انتخاب محرک

سیم عضلانی

سیم عضلانی نوع خاصی از سیم است که هنگام عبور جریان الکتریکی، منقبض می‌شود. وقتی جریان خارج شد (و سیم سرد شد) به طول اولیه خود باز می‌گردد. این نوع از محرک‌ها بسیار قوی و سریع نیستند. با این حال، هنگام کار با قطعات بسیار کوچک یا در فضای بسیار محدود، بسیار مناسب می‌باشند.

پنوماتیک و هیدرولیک

پنوماتیک یا نیوماتیک ( Pneumatic ) یک اصطلاح عمومی برای علم فیزیکی فشرده سازی هوا و شاخه‌ای از مهندسی مکانیک است که به استفاده از هوا یا گاز فشرده می‌پردازد. کلمه پنوماتیک از کلمه یونانی برای دمیدن، πνευμα (پنوما) گرفته شده است.

محرک‌های نیوماتیکی و هیدرولیکی به ترتیب برای تولید یک حرکت خطی به کار می‌روند. این نوع محرک‌ها می‌توانند ضربه‌های بسیار طولانی با نیروی زیاد و سرعت بالا داشته باشند. این محرک‌ها برای راه اندازی نیاز به استفاده از کمپرسور سیال دارند که کارکرد آن‌ها را نسبت به محرک‌های الکتریکی معمولی دشوارتر می‌کند. به دلیل سرعت زیاد و بزرگ بودن این محرک‌ها، اغلب در محیط‌های صنعتی استفاده می‌شود.

انتخاب یک محرک

برای کمک به شما در انتخاب یک محرک برای یک کار خاص، ما پرسش‌های زیر را برای راهنمایی شما در جهت درستی توسعه داده‌ایم. مهم است که توجه داشته باشید که همیشه تکنولوژی‌های جدیدی به بازار آورده می‌شوند و همه چیز قابل تغییر است. همچنین یک محرک ممکن است در زمینه‌های مختلف کارهای بسیار متفاوتی انجام دهد. به عنوان مثال، در شاخه‌ای از مکانیک یک محرک حرکت خطی ایجاد می‌کند اما ممکن است در شاخه‌ای دیگر از این علم، محرک برای چرخاندن یک جسم و بالعکس (مانند برف پاک کن شیشه جلو اتومبیل) استفاده شود. (به طور کلی یک قطعه می‌تواند کاربردهای متنوعی در شاخه‌های مختلف مکانیک داشته باشد.)

1. آیا محرک برای حرکت ربات چرخدار استفاده می شود؟

موتورهای محرک باید وزن کل ربات را منتقل کنند و به احتمال زیاد به گیربکس نیاز دارند. بیشتر ربات‌ها از "skid-steering" استفاده می‌کنند، در حالی که ماشین یا کامیون معمولا ً از "rack-and-pinion steering" استفاده می‌کند.

یک وسیله نقلیه "skid-steering" دارای یک کنترل‌کننده فرمان است که سرعت چرخ‌های چپ و راست را کنترل می‌کند و آن چرخ‌ها را در جهت‌هایی هدایت می‌کند که برای کاهش، از بین بردن یا به حداقل رساندن لغزش چرخ‌ها نسبت به زمین در هنگام چرخش وسیله نقلیه محاسبه شده است. اگر سیستم skid-steering را انتخاب کنید، موتورهای گیربکس dc گزینه ایده‌آلی برای روبات‌های چرخدار هستند، زیرا چرخش مداوم را فراهم می‌کنند و می‌توانند با استفاده از اِنکودرهای نوری بازخورد موقعیت اختیاری داشته باشد و برنامه ریزی و استفاده از آنها بسیار آسان است.

سیستم rack-and-pinion steering سیستمی است که چرخش pinion باعث حرکت خطی rack می‌شود که چرخ‌های خودرو را به چپ یا راست می‌چرخاند. سیستم rack-and-pinion steering  از یک pinion  (دنده دایره‌ای) با یک rack (دنده خطی) تشکیل شده است. این سیستم با تبدیل یک حرکت چرخشی به حرکت خطی کار می‌کند. اگر می‌خواهید از سیستم rack-and-pinion steering استفاده کنید، شما به یک موتور محرک (دنده DC نیز پیشنهاد می‌شود) و یک موتور برای هدایت چرخ‌های جلو نیاز دارید. برای چرخیدن، چون چرخش مورد نیاز به یک زاویه خاص محدود می‌شود، یک فرمان  R/C یک انتخاب منطقی است .

2. آیا برای بلند کردن یا چرخاندن یک وزن سنگین استفاده می‌شود؟

بلند کردن وزنه به قدرت بیشتری نسبت به حرکت وزن بر روی سطح صاف نیاز دارد. برای به دست آوردن گشتاور باید سرعت را قربانی کرد و بهتر است از گیربکس با ضریب دنده بالا و موتور قدرتمند DC یا یک محرک خطی DC استفاده کنید. استفاده از سیستمی را در نظر بگیرید که از کم شدن ناگهانی جرم در صورت افت نیرو جلوگیری می‌کند.

3. آیا دامنه حرکت به 180 درجه محدود شده است؟

اگر دامنه حرکت به 180 درجه محدود شده باشد و گشتاور مورد نیاز قابل توجه نباشد، سروو موتور R/C ایده‌آل است. سروو موتورها در گشتاورها و اندازه‌های مختلف ارائه می‌شوند و بازخورد موقعیت زاویه‌ای را ارائه می‌دهند. (بیشتر از پتانسیومتر استفاده می‌کنند و برخی به صورت تخصصی از انکودرهای نوری استفاده می‌کنند). سرووهای R/C بیشتر برای ایجاد ربات‌های کوچک پیاده‌روی استفاده می‌شوند.

4. آیا زاویه باید بسیار دقیق باشد؟

موتورهای پله‌ای و موتورگیربکس‌های پله‌ای (همراه با کنترل‌کننده موتور پله‌ای) می‌توانند حرکت زاویه‌ای بسیار دقیق ارائه کنند. آن‌ها گاهی اوقات به موتورهای سروو ترجیح داده می‌شوند، زیرا چرخش مداوم را ارائه می‌دهند. با این حال، برخی از سروو موتورهای دیجیتال پیشرفته از انکودرهای نوری استفاده می‌کنند و می‌توانند دقت بسیار بالایی را ارائه دهند.

5. آیا حرکت در یک راستا و در خطی مستقیم است؟

محرک‌های خطی برای جابجایی اجسام و قرار دادن آن‌ها در امتداد یک خط مستقیم بهترین هستند. این محرک‌ها، شکل‌ها و اندازه‌های مختلفی دارند. سیم عضلانی فقط در صورتی باید در نظر گرفته شود که حرکت شما به نیروی بسیار کمی نیاز داشته باشد. برای حرکت بسیار سریع، پنوماتیک یا سولنوئید و برای نیروهای بسیار زیاد، محرک‌های خطی DC (تا حدود 500 پوند) و سپس هیدرولیک را در نظر بگیرید.

ابزار

به منظور محاسبه قدرت (یا گشتاور) و سرعت مورد نیاز برای برنامه شما، محاسبات زیادی (نسبتاً پیچیده) مورد نیاز است که شامل فیزیک ماشینی است که باید ایجاد شود. به منظور ساده سازی فرآیند طراحی، ما چند ابزار را گردآوری کرده‌ایم که می‌تواند به شما کمک کند.

سلکتور موتور DC (برای روبات‌های چرخدار) مفید است.