MakerPot.com


90


30


0

دليل المحركات الكامل للروبوتات الخطوة السابعة:محرك التعشيق ذو التيار المستمر DC

2017-04-19

يمكن أن تُعرّف محركات التعشيق DC كفرع ممتد من محركات التيار المستمر DC، والتي قمنا من قبل بتوضيح وتبسيط مفاهيمها. تحتوي محركات التعشيق على تجميع من العتاد و المسننات gear assembly متصلة بالمحرك. و يعبر عن سرعة المحرك بعدد دورات المحور في الدقيقة ورمزها RPM. تساعد تجميعة المسننات gear assembly على زيادة عزم الدوران وتقليص السرعة باستعمال التركيبة المناسبة من المسننات في محرك التعشيق، وهكذا يمكن تقليص السرعة حسب الهدف المطلوب. وهذا المفهوم حيث تقلص المسننات سرعة المحرك لكن تزيد من عزم دورانها يُعرف بمفهوم مسنن تقليص التعشيق gear reduction.

وفي هذا الدرس سنكتشف كل التفاصيل العامة والدقيقة التي تجعل من المسننات تعمل، وبالتالي كيفية عمل محرك التعشيق DC.

عمل محرك التعشيق DC:

يعمل محرك التعشيق DC في نطاق واسع من قيم الجهد المطبق. وكلما كان الجهد أعلى كانت قيمة RPM المحرك أعلى ( تقاس بدورة في الدقيقة). وكمثال، لو كان المحرك يعمل في نطاق شدة من 6V حتى 12V فإن قيمة RPM ستكون أقلها في شدة 6V وأقصاها في شدة 12V. وبالنسبة لقيمة الجهد، يمكننا وضع المعادلة التالية: RPM= K1 * V، حيث K1 تمثل ثابت الشدة بينما V هو قيمة الجهد المطبق.

ومبدأ عمل المسننات هو مفهوم مهم جدا. ويمكن شرحه بمبدأ انحفاظ الزخم الزاوي principle of conservation of angular momentum.

فالمسننات التي لديها قطر أصغر ستعطي قيمة RPM أكبر من مسننات ذات أقطار أكبر.

وعموما، فإن المسننات الأكبر حجما تعطي عزم دوران أكبر من المسننات الأصغر والعكس صحيح. والمقارنة بين السرعة الزاوية بين مسنن الدخل (المسنن الذي ينقل الطاقة) ومسنن الخرج تحدد نسبة التعشيق gear ratio.

وعندما يكون لدينا عدة مسننات متصلة ببعضها البعض، فانحفاظ الطاقة conservation of energy أيضا يتبع هذا النمط. واتجاه دوران المسننات الأخرى هو دائما عكس اتجاه دوران المسنن المجاور لها.

وفي أي محرك DC، فإن RPM و عزم الدوران متناسبان بطريقة عكسية، وبالتالي فإن المسنن الذي لديه عزم دوران أعلى سيوفر معدلRPM وانحفاظ طاقة أقل.

وفي محرك التعشيق DC، فإننا سنرى مفهوم تعديل عرض النبضة ينطبق عليه.

وكمثال، فإن محرك DC غير محمل بشيء يمكن أن يدور بمعدل 12000 rpm ويصدر عزم دوران بقدر 0.1 kg-cm، كما يمكن إضافة مسنن سفلي آخر من بنسبة 225:1 لنقلص السرعة بطريقة مناسبة ونزيد من عزم الدوران إلى 12000 rpm / 225 = 53.3 rpm و 0.1 x 225 = 22.5 kg-cm وبهذا يكون المحرك الآن قادرا على حمل ثقل أكبر والتحرك به بسرعة مناسبة.

وفي محرك التعشيق DC، فالمسننات المتصلة بالمحرك و بالمسنن القائد تكون صغيرة نوعا ما، بالتالي فإنها تنقل سرعة أكبر إلى الجزء الأكبر من أسنان المسنن القائد وتجعله يدور. والجزء الأكبر من المسنن يدير الجزء الأصغر المزدوج. والجزء المزدوج الأصغر يستقبل عزم الدوران ولكن ليس بالسرعة التي كانت للمسننات التي قبله والتي انتقلت إلى الجزء الأكبر من المسننات الأخرى وهكذا. وجزء المسنن المزدوج الثالث يملك أسنانا أكثر من المسننات الأخرى وبالتالي سينقل عزم دوران أكبر إلى المسنن المتصل بمحور الدوران.

التحكم بمحرك التعشيق:

يمكن التحكم بمحرك التعشيق DC بنفس الطريقة تماما التي نتحكم بها في محرك DC .

التطبيقات:

  • قاطرة قيادة الروبوتات ( القطعة التي تسمح للروبوت بالتحرك ).
  • ألعاب السيارات اللاسلكية.
  • الأدوات اللاسلكية.

المزايا:

  • تقليص السرعة: تدور العديد من محركات الـ DC بسرعة كبيرة، وهذه التقنية أو المفهوم يساعد كثيرا في التطبيقات التي تتطلب التحكم بالسرعة وتوجيهها.
  • زيادة عزم الدوران: يمكن القيام بالكثير من الأعمال من مجرد محرك صغير في حال تم وصله بسلسلة مسننات مناسبة.

العيوب:

هذا العيب يظهر خصوصا مع قاطرات الروبوتات البلاستيكية رخيصة الثمن والتي تستعمل محركات منخفضة الجهد. فالمقاومة الزائدة عن الحاجة يمكن أن تجعل هذه القاطرات مستعصية على التحكم عند السرعات الضعيفة.

يمكنك زيارة موقع MakerPot للاتطلاع على انواع ال Motors والاردوينو

http://makerpot.com/robotics/motors.html

http://makerpot.com/arduino/boards.html

0


Test User