کمیکار - جلسه پنجم

هدف:

انتخاب موتورانتخاب گیربکس

وسایل مورد نیاز:

موتور 6 ولتی، 2 عدد چرخ دنده فلزی، 2 عدد بوش

انتخاب موتور

بعد از ایجاد شاسی به صورتی که در قسمت قبل آموزش داده شد، باید موتور بر روی شاسی نصب گردد. انتخاب موتور بسیار مهم و حایز اهمیت است زیرا توان و سرعت کمیکار و هم چنین نوع گیربکس که قدرت کمیکار را تعیین می کند بسته به این مرحله است. نوع گیربکس نیز از دیگر نکاتی است که باید در طراحی و تهیه آن دقت گردد. از نکاتی که می توان در خرید و تهیه موتور به آن اشاره کرد به قرار زیر است:

ولتاژ: از مهم ترین خصیصه های یک موتور ولتاژ مورد نیاز آن برای کار افتادن است. نکته ای که باید بسیار به آن دقت کرد آن است که بدلیل اینکه باطری های دست ساز توان ایجاد ولتاژ بالا را ندارند لذا باید از موتور هایی با ولتاژ مناسب استفاده کرد. ولتاژ مناسب برای کمیکار بسته به تعداد پیل های باطری دست ساز است و اینکه هر پیل چه ولتاژی تامین می کند. برای مثال اگر ولتاژی که پیل توان ایجاد آن را دارد برابر با 1 ولت باشد و شما 8 پیل در اختیار داشته باشید، باطری شما 8 ولت ایجاد می کند. اگر شما از موتور 24 ولتی استفاده کنید، مسلما باطری توان به کار اندازی آن را نخواهد داشت. هم چنین خلاف این نکته نیز صادق است. این جمله بدین معنی است که اگر از موتور با ولتاژ کم اما باطری قوی استفاده کنید، موتور از کار خواهد افتاد.

آمپراژ: موتوری مناسب کمیکار است که تحت شرایط سنگین(تحت بار) نیز آمپراژ کمتری بخواهد. آمپراژ هر موتور طی بار تعیین می شود. این جمله به این معنی است که وقتی موتور را به یک منبع تغذیه وصل کردید، شفت آن را محکم بگیرید بگونه ای که اجازه حرکت به آن بدهید اما در دست شما محکم گرفته شده باشد. در این صورت بیشینه آمپراژ مورد نیاز موتور قابل مشاهد است. اگر این مقدار زیاد باشد، باطری دست ساز در تامین آن ناتوان است. عموما برای جبران افزایش آمپراژ از موتور گیربکس دار استفاده می شود. به این معنی که علاوه بر موتور الکتریکی، یک گیربکس نیز به آن وصل است.

دور بر دقیقه:

این مشخصه بر روی موتور عموما با حروف RPM بر روی موتور قرار می گیرد که نشان دهنده تعداد دورهایی است که محور موتور در هر دقیقه می زند. اگر این مقدار زیاد باشد، ماشین با سرعت بالا و اگر کم باشد، ماشین با سرعت پایین حرکت می کند.

سوالی که باقی می ماند این است که سرعت زیاد برای کمیکار مناسب است یا سرعت کم؟
این سوال را در 2 بخش باید پاسخ داد.

اول اینکه آیا سرعت بالا خوب است؟ این سوال را با یک مثال پاسخ می دهیم. همین طور که ذکر گردیده بود در قبل، کمیکار باید به وسیله یک ترمز شیمیایی متوقف گردد و وقتی کمیکار شروع به حرکت کرد، دیگر حق دست زدن به کمیکار برای اعضا وجود ندارد.

اگر 2 کمیکار داشته باشیم که یکی با سرعت 20 سانتی متر بر ثانیه و یکی با سرعت 200 سانتی متر بر ثانیه حرکت کند، و محاسبات ما 1 ثانیه خطا داشته باشد، آن گاه ماشین اول 20 سانتی متر از خط پایان و ماشین دوم 200 متر از خط پایان فاصله خواهد داشت که این موضوع نشان می دهد که سرعت زیاد چندان مطلوب نیست.

نکته دوم این است که چقدر می توان سرعت کمیکار را کاهش داد؟ این سوال با توجه به قوانین تعیین می گردد. عموما قوانین مسابقات سرعت کمتر از 17 سانتی متر بر ثانیه ر اجازه نمی دهد. پس حد مطلوب کمیکار کمی بالاتر از 17 سانتی متر بر ثانیه است، سرعتی در حدود 20 -40 سانتی متر بر ثانیه را می توان نام برد.
موتور مورد استفاده در کمیکار آموزشی، یک موتور گیربکس دار 6 ولتی است که تعداد دور بر دقیقه آن 200 دور است. شفت خروجی آن 4 میلی متر است. این موتور یک گیربکس دوقلوی غیر خطی دارد که بسیار کارآمدش کرده است. در تصویر زیر موتور را مشاهد می نمایید.

تصویر موتور

انتخاب گیربکس

نکات گیربکس را می توان در 4 بخش دسته بندی کرد:

1- گیربکس را برای کاهش فشار بر موتور بر روی کمیکار قرار می دهیم. علاوه بر گیربکسی که خود موتو ر دارد، این گیربکس برای کاهش سرعت و هم چنین فشار بر موتور به آن افزوده می شود. برای کاهش سرعت باید گیربکس را کاهشی بست بدین معنا که باید تعداد دور موتور را کاهش داد. برای این منظور می بایست چرخ دنده ای که به موتور متصل است ریز تر از چرخ دنده ای باشد که به شفت وصل می گردد، باشد.

2- روش های متعددی برای انتقال قدرت موتور به چرخ ها وجود دارد. روش گیربکس به دلیل قابل تنظیم بودن آن، یکی از بهترین روش ها می باشد. برای این منظور لازم است شما از چرخ دنده با تعداد دنده متفاوت استفاده نمایید. توجه داشته باشید که از چرخ دنده با دندانه بسیار ریز استفاده نکنید زیرا قفل شدن چرخ دنده به سهولت انجام می شود.

3- روغن کاری گیربکس موجب روان کار کردن می شود. حتما توسط روغن مناسب مانند گیریس انجام پذیرد.

4- با توجه به اینکه عموما قطر داخلی چرخ دنده ها با قطر شفتی که به عنوان محور استفاده می گردد یا شفت محور، یکسان نیست، از بوش با قطر داخلی و خارجی متناسب با شفت و چرخ دنده استفاده می کنیم.

برای کمیکار آموزشی از گیربکس فلزی با 2 چرخ دنده متفاوت استفاده گردیده است. برای چرخ دنده ای که به موتور متصل است، از 14 دنده و برای چرخ دنده متصل به محور از چرخ دنده 35 دنده استفاده گردیده است. به عبارتی سرعت گردش موتور از 200 دور بر دقیقه به 80 دور بر دقیقه کاهش یافته است. این 2 چرخ دنده در شکل زیر قابل مشاهده است.

گیربکس فلزی

اتصال گیربکس
برای اتصال چرخ دنده ها به بوش از پیچ و هم چنین چسب مایع استفاده می گردد تا کاملا ثابت و محکم باشند. سپس چرخ دنده بزرگ را به همراه بوش بر روی محور نصب کرده و بوش های دو طرف فیکسچر را محکم کرده و چرخ ها را نصب می کنیم. حتما باید فاصله چرخ ها از دو طرف یکسان باشد. بعد از نصب چرخ ها، موتور را بر قسمت بالای بدنه با چسب به گونه می چسبانیم که یک اتصال مناسب بین دو چرخ دنده بوجود بیاید. بعد از دست یابی به این نتیجه، پیچ بوش های چرخ دنده ها را محکم کرده و بعد از آن سطح چرخ دنده ها را روغن (گیریس) می زنیم. در تصاویر زیر نحوه اتصال مطلوب چرخ دنده ها و هم چنین نحوه گیریس زدن آنها قابل مشاهده است.

نحوه قرار گیری چرخ دنده بر روی محور

نحوه قرارگیری الف) چرخ دنده و چرخ ها ب) نحوه قرار گیری موتور نحوه روغن کاری پ) از پایین ت) از بالا

تکلیف1: چندین کاربرد از گیربکس (جعبه دنده) در ابزار نزدیک خود نام ببرید؟
تکلیف2: موتور الکتریکی به چه صورتی کار می کنند؟ اگر یک موتور الکتریکی بسوزد، چه اتفاقی در درون آن رخ داده است؟
محل بازدید/اردو/ خرید: برای خرید موتور الکتریکی به یکی از مراکز فروش لوازم رباتیک در شهر خود مراجعه نمایید؟ برای خرید چرخ دنده به یک فروشگاه فروش قطعات مکانیکی مراجعه کرده و چرخ دنده مطلوب خود را انتخاب و تهیه نمایید.