بخش مکانیکی – موتور ها

این قسمت شامل سیستم حرکتی ربات میشه. حركت روباتها با استفاده از پا،

چرخ يا ريل انجام مي شود. چرخها يا پاها را مي توان با موتورها، سولنوئيدها يا

آلياژهاي حافظه دار (SMA) به حركت درآورد.

که معمولا در رباتهای ابتدایی از موتور و چرخ استفاده میشه. در یک پروژه

مکاترونیک یا روبوتیک علاوه بر قطعات لازم جهت ساخت قسمتهای ذکر شده به یک

 یا چند منبع تغذیه هم نیاز داریم.

قسمتهاي مختلف يك روبات که نياز به منبع تغذيه دارد: قسمتهاي الكتريكي،

مكانيكي شامل: موتورها و بخشهايي كه بصورت هيدروليك و پنوماتيك كار مي كنند.

 
اگر روبات متحرك باشد بايد از باطري استفاده شود. اگر روبات ثابت باشد مي توان

 از برق AC استفاده كرد. چون تغذيه روباتها اكثرا َ، برق DC مي باشد بنابراين بايد

برق AC را بوسيله يكسوساز و فيلتر به DC تبديل كرد.

یکی از مهمترین اجزای یک روبوت نیروی محرکه آن است. برای حرکت دادن سازه

ای که ساخته اید نیاز به انرژی مکانیکی دارید. این انرژی معمولا توسط یک موتور

الکتریکی تامین می شود. موتور الکتریکی یا اصطلاحاً آرمیچر ها در واقع مبدل های

 انرژی هستند. موتورهای الکتریکی می توانند انرژی الکتریکی که از ترمینالهای آن

وارد می شود را به انرژی مکانیکی تبدیل کنند. انرژی مکانیکی معمولاً به صورت

دوران در شافت (محور) موتور ظاهر می شود. دوران این محور (شافت) دو مشخصه

 اساسی دارد : یکی سرعت دوارن آن و دیگری قدرت آن. از ضرب سرعت خطی

(متر بر ثانیه) در نیروی موتور می توانید توان نهایی خروجی آن را محاسبه کنید.

همان طور که گفته شد یک موتور الکتریکی ، الکتریسیته را به حرکت مکانیکی

تبدیل می‌کند. عمل عکس آن که تبدیل حرکت مکانیکی به الکتریسیته است،

توسط ژنراتور انجام می‌شود. این دو وسیله بجز در عملکرد ، مشابه یکدیگر هستند.

 اکثر موتورهای الکتریکی توسط الکترومغناطیس کار می‌کنند، اما موتورهایی که بر

اساس پدیده‌های دیگری نظیر نیروی الکتروستاتیک و اثر پیزوالکتریک کار می‌کنند،

 هم وجود دارند.

ایده کلی این است که وقتی که یک ماده حامل جریان الکتریسیته تحت اثر یک

میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، نیرویی بر روی آن ماده از سوی میدان اعمال

می‌شود. در یک موتور استوانه‌ای ، روتور به علت گشتاوری که ناشی از نیرویی

است که به فاصله‌ای معین از محور روتور به روتور اعمال می‌شود، می‌گردد.

همان طور که گفته شد اغلب موتورهای الکتریکی دوارند، اما موتور خطی هم وجود

 دارند. در یک موتور دوار بخش متحرک (که معمولاً درون موتور است) روتور و بخش

 ثابت استاتور خوانده می‌شود. موتور شامل آهنرباهای الکتریکی است که روی یک

قاب سیم پیچی شده است. گر چه این قاب اغلب آرمیچر خوانده می‌شود، اما این

واژه عموماً به غلط بکار برده می‌شود. در واقع آرمیچر آن بخش از موتور است که به

آن ولتاژ ورودی اعمال می‌شود یا آن بخش از ژنراتور است که در آن ولتاژ خروجی

ایجاد می‌شود. با توجه به طراحی ماشین ، هر کدام از بخشهای روتور یا استاتور

 می‌توانند به عنوان آرمیچر باشند. برای ساختن موتورهایی بسیار ساده کیتهایی را

در مدارس استفاده می‌کنند.

. با توجه به اینکه گفتیم موتور یک مبدل است، اگر موتور شما ایده آل باشد توان

خروجی که بدست می آورید با توان ورودی یعنی انرژی الکتریکی مصرف شده برابر

 خواهد بود. موتورهای الکتریکی انوع مختلفی دارند از جمله استپ موتورها ، سرور

 موتورها ، موتورهای دی سی DC ، موتورهای AC و ...

هر یک از موتورهای نام برده شده ویژگی خاصی دارد مثلا استپب موتورها دارای

 دقت بالایی هستند و با توجه به نوع موتور می توان دقت گردش موتور در حد چند

 درجه کنترل نمود.. از ویژگی های اساسی موتورهای DC این است که جهت

حرکت و سرعت حرکت آنها به راحتی قابل کنترل است. با تغییر متوسط ولتاژ ورودی

 می توانید سرعت موتور را تغییر دهید و با تغییر پلاریته ( جهت اتصال تغذیه به

 موتور ) جهت دوران شافت تغییر خواهد نمود.

توان خروجی از ضرب سرعت در قدرت و با استفاده از فرمول W=f.d بدست می

آید.بسته به کارکرد ربات ، توان مصرفی ، دقت لازم و پارامترهایی از این قبیل نوع

موتور ربات انتخاب می شود. بی شک یکی از مشخصه های اصلی موفقیت یک

ربات انتخاب صحیح موتور محرک ربات می باشد.