Roboti pneumatici pentru hobby

Un sistem pneumatic foloseste aer comprimat pentru a indeplini o anumita sarcina. Cu siguranta ati experimentat un astfel de sistem la un dentist sau daca v-ati plimbat cu autobuzul prin oras. Usile autobuzului se inchid si deschid cu un astfel de sistem.

In robotica, sistemele pneumatice se folosesc pentru a inlocui servo motoare si motoare electrice. Indiferent care dintre cele doua tipuri de sisteme pneumatice este folosit, rezultatul este acelasi. Un motor pneumatic actioneaza pentru a misca o anumita incarcare.

Un astfel de sistem este simplu. Daca ati umflat roata la bicicleta, tocmai ati utilizat un astfel de piston pneumatic. In interior este un piston cilindru care se misca in sus si in jos pentru a crea presiune.

Chiar daca un sistem pneumatic este simplu, gasim destul de rar cate un proiect de hobby care sa foloseasca pistoane pneumatice pentru a actiona brate, picioare sau alte componente ale robotului.

Cele mai multe proiecte care folosesc sisteme pneumatice sunt in domeniul filmului. Disney foloseste aer comprimat pentru a pune in miscare diverse personaje. Servo motoarele sau motoarele electrice nu sunt cele mai bune componente hardware pentru a construi un robot cu miscari realistice si fluide.

Avantaje

  • simplitate. Orice componenta a unui sistem pneumatic poate fi schimbata simplu si eficient in comparatie cu motoare electrice sau hidraulice.
  • precizie si repetabilitate buna. Precizia unui sistem pneumatic este de aproximativ 2 mm cu o repetabilitate de 0.02mm.
  • chiar daca nu se aplica la proiectele de hobby, un motor pneumatic poate fi folosit la temperaturi extreme. Temperaturile cu minus pot atinge -40 grade Celsius, in timp ce temperaturile cu plus pot atinge 120 grade Celsius.
  • un motor pneumatic este usor de inlocuit in cazul unei defectiuni.
  • simplu si curat. Folosind aer ca si material principal pentru producerea de miscare, un astfel de sistem este mult mai simplu si curat in comparatie cu un sistem hidraulic.

Dezavantaje

  • pasionatii de roboti care folosesc sisteme hidraulice pentru a actiona diverse componente, nu au la dispozitie o varietate insemnata a componentelor hardware. Mai mult, este destul de greu de procurat aceste componente, cel putin in Europa.
  • daca un astfel de sistem are pierderi de aer, eficienta scade foarte mult.
  • compresorul care pompeaza aer trebuie sa mearga aproape incontinuu chiar daca nu exista miscare.
  • zgomot si vibratii. Compresorul produce mult zgomot si vibratii in comparatie cu un sistem electric sau hidraulic.
  • eficienta. Pentru o eficienta ridicata, sistemul pneumatic trebuie sa corespunda unui job specific. Cu alte cuvinte, acelasi piston pneumatic poate fi folosit la un alt proiect de robotica doar daca permite ajustarile necesare.
  • spatiu. Spatiul este o problema in majoritatea proiectelor de robotica. Un astfel de sistem ocupa destul de mult spatiu.
Robot pneumatic (<a href="https://www.youtube.com/watch?v=NvXpKpCuFP8" target="_blank">sursa</a>)

Robot pneumatic (sursa)

Un exemplu de sistem pneumatic al unui robot construit acasa

Daca folositi curent electric pentru a misca un brat robotic, aveti nevoie de servo motoare, controler de servo motoare si un microcontroler pentru a controla controlerul de servo motoare. Sistemul este simplu si este des intalnit in proiectele DIY facute acasa.

Pentru un sistem pneumatic, lista componentelor este lunga si costisitoare. Sa vedem despre ce este vorba:

  • Compresor: acest dispozitiv care produce zgomot si vibratii este de baza pentru orice proiect pneumatic. Avand in vedere efectele produse, este necesar ca montarea lui sa fie la distanta fata de senzori sau camere video. Un compresor folosit de hobbisti ar fi acesta.
  • Valva pentru presiune: aceasta este un sistem de siguranta pentru cazurile cand presiunea din sistem creste foarte mult.
  • Conectori: pentru a atasa componentele intre ele, aveti nevoie de conectori.
  • Comutator de presiune: acesta este un senzor care trimite semnal catre compresor pentru a se opri cand este atinsa o anumita presiune.
  • Rezervor de aer: aici este tinut aerul sub presiune. Daca aveti un sistem care consuma multe resurse, probabil ca aveti nevoie de mai multe astfel de rezervoare.
  • Regulatoare: acestea regleaza presiunea la componentele sistemului. Daca este necesara aplicarea unor presiuni diferite la anumite componente, aveti nevoie de mai multe regulatoare.
  • Indicator de presiune: acesta indica presiunea din sistem.
  • Valve automate: aceastea au un rol asemanator tranzistorilor intr-un sistem electric. Acestea au capacitatea de a schimba sensul de curgere al aerului si pot fi controlate pentru ambele directii.
  • Valve manuale: acestea sunt controlate manual si sunt in general folosite pentru siguranta utilizatorilor.
  • Piese de lagatura: acestea sunt piese care conecteaza toate componentele sistemului. Se gasesc in diferite dimensiuni si forme.
  • Furtune de aer: intr-un sistem de curent electric avem fire de curent pentru a transporta curentul de la sursa la consumator. Intr-un sistem pneumatic avem nevoie de furtune de aer.
  • Cilindrul pneumatic: acesta este echivalentul motorului electric si foloseste presiune pentru a produce miscarea pistonului pentru a indeplini o anumita sarcina.

Lista unui sistem pneumatic este lunga, mult mai lunga in comparatie cu a unui sistem electric. Din punct de vedere al costurilor, avantajul este net al unui sistem electric. Din punct de vedere eficienta, sistemul pneumatic are un avantaj in comparatie cu un sistem electric.

Ce tipuri de element de actionare intentionezi sa folosesti in proiectele tale? Electric sau pneumatic?

Leave a Reply

Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *.