چگونه ممكن است ربات بتواند در دو راستاي عمود بر هم حركت كند بدون اينكه به دور خود 90 درجه بچرخد؟
به نام خدا
با عرض سلام خدمت دوستان عزيزم
در ابتدا عرض پوزش فراوان دارم به خاطر تاخير در ارايه‌ي مطلب و هم‌چنين پاسخ‌گويي به سوالات و نظرات دوستان عزيز. مشكل موجود برطرف شده و انشاالله طبق روال قبلي هر هفته يك مطلب بر روي سايت قرار خواهد گرفت و زمان ارايه‌ي هر مطلب هم در جلسه‌ي قبلي آن ذكر خواهد شد.
در اين جلسه كمي از دنياي الكترونيك و كامپيوتر فاصله مي‌گيريم و به بررسي يك سيستم مكانيكي خاص براي حركت ربات در زمين مسابقه مي‌پردازيم.
ما تا كنون با 2 سيستم براي حركت ربات آشنا شده‌ايم: يكي سيستمي كه براي خودروهاي شهري استفاده ميشود و براي پيچيدن خودرو به هر سمت، چرخ‌هاي جلو به همان سمت متمايل مي‌شوند. دوم سيستم حركت ديفرانسيلي كه براي حركت تانك يا و خودروهاي سنگين راه‌سازي استفاده ميشود كه توضيح كامل آن هم در جلسه‌ي 18 داده شده است.
وجه اشتراك اين دو سيستم اين است كه در هر دو، وسيله‌ي مورد نظر (خودرو يا ربات)، فقط در يك راستا مي‌تواند جلو عقب برود و اگر بخواهد به سمت ديگري به جز جلو يا عقب برود، بايد به دور خود بچرخد. براي مثال در شكل زير اگر بخواهد از نقطه‌ي
A به نقطه‌ي B برود، ابتدا بايد 90 درجه به راست بچرخد، سپس به سمت جلو حركت كند تا به نقطه‌ي B برسد.
اين جلسه با سيستم حركتي جديدي آشنا مي‌شويم كه به ربات ما اين قابليت را مي‌دهد كه ربات بتواند در دو راستاي عمود برهم بدون چرخش حركت كند. يعني همان‌گونه كه به راحتي مي‌تواند به جلو يا عقب حركت كند، بتواند هركجا كه لازم بود بدون اين كه به سمتي بچرخد، مستقيماً به چپ يا راست حركت كند. يعني در شكل بالا براي رسيدن به نقطه‌ي
B، ديگر نيازي نيست ربات به سمت راست بچرخد و بعد حركت كند، بلكه مي‌تواند مستقيماً به سمت راست حركت كند و به B برسد.
اما چگونه ممكن است ربات بتواند در دو راستاي عمود بر هم حركت كند بدون اينكه به دور خود 90 درجه بچرخد؟
ابتدا با نوعي چرخ خاص آشنا مي‌شويم كه مهمترين عنصر براي طراحي اين سيستم حركتي جديد است:
اين چرخ‌ها اُمني ويل (
Omni Wheel) نام دارند. شكل بالا يك اُمني ويل است كه به يك موتور گيربكس-دار متصل شده است. همان‌طور كه مي‌بينيد تعداد زيادي چرخ كوچك بر روي يك چرخ بزرگ‌تر در راستاي عمود بر هم تعبيه شده‌اند.
چند مدل ديگر از اين چرخ‌ها در زير نشان داده شده است:
اما چگونه از اين چرخ عجيب براي طراحي خود استفاده مي‌كنيم؟
رايج‌ترين نحوه‌ي چينش و استفاده از اين نوع چرخ، براي طراحي يك سيستم حركتي چند جهته (منظور سيستم حركتي است كه ربات به‌وسيله‌ي آن مي‌تواند در 2 راستاي عمود بر هم به‌راحتي بدون چرخش حركت كند)، در شكل زير نشان داده شده است: (عكس از زير ربات است)
همان‌طور كه مي‌بينيد چهار عدد اُمني ويل دو به دو روبروي يكديگر تعبيه شده‌اند.
به‌عنوان مثال اگر موتورهاي شماره‌ي 1 و 3 هم‌زمان در جهتي كه در شكل مشخص شده است بچرخند و موتورهاي 2 و 4 خاموش باشند، چرخ‌هاي كوچك روي اُمني ويل‌هاي شماره‌ي 2 و 4 به روي زمين چرخانده مي‌شوند و ربات به سمت راست به‌راحتي حركت مي‌كند.
برعكس اين نيز ممكن است. يعني موتورهاي 2 و 4 در يك جهت يك‌سان بچرخند و موتورهاي 1 و 3 خاموش باشند. در اين‌صورت چرخ‌هاي كوچك روي اُمني ويل‌هاي 1 و 3 روي زمين چرخانده مي‌شوند و ربات در راستايي عمود بر حالت بالا حركت مي‌كند.
بيشترين كاربرد سيستم‌هاي حركتي چندجهته در رباتيك، در ساخت انواع ربات‌هاي فوتباليست و مين‌ياب است. اين سيستم را نمي‌توان در ساخت تمام ربات‌ها به‌كار برد، مثلاً در ساخت ربات مسير‌ياب تقريباً به هيچ شكل نمي‌توان از اين سيستم استفاده كرد.
اما راه‌اندازي و استفاده از اين سيستم بر روي ربات، كمي پيچيده‌تر از سيستم‌هاي حركتي قبلي است. در جلسه‌ي آينده چند نكته‌ي اساسي براي استفاده از اين سيستم مطرح ميشود كه اگر اين به اين نكات توجه نشود، درعمل ربات نمي‌تواند عمل‌كرد مطلوب و قابل قبولي را داشته باشد.
منتظر سوالات و نظرات دوستان عزيزم هستم.
پيروز باشيد
فراز اميرغياثوند، دوست شما