الذراع الروبوتية المُعززة هي جهاز ميكانيكي أوتوماتيكي يُستخدم على نطاق واسع في مجال الروبوتات. تُستخدم في التصنيع الصناعي، والطب، وخدمات الترفيه، والقطاع العسكري، وصناعة أشباه الموصلات، واستكشاف الفضاء. على الرغم من اختلاف أشكالها، إلا أنها تشترك في خاصية واحدة، وهي قدرتها على تلقي الأوامر والعمل في نقطة محددة في الفضاء ثلاثي الأبعاد (أو ثنائي الأبعاد). فما هي متطلبات تصميم ذراع روبوتية مُعززة عالية الأداء كهذه؟ فيما يلي، سيُقدم لكم المحرر شرحًا لها:
1、يجب أن يتمتع الذراع الروبوتي المدعوم بالطاقة بقدرة تحمل كبيرة، وصلابة جيدة، ووزن خفيف.
تؤثر صلابة الذراع الروبوتية المساعدة بشكل مباشر على استقرارها وسرعتها ودقة تحديد موضعها عند الإمساك بقطعة العمل. فإذا كانت الصلابة ضعيفة، فسيؤدي ذلك إلى انحناء الذراع في المستوى الرأسي والتواء جانبي في المستوى الأفقي. ونتيجة لذلك، ستهتز الذراع أو قد تعلق قطعة العمل وتتوقف عن العمل أثناء الحركة. لهذا السبب، تستخدم الذراع عادةً قضبان توجيه صلبة لزيادة صلابتها، كما أن صلابة كل دعامة ووصلة تتطلب شروطًا معينة لضمان قدرتها على تحمل قوة الدفع المطلوبة.
2、ينبغي أن تكون سرعة حركة الذراع الروبوتية المدعومة بالطاقة مناسبة، وأن يكون القصور الذاتي صغيرًا.
تُحدد سرعة حركة الذراع الروبوتية عادةً بناءً على وتيرة إنتاج المنتج، ولكن لا يُنصح بالسعي وراء السرعة العالية بشكلٍ أعمى. تبدأ الذراع الروبوتية المُساعدة حركتها عند بلوغها سرعة الحركة الطبيعية من حالة السكون، وتتوقف عند الوصول إلى هذه السرعة. وتُعرف عملية تغيير السرعة بمنحنى خصائص السرعة. يتميز وزن الذراع الروبوتية المُساعدة بخفة وزنها، مما يجعل بدء الحركة والتوقف سلسًا للغاية.
3、ينبغي أن تكون حركة الذراع الروبوتية المساعدة مرنة
يجب أن يكون تصميم الذراع الروبوتية المساعدة مضغوطًا ومدمجًا، لضمان حركة سلسة وخفيفة. كما يُمكن إضافة محامل كروية أو استخدام أدلة كروية على ذراع الذراع لتحسين سرعة وسلاسة الحركة. بالإضافة إلى ذلك، في حالة الأذرع الروبوتية الكابولية، ينبغي مراعاة ترتيب المكونات على الذراع، أي حساب عزم الإزاحة الناتج عن وزن الأجزاء المتحركة على مراكز الدوران والرفع والدعم. لا يُساعد عزم الدوران غير المتوازن على حركة الذراع الروبوتية، بل قد يُسبب اهتزازها، مما يؤدي إلى هبوطها أثناء الرفع، ويؤثر سلبًا على مرونة حركتها. في الحالات الشديدة، قد تتعطل الذراع والعمود المساعدان. لذا، عند تصميم الذراع الروبوتية المساعدة، يُنصح بجعل مركز ثقلها يمر بمركز الدوران أو أقرب ما يُمكن إليه لتقليل عزم الانحراف. بالنسبة للذراع الروبوتية التي تعمل في وقت واحد بكلتا الذراعين، يجب أن يكون تصميم الذراعين متناظرًا قدر الإمكان مع المركز لتحقيق التوازن.
4、ينبغي أن تكون حركة الذراع الروبوتية المساعدة مرنة
يجب أن يكون تصميم الذراع الروبوتية المساعدة مضغوطًا ومدمجًا، لضمان حركة سلسة وخفيفة. كما يُمكن إضافة محامل كروية أو استخدام أدلة كروية على ذراع الذراع لتحسين سرعة وسلاسة الحركة. بالإضافة إلى ذلك، في حالة الأذرع الروبوتية الكابولية، ينبغي مراعاة ترتيب المكونات على الذراع، أي حساب عزم الإزاحة الناتج عن وزن الأجزاء المتحركة على مراكز الدوران والرفع والدعم. لا يُساعد عزم الدوران غير المتوازن على حركة الذراع الروبوتية، بل قد يُسبب اهتزازها، مما يؤدي إلى هبوطها أثناء الرفع، ويؤثر سلبًا على مرونة حركتها. في الحالات الشديدة، قد تتعطل الذراع والعمود المساعدان. لذا، عند تصميم الذراع الروبوتية المساعدة، يُنصح بجعل مركز ثقلها يمر بمركز الدوران أو أقرب ما يُمكن إليه لتقليل عزم الانحراف. بالنسبة للذراع الروبوتية التي تعمل في وقت واحد بكلتا الذراعين، يجب أن يكون تصميم الذراعين متناظرًا قدر الإمكان مع المركز لتحقيق التوازن.
تاريخ النشر: 26 أبريل 2023