آشنایی با کاربرد شنی در ربات و ساخت شنی های دست ساز{جلسه هفتم}

مقدمه

چرخ ها و انواع آنها باعث ايجاد سيستم هاى حركتى مختلف می شوند. در همين راستا اين جلسه را به معرفی سیستم های شنی اختصاص می دهيم. بهترين مثالی كه در مورد شنی ها می توان نام برد تانك ها می باشند. تانك ها با استفاده از شنی ها در زمين های بسيار ناهموار حركت می كنند. شايد تا حالا به اين فكر كرده باشيد كه تانك ها كه چرخ هايی مشابه اتومبيل ندارند كه بتوانند هنگام دور زدن از آنها استفاده كنند پس چرخش آنها چگونه اتفاق می افتد يا به بيان بهتر در سيستم حركتی شنی نحوه دور زدن و ديگر حركات به چه صورت است. سیستم حرکتی مورد استفاده در شنی ها، سیستم تانکی می باشد. شنی ها مجموعه از حلقه های به هم بافته شده می باشند که با سوار شدن بر روی یک چرخ ربات را به حرکت در می آورد.

سيستم حركتی شنی

اصطلاح شنی در مواقعی استفاده می شود كه مجموعه ای از شنى ها با كمك هم يك سيستم حركتی را راه اندازی می كنند. همانگونه كه در بالا بيان شد تانك ها بارزترين تجهيزاتی هستند كه دارای سيستم حركتی شنی هستند. به شكل زير دقت كنيد:

همانگونه که در شکل بالا مشاهده می کنید در سیستم شنی یک مجموعه از زنجیر و چرخ ها بر روی هم سوار شده اند و یک سیستم حرکتی را شکل داده اند. این چرخ و زنجیر به شکل های گوناگونی می باشد و چیزی که در شکل بالا مشاهده می کنید صرفا یک مثال است.

سیستم کنترلی مورد استفاده در شنی ها

برای شنی انواع سیستم های کنترلی را می توان پیاده سازی کرد و بستگی به این دارد که ربات شنی را چگونه طراحی کنیم. در مورد ربات هایی که بدنه آنها به صورت شنی کامل می باشد از سیستم کنترل تانکی استفاده می شود. در سیستم تانکی نحوه کنترل ربات بدین صورت است که برای حرکت به هر سمتی می بایست دور موتور همان سمت را کاهش داد و در عوض دور موتور شنی سمت مقابل را افزایش داد. به عنوان مثال در شکل زیر ما قصد داریم ربات را به سمت چپ حرکت دهیم همانگونه که مشاهده می کنید می بایست دور موتور سمت چپ را کاهش دهیم و دور موتور سمت راست را افزایش دهیم تا ربات به سمت چپ بچرخد. 

در ربات هایی که شنی صرفا به عنوان یک چرخ حرکتی استفاده شده است و این چرخ ها نیز به هم متصل نیستند از سیستم کنترل تانکی استفاده نمی شود و سیستم های کنترلی که در جلسات قبل به صورت مختصر شرح داده شد استفاده می شود. در شکل زیر نمونه از یک ربات امدادگر را مشاهده می کنید که از سیستم شنی صرفا به عنوان یک چرخ استفاده می شود و هر چرخ دارای یک موتور است.

نکته مهم: اشتباه رایجی که بعضا در بین کاربران وجود دارد این است که فکر می کنند سیستم کنترلی تانکی فقط صرفا در مواردی به کار می رود که ساخت ربات با استفاده از شنی باشد و این اشتباه هم به دلیل این است که شنی بر روی تانک ها پیاده شده است ولی سیستم کنترلی تانکی را هم می توان بر روی شنی ها پیاده کرد و هم می توان بر روی ربات های چرخ دار پیاده کرد و هنگامی که بیان می کنیم در فلان ربات از سیستم کنترلی تانکی استفاده است این ربات هم می تواند به صورت شنی باشد و هم می تواند به صورت چرخ دار باشد.

انواع شِنی

نکته دیگری که در مورد شنی ها وجود دارد این است که اصطلاح شنی صرفا به استفاده از چرخ و زنجیر نیست و می تواند گونه های متفاوتی از ساخت را شامل شود. به عنوان مثال شنی هایی که با استفاده از شیلنگ های آب یا پلاستیک های فشرده و… ساخته می شوند.

روش های ساخت شنی

برای ساخت شنی می توان از روش های متعددی بهره برد و با استفاده از زنجیر و چرخ های دندانه و… شنی های جالبی را طراحی کرد. یکی از ساده ترین روش ها برای ساخت یک شنی استفاده از زنجیرهای فلزی است که با استفاده از یک نبشی در کنار آن آماده ساخت انواع شنی می باشد. به شکل زیر دقت کنید:

شما می توانید با استفاده از از این زنجیر انواع متعددی از شنی های با دوام بالا را طراحی کنید. در صورتی که زنجیر مورد نظر دارای نبشی های جانبی نباشد می بایست با استفاده از پیچ کردن قطعات به زنجیر، شنی مورد نظرمان را بسازیم به عنوان نمونه به شکل زیر دقت کنید. در این ربات همانگونه که مشاهده می کنید بر روی چرخ ها یک شنی قرار داده شده است که به صورت دست ساز می باشد. این شنی با استفاده زنجیر و نبشی های فلزی ساخته شده است ولی عیب آن این است که بر روی یک تایر لاستیکی قرار داده شده است و در صورتی که ربات سرعت بالایی داشته باشد و بخواهد دور بزند احتمال این وجود دارد که شنی ها از روی چرخ ها حرکت کنند و از جای خود در بروند و ربات متوقف شود. عیب دیگر آن هم این است که در صورت افزایش بار و وزن ربات از حد معینی تایرها آسیب می بینند که باز به نوبه خود مشکل آفرین است.

دقت کنید که استفاده از پلاستیک های فشرده برای ساخت شنی نباید به عنوان قطعات اصلی استفاده شود زیرا در صورت افزایش وزن ربات از حد معینی این قطعات تحمل تنش ناشی از وزن و سرعت ربات را ندارند و دچار ترک و گسیختگی می شوند. به شکل زیر دقت کنید. همانطور که مشاهده می کنید از یک پلاستیک فشرده برای ساخت شنی استفاده شده است که کار اتصال را نیز انجام می دهد و قطعا در مواردی همانند مکان های صعب العبور دچار مشکل می شود.

البته شنی های فلزی نیز نباید طوری ساخته شوند که باعث فشار به موتورها و کندی حرکت گردند. ساخت شنی می بایست به صورت کاملا مناسب صورت گیرد تا هم سرعت و قدرت ربات حفظ شود و هم اینکه از جای خود در نرود و آسیب نبیند. در جلسات تخصصی ساخت این موضوع را بیشتر شرح می دهیم.

شنی ها را می توانید به صورت آماده هم از فروشگاهها تهیه کنید و یا اینکه قطعات آنها را بخرید و خودتان سرهم بندی آن را انجام دهید. در شکل زیر یک شنی نشان داده شده است که با استفاده از قطعات از پیش ساخته شده سرهم بندی شده است.

ربات امدادگر

یکی از معروف ترین ربات هایی که با استفاده از سیستم شنی ساخته می شود ربات امدادگر می باشد. این ربات با استفاده از سیستم شنی قادر است در محیط های که برای انسان قابل تردد نیست حرکت کند و به انجام ماموریت بپردازد. محیط هایی همانند ساختمان های تخریب شده در هنگام زلزله، مناطق دارای گاز سمی در پالایشگاههای نفت، مناطق دارای گاز سمی در معادن زغال سنگ و… و دیگر مناطقی که انسان قابلیت تردد به آنجا را ندارد. همانگونه که در شکل زیر مشاهده می کنید حتی در ساخت بازوها نیز از سیستم شنی استفاده شده است. استفاده از یک سیستم تعلیق مناسب شنی برای حرکت در سرعت های بالا بسیار مهم می باشد.

این جلسه هم به پایان رسید. برای اطلاع از جلساتی که در آینده بر روی سایت قرار داده می شود و همچنین مطالبی که در کانال ما منتشر می شود می توانید ما را در محیط های مجازی دنبال کنید:

کانال تلگرام ما

اینستاگرام ما