چگونه اولین ربات خود را بسازید ؟ (3)

با سلامی تازه خدمت شما دوستداران رباتیک ؛

در بخش سوم چگونه اولین ربات خود را بسازید ؟ (3) ، قصد دارم مهارت شما را در زمینه شناخت مواد مختلف محک بزنم و کمی درباره خصوصیات مواد متداولی که در ساخت مکانیک ربات به کار می رود بنویسم .

برای ساخت یک مکانیک خوب در ابتدا شما نیاز دارید تا یک ماده یا material مناسب را انتخاب کنید . پارامترهای زیادی برای انتخاب پیش روی ماست اما من به شما پیشنهاد می کنم دو فاکتور زیر را در اولویت قرار دهید ، خصوصا ً اگر اولین ربات شماست و هدف از ساخت آموزش و یادگیری است :

  • وزن ( یا به عبارت بهتر چگالی )
  • قابلیت ماشینکاری و کار با ابزار

خُب ، چگالی که همان نسبت جرم به حجم است و هر چه یک ماده چگالی اش بزرگ تر باشد یا چگال تر باشد برای حجم یکسان سنگین تر است . مثلا ً شیشه نسبت به پلاستیک عادی چگال تر است ، یک متر مربع از شیشه عادی ساختمانی به ضخامت 3mm از یک متر مربع پلاستیکی که برای ساخت اسباب بازی به کار می رود ( مثل : پُلی پروپیلن ) سنگین تر است .

قابلیت ماشینکاری هم به سهولت سوراخکاری ، برش ، خم ، ذوب و ... با ماشین و یا ابزار دستی مثل پیچ گشتی ، دریل ، کاتر ، انواع اره و ... اطلاق می شود .

خُب با دانستن دو فاکتور فوق حالا مشکل شما این است که دایره شناخت محدودی دارید و به لحاظ فنی خیلی با مواد گوناگون این حوزه آشنایی ندارید . شما نیاز دارید تا نام و تصویر مواد رایج را ببینید تا دایره شناختتان وسیع تر شود و حق انتخاب بیشتری پیدا کنید .

احتمالا ً نام های کلی در ذهن شما از قبل وجود دارد ، مثل :

  • آلومینیوم
  • پلاستیک
  • آهن
  • چوب
  • و ...
  • اما هر یک از موارد فوق می توانند به تنهایی نشانگر یک دسته از موادی با همان نام باشند و ضمناً خیلی از مواد بیش از یک نام دارند . به مثال های زیر توجه کنید :
  • pp ( پلی پروپیلن ) و pe ( پلی اتیلن ) هر دو از خانواده پلاستیک ها و پلیمر ها هستند .
  • نام تجاری پُلی اِستایرِن ، کریستال است و اغلب با این نام در بازار خرید و فروش می شود .

با توجه به این که خیلی از موادی که در اینترنت دیده می شود ممکن است در بازار ایران نباشد و درصد زیادی وارداتی اند ،این مطلب را بومی سازی می کنم و تنها به معرفی مواد قابل دسترس در کشور و بازار می پردازم .
 

معرفی ماده آلومینیوم

آلومینیوم :
که معرف حضور همه شما هست . اگر رباتیک بخشی از سرگرمی شما شده ، برای ساخت ربات خود حتما ً از آلومینیوم استفاده کنید . ویژگی های آلومینیوم :

سبک

محکم

مقاوم در برابر خوردگی

مقرون به صرفه و نسبتا ً ارزان

مهم تر از همه ، شکل دادن و خم خوردن آسان ، برش و دریل کاری راحت

استحکام :

آلومینیوم به اندازه فولاد ( steel ) سخت و مستحکم نیست و حتی ارزان تر هم نیست ! اما چرا آلومینیوم مناسب کار ساخت بدنه های رباتیک است ؟ به این دلیل که آلومینیوم نسبت به وزن خود استحکام و مقاومت بسیار بالایی دارد . یعنی برای جرم مساوی از آلومینیوم و فولاد ، استحکام آلومینیوم بیشتر است ، در نتیجه گران تر هم خواهد بود . اما آیا با وجود این استحکام بالاتر و مقاومت بسیار در برابر خوردگی شما نیاز به جرمی برابر با فولاد متناظر با آن دارید ؟

مقاومت در برابر خوردگی و پوشش های حفاظتی :

نکته جالب دیگر مقاومت آلومینیوم در برابر زنگ زدگی است . در واقع آلومینیوم زنگ می زند اما این زنگ یا همان اکسید آلومینیوم به عنوان یک لایه محافظ روی آن را می پوشاند و از اکسیداسیون دوباره آن جلوگیری می کند . اما همین مساله از نگاهی دیگر هنوز یک عیب برای این ماده است . مثلا ً در ظروف آشپزخانه این لایه هنگام پخت غذا شسته شده و وارد غذا می شود و به بدن ما آسیب می رساند . اگر روی برخی ظروف آلومینیومی دست بکشید و آن ها را لمس کنید انگشتان شما کمی خاکستری می شوند ، این همان زنگ آلومینیوم است .پس اگر ربات شما قرار است در آب قرار بگیرد آلومینیوم خیلی مناسب نیست چون زنگ آن در آب پخش می شود و دچار خوردگی پیاپی می گردد . نوع بهتری AL5052 است که زنگ آن در مقابل آب مقاوم شده است . فرآیند مقاوم سازی زنگ Iriditing نام دارد که نوعی آبکاری AL است و با ماده iridite که بخش اصلی آن از کروم است بعلاوه یک سری ماده سمی دیگر .

دو نوع دیگر آبکاری AL وجود دارد :

اکسیداسیون سیاه : یک پوشش سخت تر برای مقاوم سازی فیزیکی در برابر صدمات ، اگر شما تا به حال یک پیچ سیاه رنگ دیده باشید حتما ًشاهد نتیجه اکسیداسیون سیاه بوده اید .

گالوانیزه کردن : این فرآیند یک لایه فلز روی را روی AL می پوشاند . در این حالت خوردگی تنها روی فلز روی (Zn) تاثیر می گذارد . این روش خیلی ارزان است اما با تماس و لمس کردن دست شما به سادگی آلوده می شود .

 

پوشش آلومینیوم و آندی کردن :

 

تا به حال دقت کرده اید که الماس می تواند شیشه را ببرد اما شیشه نمی تواند الماس را برش دهد ؟ تنها مواد سخت تر مواد نرم تر را برش می دهند . این یک مشکل اساسی AL است . چون بسیاری از مواد سخت تر و خشن تر می توانند آن را خراش دهند . گاهی واقعا ً در ساخت بدنه نیاز به سبکی داریم و نمی توان این عامل را در انتخاب ماده نادیده گرفت و انتخاب اول و آخر ما AL است . اما با خوردگی چه کنیم ؟ به این منظور از فرآیندی گران به نام آندی کردن استفاده می کنند که لایه محافظ خیلی سختی روی AL را می پوشاند . این کار رنگ AL را تغییر می دهد به قرمز و یا قهوه ای مایل به  سبز  . این فرآیند مثلا ً برای ربات های جنگجوی مسابقاتی مناسب است .

 

هیت سینک

قابلیت های حرارتی :

تقریبا ً تمام مخازن حرارتی از آلومینیوم ساخته می شوند و نمونه استفاده از این قابلیت AL هیت سینک ها ( گرما گیر ) در صنایع الکترونیک هستند . چون AL توانایی انتقال حرارتی بالایی دارد . تقریبا ً بعد از آلومینیوم ، تنها فلز با هدایت حرارتی بالا که در دسترس و فراوان باشد مس است .  اما مس به مراتب گران تر و سنگین تر و بیش از حد نرم است . اگر مثلا ً موتور ربات شما گرم می شود و می خواهید گرما را به شاسی انتقال دهید مناسب ترین گزینه یک هیت سینک آلومینیومی است . می توانید موتور را با یک هیت سینک کوچک به شاسی آلومینیومی خود وصل کنید . برای انتقال بهتر از خمیر یا ورق سیلیکون هم استفاده کنید و آن را بین هیت سینک و موتور و نیز هیت سینک و شاسی قرار داده و بعد هر سه را به هم متصل کنید .

 

  •  

3 نظر on "چگونه اولین ربات خود را بسازید ؟ (3)"

  1. g
    کاربر میهمان (تایید نشده) :: فوریه 06, 2014 at 19:24 ::

    سلام
    خسته نباشید
    چرا 4 نمیاد بقیشم لطفا بزارید دیگه
    مرسی

  1. g
    کاربر میهمان (تایید نشده) :: فوریه 16, 2014 at 07:31 ::

    سلام
    چرا ادامشو نمیزارین؟؟؟

  1. g
    حنانه (تایید نشده) :: نوامبر 15, 2013 at 14:49 ::

    سلام.
    باتشکراز توضیحات مفیدتون.
    میشه لطفا راجب نحوه ی ساخت ربات تشخیص رنگ مدارات و قطعات لازم جهت ساخت این نوع رباط توضیح بدهید.

    پاسخ : منظورتون از تشخیص رنگ متوجه نمی شم اگه منظورتون تعقیب خطه که اینترنت در این خصوص پر شده ولی اگه منظورتون دقیقا رنگه می تونید از ستسور های تشخیص رنگ و یا دوربین و پردازش تصویر استفاده کنید

نظر بدهید !