات، ويمكن تحقيق حركات مختلفة للروبوتات من خلال الجمع بين المفاصل. فيما يلي عدة أنواع شائعة من مفاصل الروبوت وطرق الاتصال الخاصة بها.
1. الثورة المشتركة
التعريف: مفصل يسمح بالدوران على طول محور يشبه الرسغ أو المرفق في جسم الإنسان.
مميزة:
درجة واحدة من الحرية: يسمح بالتدوير حول محور واحد فقط.
• زاوية الدوران: يمكن أن تكون ذات نطاق محدود من الزوايا أو دوران لا نهائي (دوران مستمر).
طلب:
الروبوتات الصناعية: تستخدم لتحقيق الحركة الدورانية للأذرع.
روبوت الخدمة: يستخدم لتدوير الرأس أو الذراعين.
طريقة الاتصال:
الاتصال المباشر: يتم دفع المفصل مباشرة للدوران بواسطة محرك.
• توصيل المخفض: استخدم المخفض لتقليل سرعة المحرك وزيادة عزم الدوران.
2. المفصل المنشوري
التعريف: مفصل يسمح بحركة خطية على طول محور، على غرار بسط وتقلص ذراع الإنسان.
مميزة:
درجة واحدة من الحرية: تسمح فقط بالحركة الخطية على طول محور واحد.
الإزاحة الخطية: يمكن أن تكون ذات نطاق إزاحة محدود أو مسافة إزاحة كبيرة.
طلب:
روبوت لونجمن: يستخدم لتحقيق الحركة الخطية على طول المحور XY.
روبوت التراص: يستخدم لمناولة البضائع لأعلى ولأسفل.
طريقة الاتصال:
اتصال المسمار: يتم تحقيق الحركة الخطية من خلال تنسيق المسمار والجوز.
اتصال الدليل الخطي: استخدم الأدلة الخطية وشرائح التمرير لتحقيق حركة خطية سلسة.
3. المفصل الثابت
التعريف: مفصل لا يسمح بأي حركة نسبية، يستخدم بشكل أساسي لتثبيت مكونين.
مميزة:
• درجة الحرية صفر: لا يوفر أي درجة من حرية الحركة.
اتصال جامد: تأكد من عدم وجود حركة نسبية بين مكونين.
طلب:
قاعدة الروبوت: تستخدم لتثبيت الهيكل الأساسي للروبوت.
الجزء الثابت من الذراع الروبوتية: يستخدم لربط الأجزاء الثابتة للمفاصل المختلفة.
طريقة الاتصال:
اللحام: إصلاح مكونين بشكل دائم.
اتصال المسمار: يمكن تفكيكه عن طريق تشديده بالمسامير.
4. المفصل المركب
التعريف: مفصل يجمع بين وظائف الدوران والترجمة لتحقيق حركات أكثر تعقيدًا.
مميزة:
• درجات متعددة من الحرية: يمكن تحقيق كل من التناوب والترجمة في وقت واحد.
مرونة عالية: مناسبة للحالات التي تتطلب درجات متعددة من حرية الحركة.
طلب:
روبوت تعاوني ثنائي الذراع: يستخدم للقيام بحركات الذراع المعقدة.
الروبوتات المحاكاة الحيوية: تحاكي أنماط الحركة المعقدة للكائنات الحية.
طريقة الاتصال:
محرك متكامل: دمج وظائف الدوران والترجمة في محرك واحد.
تركيبة متعددة المفاصل: تحقيق درجات متعددة من حرية الحركة من خلال الجمع بين عدة مفاصل حرة ذات درجة واحدة.
5. وصلة كروية
التعريف: السماح بالحركة الدورانية على ثلاثة محاور متعامدة، تشبه مفاصل الكتف في جسم الإنسان.
مميزة:
ثلاث درجات من الحرية: يمكن أن تدور في ثلاثة اتجاهات.
مرونة عالية: مناسبة للتطبيقات التي تتطلب حركة واسعة النطاق.
طلب:
روبوت صناعي ذو ستة محاور: يستخدم لتحقيق حركة واسعة النطاق للذراع.
روبوت الخدمة: يستخدم للدوران متعدد الاتجاهات للرأس أو الذراعين.
طريقة الاتصال:
المحامل الكروية: يتم تحقيق ثلاثة اتجاهات للدوران من خلال المحامل الكروية.
محرك متعدد المحاور: استخدم محركات متعددة لدفع الدوران في اتجاهات مختلفة.
ملخص طرق الاتصال
تحدد طرق الاتصال المختلفة أداء وقابلية تطبيق مفاصل الروبوت:
1. الاتصال المباشر: مناسب لمفاصل الروبوت الصغيرة وخفيفة الوزن، والتي يتم تشغيلها مباشرة بواسطة المحركات.
2. اتصال المخفض: مناسب لمفاصل الروبوت التي تتطلب عزم دوران عاليًا، مما يقلل السرعة ويزيد عزم الدوران من خلال المخفض.
3. التوصيل اللولبي: مناسب للمفاصل التي تتطلب حركة خطية، ويتم تحقيق ذلك من خلال الجمع بين المسمار والجوز.
4. اتصال الدليل الخطي: مناسب للمفاصل التي تتطلب حركة خطية سلسة، ويتم تحقيق ذلك من خلال الأدلة الخطية والمنزلقات.
5. اللحام: مناسب للمكونات التي تتطلب تثبيتًا دائمًا، مما يحقق وصلات صلبة من خلال اللحام.
6. التوصيل اللولبي: مناسب للمكونات التي تتطلب توصيلات قابلة للفصل، ويتم تحقيق ذلك من خلال التثبيت اللولبي.
ملخص
تعتمد طريقة الاختيار والتوصيل لمفاصل الروبوت على متطلبات التطبيق المحددة، بما في ذلك نطاق الحركة، وسعة الحمولة، ومتطلبات الدقة، وما إلى ذلك. ومن خلال التصميم والاختيار المعقولين، يمكن تحقيق حركة فعالة ومرنة للروبوتات. يمكن الجمع بين أنواع المفاصل وطرق الاتصال المختلفة لتلبية احتياجات السيناريوهات المختلفة.
وقت النشر: 30 أكتوبر 2024
