بازوی مکانیکی (stuff cutter)

از ویکی خرد

فهرست مندرجات ۱ مقدمه ۲ طراحی ۲.۱ ابعاد ۲.۲ جنس بازو ۲.۳ کنترل بازو ۳ ساخت ۳.۱ بازوها ۳.۲ پایه اصلی ۳.۳ موتورها ۳.۴ پایه متصل به ریل ۳.۵ تیغه برش ۴ منابع ۵ نام اعضای گروه ۶ معلم راهنما

مقدمه

بازوی مکانیکی یکی از انواع ربات ها می باشد که در صنعت در کاربردهای مختلفی نظیر صنایع خودروسازی مورد استفاده قرار می گیرد. در این پروژه، یک بازوی مکانیکی با هدف برش اجسام نرم مانند میوه (Stuff Cutter) طراحی و ساخته شده است. بعد از تحقیقات مختلف در مورد انواع بازوهای مکانیکی این طرح انتخاب شد و به مرحله ساخت و اجرا رسید، این دستگاه از دو بازو تشکیل شده است. حرکت هر کدام از بازوها توسط موتور الکتریکی تأمین می شود که نیروی آنها نیز بوسیله چرخ و زنجیر انتقال می یابد . برای ایجاد توانایی برش موازی از حرکت کشویی بازوها استفاده شده است. صفحه آلومینیومی نیز با استفاده از یک میله رزوه شده دندانه کبریتی و یک موتور الکتریکی به جلو و عقب رانده می شود. تیغه ای که برای برش اجسام در نظر گرفته شده بوسیله فنری به انتهای بازوی دوم وصل شده و بازو با حرکت به سمت بالا و پائین بوسیله موتور باعث برش کامل جسم می شود. صفحه نئوپانی که کل دستگاه بر روی آن نصب شده، متحمل وزن دستگاه است. محرک کل دستگاه انرژی الکتریکی است که بوسیله چند کلید قابلیت کنترل آن به فرد کاربر داده می شود. برای کم کردن میزان خطر برای کاربر از موتورهای چرخ و زنجیردار استفاده شده که سرعت بازوها را در یک حد مناسب کنترل می کند و میزان خطر را کاهش می دهد. استفاده از این دستگاه مزایایی نظیر برش دقیق و یک اندازه اجسام را نیز به همراه دارد .

طراحی

طراحی بازو از ایده پردازی شروع شد. در ابتدا ایده های مختلفی بیان شد که هر کدام دارای نکات مثبت و منفی بود.در مرحله ارزیابی نکات مثبت تمام ایده ها در نظر گرفته شده و طرحی مناسب از میان آنها انتخاب گردید. در این مرحله پرسشهای بسیاری مطرح شد که از جمله آنها می توان به ابعاد، شکل، جنس و نحوه کنترل بازوها اشاره کرد.

ابعاد

در انتخاب ابعاد اجزای بازوی ساخته شده نکاتی باید مورد توجه قرار میگرفت. نکته اول مربوط به کنترل حرکت بازوها می باشد. ابعاد اجزای مختلف بازو باید طوری انتخاب می شد که کنترل آن دشوار نگردد. از سوی دیگر در انتخاب ابعاد باید توجه داشت که موتورها و وسایل دیگر نیز باید بر روی آن سوار شوند. ابعاد بازو برای راحتی کار، متناسب با ابعاد بازوی انسان درنظر گرفته شده است تا مانند مکانیزم آن عمل کند.

جنس بازو

جنس بازوها باید از بین فلز، چوب و پلکسی انتخاب می شد. دلیل استفاده نکردن از فلز برای ساخت بازو این بود که پایه دستگاه قادر به تحمل وزن زیاد کار نبود و می شکست. دلیل استفاده نکردن از چوب نیز میزان شکنندگی بالای آن بود.

کنترل بازو

برای قسمت کنترل باید از موتورهایی استفاده می شد که توانایی بالایی برای نگهداری بازوها در مقابل نیروی وزن داشته باشند.بعد از جست و جوی کلی درمورد موتورهای مورد نیاز، این نتیجه حاصل شد که باید از موتورهایی با گشت آورد بالا استفاده شود تا سرعت حرکت بازو را در حد متعادل کنترل کند. برای حرکت کشویی بازو جهت ایجاد برش های موازی از قطعه آلمینیومی دایره شکلی که بر روی میله ای رزوه شده و یک موتور الکتریکی نصب شده، استفاده شد که این ریلی بر روی صفحه نئوپانی(پایه اصلی دستگاه)نصب شد.

ساخت

بازوی برش از پنج بخش اصلی تشکیل شده است، که عبارتند از : بازوها، پایه اصلی، موتورها، پایه متصل به ریل و تیغه برش، که در موارد ذیل به آنها اشاره شده. ابتدا با طراحی آن بر روی کاغذ ابعاد کلی اجزاء بدست آورده شد.

بازوها

با طراحی شکل و ابعاد مورد نظر بر روی پلکسی اولین مرحله ساخت شروع شد، سپس برش بازوها بوسیلة اره عمودبر آغاز و برای کاهش وزن، میان بازوها خالی شد. برای نصب بولبرینگ ها نیز سوراخ هایی در ابتدا و انتهای بازو ایجاد شد و بازوی دوم به انتهای بازوی اول نصب گردید. بعد از این مرحله انتخاب و ساخت پایه اصلی بازوها آغاز شد.

پایه اصلی

ابعاد پایه طوری در نظر گرفته شد که ریل ساخته شده جهت حرکت کشویی بازو به همراه موتور بر روی آن نصب شود. برای تحمل وزن نیز جنس پایه نئوپان انتخاب شد. برای اینکه پیچهای بیرون آمده از زیر پایه موجب برهم زدن تعادل کار نشوند از چهار تکه چوب در چهار طرف پایه استفاده شد تا سطح کار کمی بالا بیاید.

موتورها

در این دستگاه از سه عدد موتور چرخ و زنجیردار استفاده شده که باعث حرکت کشویی و به سمت بالا و پائین بازوها می شوند. همة موتورها بوسیله انرژی الکتریکی کار می کنند. با شروع کار موتور اول، که بر روی پایه نصب شده، میلة رزوه شده درون ریل به چرخش در می آید و حرکت کشویی بازو آغاز می شود. هنگامی که موتور دوم، که بر روی صفحه آلمینیومی متصل به ریل نصب شده، شروع به کار می کند، حرکت به سمت بالا و پائین بازوی اول قابل کنترل می شود و با حرکت سومین موتور نصب شده در محل اتصال بازوی اول و دوم، دومین بازو حرکت خود را به سمت بالا و پائین آغاز می کند.

پایه متصل به ریل

ریل بوسیله دو قطعه چوب مستطیل شکل موازی که بوسیله دو میله آلمینیومی بی حرکت و یک میله رزوه شده دندانه کبریتی به هم متصل شده است، ساخته و بر روی پایه اصلی نصب شده. بازوی اول بوسیلة یک صفحه آلمینیومی که بر روی آن موتور نیز در نظر گرفته شده، برروی دو قطعه نئوپان موازی که بوسیلة حرکت میلة رزوه شده حرکت کشویی دارند، نصب شده. به همین دلیل با حرکت صفحه آلمینیومی بوسیلة ریل، بازو می تواند حرکت کشویی داشته باشد و اجسام را به صورت موازی برش دهد.

تیغه برش

برای برش اجسام به تیغه ای با مقاومت بالا نیاز بود و محل اتصال آن نیز به دسستگاه باید طوری در نظر گرفته می شد که میزان خطر را برای کاربر کاهش دهد. به همین دلیل تیغه به همراه یک فنر به انتهای دومین بازو پیچ و مهره شد. به کار بردن فنر برای نصب تیغه هم بدلیل این بود که جسم باید به طور کلمل بریده می شد و فنر میزان چرخش تیغه را به حد دلخواه کنترل می کند و برای آن قدرت برش دادن کامل جسم را فراهم میاورد.

منابع

نام اعضای گروه

• 1. پیوند امینی
• 2. آرا جعفرزاده
• 3. سمیرا صفری پور
• 4. نیک آیین ضابطی

معلم راهنما

آقایان :

• سعید عالم
• فرشید فرزان