اجزای اصلی یک ربات چیست؟

1منبع برق

1.1 باتری ها

• باتری های لیتیوم یون: این روبات ها به دلیل تراکم انرژی بالا، عمر دور طولانی و نرخ تخلیه نسبتا کم خود، به طور گسترده ای در روبات های قابل حمل استفاده می شوند.بسیاری از ربات های مصرف کننده مانند جاروبرقی های رباتیک و هواپیماهای بدون سرنشین به باتری های لیتیوم یون برای انرژی متکی هستند.

• باتری های نیکل متال هیدرید (NiMH): باتری های NiMH تعادل خوبی بین هزینه و عملکرد را ارائه می دهند. آنها اغلب در روبات های متوسط استفاده می شوند که در آن مقدار متوسط قدرت برای مدت طولانی مورد نیاز است.

• باتری های اسید سرب: اگرچه سنگین تر و انرژی کمتری نسبت به باتری های لیتیوم یون و NiMH دارند،باتری های اسید سرب هنوز در برخی از روبات های صنعتی بزرگ به دلیل هزینه پایین و توانایی تولید جریان های بالا استفاده می شود.

1.2 منبع برق خارجی

• برخی از روبات ها، به ویژه روبات های مستقر در محیط های صنعتی، به یک منبع برق خارجی متصل می شوند.حذف نیاز به شارژ مجدد یا تعویض باتریبه عنوان مثال، بازوهای رباتیک در کارخانه های تولیدی اغلب توسط یک شبکه الکتریکی خارجی تغذیه می شوند.

2دستگاه های حرکتی

2.1 موتورهای الکتریکی

• موتورهای DC: موتورهای جریان ثابت (DC) محرک های ساده و مقرون به صرفه هستند که معمولاً در روبات های کوچک و متوسط مورد استفاده قرار می گیرند. آنها کنترل سرعت خوبی را ارائه می دهند و قابلیت اتصال آسان با میکروکنترلرها را دارند.برای مثال، چرخ های یک ماشین رباتیک اغلب توسط موتورهای DC رانده می شوند.

• موتورهای AC: موتورهای جریان متناوب (AC) برای کاربردهای با قدرت بالا مناسب تر هستند و معمولا در روبات های صنعتی بزرگ یافت می شوند.که باعث می شود آنها را برای وظایف مانند بلند کردن اشیاء سنگین ایده آل کند.

• موتورهای مرحله ای: موتورهای مرحله ای در مراحل جداگانه حرکت می کنند و کنترل موقعیت دقیق را امکان پذیر می کنند. آنها به طور گسترده ای در کاربردهایی مورد استفاده قرار می گیرند که در آن حرکت دقیق مورد نیاز است، مانند چاپگرهای سه بعدی و ماشین های CNC.

2.2 محرک های پنوماتیک

• محرک های پنوماتیک از هوا فشرده برای تولید حرکت استفاده می کنند. آنها به دلیل نسبت نیروی بالا به وزن و زمان پاسخ سریع خود شناخته می شوند.سیلندر های پنوماتیک معمولاً در روبات های صنعتی برای وظایف مانند گرفتن و بلند کردن اشیاء استفاده می شوند.

2.3 دستگاه های هیدرولیکی

• محرک های هیدرولیکی از مایع تحت فشار برای تولید حرکت خطی یا چرخان استفاده می کنند. آنها قادر به تولید نیروهای بسیار بالا هستند و اغلب در روبات های صنعتی سنگین استفاده می شوند.مانند آنهایی که در ساخت و ساز و معدن استفاده می شوند.

3حسگرها

3.1 سنسورهای نزدیکی

• سنسورهای مادون قرمز (IR): سنسورهای IR حضور اشیاء را با انتشار نور مادون قرمز و اندازه گیری نور منعکس شده تشخیص می دهند. آنها معمولاً در روبات ها برای اجتناب از موانع و ناوبری استفاده می شوند. به عنوان مثال،یک جاروبرقی رباتیک از سنسورهای IR برای تشخیص دیوارها و مبلمان استفاده می کند.

• سنسورهای ماوراء صوت: سنسورهای ماوراء الصوت با انتشار امواج صوتی با فرکانس بالا و اندازه گیری زمان لازم برای بازگشت امواج از یک شی کار می کنند.آنها برای اندازه گیری فاصله و شناسایی اشیاء در طیف گسترده ای از محیط ها مفید هستند، از جمله مناطق تاریک یا گرد و غبار.

3.2 سنسورهای بینایی

• دوربین ها: دوربین ها برای روبات هایی که باید محیط خود را بصری درک کنند ضروری هستند. آنها می توانند برای وظایف مانند تشخیص اشیاء، تشخیص چهره و ناوبری استفاده شوند. به عنوان مثال،هواپیماهای بدون سرنشین از دوربین ها برای گرفتن تصاویر محیط اطراف و تصمیم گیری بر اساس داده های بصری استفاده می کنند..

• حسگرهای لیدار: سنسورهای لیدار (دریافت نور و فاصله) از پرتو لیزر برای ایجاد یک نقشه سه بعدی محیط استفاده می کنند. آنها به طور گسترده ای در وسایل نقلیه مستقل و روبات ها برای ناوبری و تشخیص موانع استفاده می شوند.که اندازه گیری های بسیار دقیق فاصله را فراهم می کند.

3.3 سنسورهای نیروی و تورک

• سنسورهای نیروی و تورک مقدار نیروی یا تورک اعمال شده بر روی اثر دهنده یا مفاصل یک ربات را اندازه گیری می کنند. آنها برای کارهایی که نیاز به کنترل دقیق نیروی دارند بسیار مهم هستند.مانند عملیات مونتاژ و جراحی رباتیکبه عنوان مثال، یک بازوی رباتیک که در تولید استفاده می شود ممکن است از سنسورهای نیروی استفاده کند تا اطمینان حاصل شود که در هنگام جمع آوری اجزای آن مقدار درستی از نیروی اعمال می شود.

4کنترل کننده

4.1 میکروکنترلرها

• میکروکنترلرها مدارهای یکپارچه کوچک هستند که حاوی یک پردازنده، حافظه و پورتهای ورودی / خروجی (I / O) هستند. آنها "مغز" بسیاری از روبات های کوچک و متوسط هستند.مسئول پردازش داده های سنسوربرای مثال، یک میکروکنترلر Arduino می تواند برای کنترل حرکت یک بازوی ساده رباتیک استفاده شود.

4.2 کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی (PLC)

• PLC ها کنترل کننده های صنعتی هستند که برای استفاده در محیط های خشن طراحی شده اند. آنها معمولاً در روبات های صنعتی در مقیاس بزرگ و سیستم های اتوماسیون استفاده می شوند و کنترل قابل اعتماد و زمان واقعی را فراهم می کنند.PLC ها را می توان برای انجام دنباله های پیچیده عملیات برنامه ریزی کرد و می توانند با سایر دستگاه های سیستم ارتباط برقرار کنند.

4.3 کنترل کننده های کامپیوتری

• برای روبات های پیشرفته تر، مانند وسایل نقلیه مستقل و روبات های انسان نما، کنترل کننده های مبتنی بر کامپیوتر اغلب استفاده می شود.این کنترل کننده ها معمولاً شامل یک کامپیوتر با عملکرد بالا با نرم افزار تخصصی برای ادراک هستندآنها می توانند مقادیر زیادی از داده ها را از سنسورهای متعدد پردازش کنند و تصمیمات پیچیده را در زمان واقعی بگیرند.

5. اثرگذار پاياني

5.1 گیرنده ها

• دستگیره های فک موازی: چنگال های موازی رایج ترین نوع دستگیر در ربات های صنعتی هستند. آنها شامل دو فک هستند که به طور موازی حرکت می کنند تا اشیاء مختلف شکل و اندازه را بگیرند.

• گیرنده های لیوان مکش: چسب های لیوان مکش از فشار خلاء برای اتصال به اشیاء استفاده می کنند. آنها برای دست زدن به سطوح صاف یا صاف مانند ورق شیشه ای یا قطعات الکترونیکی مناسب هستند.

5.2 ابزارها

• بسته به کاربرد، روبات ها می توانند با ابزارهای مختلفی به عنوان عامل نهایی مجهز شوند. به عنوان مثال یک بازوی رباتیک مورد استفاده در جوش ممکن است یک مشعل جوش به عنوان عامل نهایی خود داشته باشد.در حالی که یک ربات مورد استفاده در نقاشی ممکن است یک اسپری رنگ داشته باشد.

6شاسی یا بدن

6.1 چارچوب ساختاری

• شاسی یا بدن یک ربات پشتیبانی ساختاری برای تمام اجزای دیگر را فراهم می کند.باید به اندازه کافی قوی باشد تا بتواند به نیروهای و گشتاورهای تولید شده توسط محرک ها و وزن بار مفید مقاومت کند.در ربات های صنعتی، شاسی اغلب از فولاد یا آلومینیوم برای قدرت و دوام آن ساخته می شود.

6.2 اجزای تحرک (برای روبات های متحرک)

• چرخ ها: چرخ ها رایج ترین قطعات تحرک برای روبات های زمینی هستند. آنها در انواع مختلفی مانند چرخ های ثابت، چرخ های ریستور و چرخ های همه جانبه وجود دارند.هرکدام از آن ها سطوح متفاوتی از توان حرکتی را ارائه می دهند..

• مسیرها: ریل ها در روبات هایی که نیاز به کار در زمین های خشن یا ناهموار دارند استفاده می شوند. آنها در مقایسه با چرخ ها کشش و ثبات بهتری را فراهم می کنند.که آن ها را برای کاربردهایی مانند روبات های نظامی و روبات های کشاورزی مناسب می کند..

• پاها: ربات های دارای پاها، مانند ربات های انسان نما و ربات های چهارپا، از پاها برای حرکت استفاده می کنند.پاها به روبات ها اجازه می دهند در محیط های پیچیده حرکت کنند و کارهایی را انجام دهند که برای روبات های چرخدار یا چرخدار دشوار است، مثل بالا رفتن از پله ها.

•