העיצוב המבני של רובוטקובע את הפונקציונליות, הביצועים והיקף היישום שלו. רובוטים מורכבים בדרך כלל ממספר חלקים, שלכל אחד מהם תפקידו ותפקידו הספציפיים. להלן הרכב מבנה רובוט טיפוסי והפונקציות של כל חלק:
1. גוף/שלדה
הגדרה: המסגרת העיקרית של רובוט המשמשת לתמיכה וחיבור של רכיבים אחרים.
חומרים: בדרך כלל נעשה שימוש בסגסוגות חוזק גבוה, פלסטיק או חומרים מרוכבים.
• פונקציה:
• תמיכה והגנה על רכיבים פנימיים.
ספק את הבסיס להתקנת רכיבים אחרים.
להבטיח את היציבות והקשיחות של המבנה הכולל.
2. ג'וינטים/שחקנים
הגדרה: החלקים הנעים המאפשרים לרובוט לנוע.
• סוג:
מנועים חשמליים: משמשים לתנועה סיבובית.
מפעילים הידראוליים: משמשים לתנועות הדורשות מומנט גבוה.
מפעילים פניאומטיים: משמשים לתנועות הדורשות תגובה מהירה.
מנועי סרוו: משמשים למיצוב דיוק גבוה.
• פונקציה:
להבין את התנועה של רובוטים.
שלוט במהירות, בכיוון ובכוח התנועה.
3. חיישנים
הגדרה: מכשיר המשמש לתפיסת הסביבה החיצונית או מצבו שלו.
• סוג:
חיישני מיקום: כגון מקודדים, המשמשים לזיהוי עמדות מפרקים.
חיישני כוח/מומנט: משמשים לזיהוי כוחות מגע.
חיישנים חזותיים/מצלמות: משמש לזיהוי תמונה ותפיסה סביבתית.
חיישני מרחק, כגוןחיישנים קוליים ו-LiDAR, משמשים למדידת מרחק.
חיישני טמפרטורה: משמשים לניטור טמפרטורה סביבתית או פנימית.
חיישני מישוש: משמשים לתחושת מגע.
יחידת מדידה אינרציאלית (IMU): משמשת לזיהוי תאוצה ומהירות זוויתית.
• פונקציה:
לספק נתונים על האינטראקציה בין רובוטים לסביבה החיצונית.
להבין את יכולת התפיסה של רובוטים.
4. מערכת בקרה
הגדרה: מערכת חומרה ותוכנה האחראית על קבלת נתוני חיישנים, עיבוד מידע והנפקת הוראות למפעילים.
• רכיבים:
יחידת עיבוד מרכזית (CPU): עיבוד משימות חישוביות.
זיכרון: מאחסן תוכניות ונתונים.
ממשקי קלט/פלט: חבר חיישנים ומפעילים.
מודול תקשורת: יישם תקשורת עם מכשירים אחרים.
תוכנה: כולל מערכות הפעלה, דרייברים, אלגוריתמי בקרה וכו'.
• פונקציה:
• לשלוט בתנועת הרובוט.
מימוש קבלת החלטות חכמה של רובוטים.
• החלפת נתונים עם מערכות חיצוניות.
5. מערכת אספקת חשמל
הגדרה: מכשיר המספק אנרגיה לרובוטים.
• סוג:
סוללה: נפוץ לרובוטים ניידים.
ספק כוח AC: משמש לרוב לרובוטים קבועים.
ספק כוח DC: מתאים למצבים הדורשים מתח יציב.
• פונקציה:
ספק כוח לרובוט.
ניהול הקצאת אנרגיה ואחסון.
6. מערכת הילוכים
הגדרה: מערכת המעבירה כוח ממפעילים לחלקים נעים.
• סוג:
תיבת הילוכים: משמש לשינוי מהירות ומומנט.
העברת רצועה: משמש להעברת כוח למרחקים ארוכים.
העברת שרשרת: מתאים למצבים הדורשים אמינות גבוהה.
העברת בורג עופרת: משמש לתנועה ליניארית.
• פונקציה:
העבר את כוח המפעיל לחלקים הנעים.
להבין את ההמרה של מהירות ומומנט.
7. מניפולטור
הגדרה: מבנה מכני המשמש לביצוע משימות ספציפיות.
• רכיבים:
• מפרקים: השג ריבוי דרגות של תנועת חופש.
אפקטורי קצה: משמשים לביצוע משימות ספציפיות כגון תפסנים, כוסות יניקה וכו'.
• פונקציה:
• השג אחיזה ומיקום מדויק של חפץ.
• השלמת משימות תפעוליות מורכבות.
8. פלטפורמה ניידת
הגדרה: החלק המאפשר לרובוט לנוע באופן אוטונומי.
• סוג:
גלגלים: מתאים למשטחים שטוחים.
מעקב: מתאים לשטחים מורכבים.
רגליים: מתאים לשטחים שונים.
• פונקציה:
מימוש תנועה אוטונומית של רובוטים.
התאמה לסביבות עבודה שונות.
תַקצִיר
התכנון המבני של רובוטיםהוא תהליך מורכב הכולל ידע וטכנולוגיה ממגוון דיסציפלינות. רובוט שלם מורכב בדרך כלל מגוף, מפרקים, חיישנים, מערכת בקרה, מערכת חשמל, מערכת הילוכים, זרוע רובוטית ופלטפורמה ניידת. לכל חלק יש את הפונקציה והתפקיד הספציפיים שלו, אשר יחד קובעים את הביצועים והיקף היישום של הרובוט. תכנון מבני סביר יכול לאפשר לרובוטים להשיג יעילות מרבית בתרחישי יישומים ספציפיים.
זמן פרסום: 18 באוקטובר 2024