من المكونات الثابتة يتمتع بعدد 6 درجات لحرية الحركة ؟، حيث إن الروبوتات تحتوي على العديد من المكونات، ولكل مكون من هذه المكونات الرئيسية وظيفة خاصة بها، وفي هذا المقال سنتحدث بالتفصيل عن الروبوتات، كما وسنوضح جميع مكونات هذه الالات الذكية.
ما هي الروبوتات
الروبوت (بالإنجليزية: Robot)، هو آلة مكانيكية قادرة على القيام بأعمال مبرمجة مسبقاً، وذلك من أجل تنفيذ سلسلة معقدة من الإجراءات والعمليات تلقائياً دون أي تدخل بشري، ويمكن تحريك الروبوت بواسطة جهاز تحكم خارجي، أو قد يتضمن عناصر مبرمجة في داخله من أجل التحكم التلقائي، وعلى الرغم من التنوع الكبير في الروبوتات الموجودة حالياً، مثل الروبوتات الصناعية والعسكرية والعلمية وغير من الروبوتات التي تقوم بمهام مختلفة، الا أن جميع هذه الروبوتات تعتمد على ثلاث عمليات للقيام بالمهام، وهذه العمليات هي كالأتي:
- عملية الإستشعار (بالإنجليزية: Sensing process): حيث تسمح أجهزة الإستشعار أو أجهزة التغذية الراجعة بتسجيل المعلومات حول محيط الجهاز أو الروبوت كقيم إلكترونية ورقمية، من أجل تحليلها بشكل تفصيلي.
- عملية المعالجة (بالإنجليزية: Curing Process): حيث تعتمد هذه العلمية على معالجة المعلومات المسجلة رقمياً من أجهزة الإستشعار، بواسطة المعالج، وإن المعالج هو عبارة عن دائرة رقمية يكون لديها قوة معالجة كبيرة، ويتم برمجة المعالج بلغات البرمجة المختلفة من قبل المبرمجين، وذلك للقيام بمجموعة خورازميات معقدة ومبرمجة بشكل تلقائي.
- عملية التنفيذ (بالإنجليزية: Execution Process): هو الجزء الأكثر وضوحاً في تكنولوجيا الروبوتات، حيث تستقبل الأجهزة والمكونات الخارجية الإشارات والأوامر الإلكترونية من المعالج، من أجل تنفيذها في الوقت المحدد.
على سبيل المثال في الروبوت المنزلي المجهز للتنظيف في المنازل، يكون عبارة عن مكنسة كهربائية مزودة بمعالج ذكي مع وجود حساسات مختلفة، وعند تشغيل هذا الروبوت فإن المعالج يرسل إلى المكنسة الكهربائية الأوامر لبدء التشغيل، وأما الحساسات فإنها تعمل على قراءة البيانات من الواقع المحيط، وهذه البيانات تتمثل في مكان المكنسة والأجسام الموجودة حولها، وعند إقتراب المكنسة من أي جسم صلب سترسل الحساسات تحذير للمعالج على شكل بيانات، وسيقوم المعالج بتحليل هذه البيانات، ثم سيرسل أوامر برمجية لتغير إتجاه المكنسة حتى لا تصطدم بالجسم الصلب.
من المكونات الثابتة يتمتع بعدد 6 درجات لحرية الحركة
من المكونات الثابتة يتمتع بعدد 6 درجات لحرية الحركة هي الذراع، حيث تعتبر هذه الوحدة من المكونات الرئيسية الثابتة في أي روبوت، ويتم تصنيف ذراع الروبوت على حسب حرية الحركة لهذا الذراع، وفي الحقيقة هناك روبوتات تتكون من أذرع فقط، وتسمى بإسم الأذرع الروبوتية، وهي آلات تمت برمجتها لتنفيذ عدة مهام أو مهمة محددة بسرعة وكفاءة ودقة عالية، ويتم إستخدامها بشكل عام للأداء السريع والمتسق للإجراءات الثقيلة أو الإجراءات المتكررة على مدى فترات زمنية طويلة، ويشتمل ذراع الروبوت الصناعي النموذجي على سلسلة من المفاصل والمعالجات التي تعمل معاً لتشبه إلى حد كبير حركة ووظيفة الذراع البشرية، وهناك العديد من أنواع الأذرع الروبوتية المختلفة، وهي كالأتي:
- الأذرع الروبوتية الديكارتية (بالإنجليزية: Cartesian robotic arms): حيث تستخدم الأذرع الروبوتية الديكارتية محركات مختلفة ومشغلات خطية لوضع أداة أو مرفق في مكان ما في مساحة ثلاثية الأبعاد، وتستخدم على نطاق واسع في مجموعة من التطبيقات مثل أجزاء الآلات الصناعية.
- الأذرع الروبوتية أسطوانية (بالإنجليزية: Cylindrical robotic arms): هي تلك الأذرع الروبوتية التي تشكل محاورها نظام إحداثيات أسطواني، بحيث تتم حركاتها المبرمجة داخل مساحة على شكل أسطوانة فقط، ويستخدم هذا النوع من الأذرع بشكل أكثر شيوعاً لعمليات التجميع واللحام النقطي ومعالجة أدوات الماكينات.
- الأذرع الروبوتية القطبية (بالإنجليزية: Polar robotic arms): هي تلك الأذرع الروبوتية التي تشكل محاورها نظام إحداثيات قطبي أو كروي، ويتم تحقيق ذلك من خلال مفصل دوراني مشترك ومفصل دوار ومفصل خطي، ويتم توصيل الذراع الروبوتية القطبية بقاعدتها عبر مفصل منفصل.
ما هي مكونات الروبوتات
يمكن تلخيص مكونات الروبوتات على النحو الأتي:
- مزود الطاقة (بالإنجليزية: Power Supply): حيث يتم توفير الطاقة الكهربائية للروبوت عن طريق البطاريات أو الطاقة الهيدروليكية أو الطاقة الشمسية أو مصادر الطاقة الهوائية.
- المشغلات (بالإنجليزية: Actuators): حيث إن المشغلات هي جهاز يقوم بتحويل الطاقة داخل الروبوت، وتتمثل الوظيفة الرئيسية للمشغلات في تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية.
- المحركات الكهربائية (بالإنجليزية: Electric Motors): حيث إن المحركات هي مكون كهروميكانيكي يستخدم لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقتها الميكانيكية المكافئة، وتستخدم المحركات في الروبوتات لتوفير حركة دورانية.
- المستشعرات (بالإنجليزية: Sensors): حيث توفر المستشعرات معلومات في الوقت الفعلي عن البيئة حول الروبوت، ويتم تجهيز الروبوتات بجهاز إستشعار باللمس يقلد الخواص الميكانيكية لمستقبلات اللمس لبصمات الأصابع البشرية، بينما يستخدم مستشعر الرؤية لحساب العمق في البيئة المحيطة.
- جهاز التحكم (بالإنجليزية: Controller): هو جزء رئيسي من الروبوت والذي ينسق كل حركات النظام الميكانيكي، كما ويتلقى هذه الجهاز جميع المدخلات من البيئة المباشرة من خلال أجهزة الإستشعار المختلفة، وهو المسؤول ايضاً عن إرسال الأوامر والإشارات إلى المحركات والمشغلات من أجل تنفيذها في الوقت المحدد لها.
ما هي أنواع الروبوتات
يمكن تلخيص أنواع الروبوتات على النحو الأتي:
الروبوتات المتنقلة
الروبوتات المتنقلة (بالإنجليزية: Mobile Robots)، هي روبوتات قادرة على الإنتقال من مكان إلى آخر بإستخدام المحركات الخاصة بها، كما ويمكن القول إنها آلة أوتوماتيكية قادرة على التنقل في بيئة غير خاضعة للرقابة، ودون أي متطلبات لأجهزة التوجيه الفيزيائية والكهروميكانيكية، وإن الروبوتات المتنقلة نوعان، وهما كالأتي:
- الروبوتات المتدحرجة (بالإنجليزية: Rolling Robots): حيث تتطلب الروبوتات المتدحرجة عجلات للتحرك من مكان إلى آخر.
- روبوتات المشي (بالإنجليزية: Walking Robots): حيث أنه عادة ما تستخدم الروبوتات ذات الأرجل في حالة التضاريس الصخرية والصعبة، وتمتلك معظم روبوتات المشي أربعة أرجل على الأقل.
الروبوتات الصناعية
الروبوتات الصناعية (بالإنجليزية: Industrial Robots)، حيث تؤدي الروبوتات الصناعية نفس المهام بشكل متكرر دون أن تتحرك من مكانها أبداً، وتعمل هذه الروبوتات في الصناعات التي تتطلب أداء مهام مملة ومتكررة بحيث تكون مناسبة للإنسان الآلي.
الروبوتات المستقلة
الروبوتات المستقلة (بالإنجليزية: Autonomous Robots)، حيث تعمل الروبوتات المستقلة بشكل مستقل عن المشغلين والمبرمجين، وعادة ما يتم تصميم هذه الروبوتات لتنفيذ المهام في بيئات مفتوحة لا تتطلب إشرافاً بشرياً عليها.
الروبوتات التي يتم التحكم فيها عن بعد
الروبوتات التي يتم التحكم فيها عن بعد (بالإنجليزية: Remote Controlled Robots)، حيث يستخدم هذا النوع من الروبوتات لأداء المهام المعقدة وغير المحددة، والتي لا يستطيع الروبوت المستقل القيام بها، وعادة ما تعمل هذه الروبوتات في ظروف جغرافية قاسية أو في ظروف جوية صعبة لا يمكن للبشر تحملها.
وفي ختام هذا المقال نكون قد عرفنا أنه من المكونات الثابتة يتمتع بعدد 6 درجات لحرية الحركة هو الذراع، كما ووضحنا نبذة تفصيلية عن الروبوتات، وذكرنا جميع مكونات الروبوت الرئيسية، بالإضافة إلى ذكر جميع أنواع الروبوتات التي تستخدم في الوقت الحالي.
