اجزاء، مکانیزم، سیستم، ماشین

می دانیم که رباتیک یک حوزه بین رشته ای است که از بهم پیوستن علوم مختلف مانند: الکترونیک، کامپیوتر و مکانیک شکل گرفته است بنابراین آشنایی با هر یک از این حوزه ها برای شناسایی دقیق حوزه رباتیک ضروری به نظر می رسد.
یکی از علومی که دانش رباتیک از آن نشات گرفته مهندسی مکانیک است. مهندسی مکانیک به شکل ساده وظیفه طراحی و ساخت اسکلت اصلی ربات را بر عهده دارد... 

 

 می دانیم که رباتیک یک حوزه بین رشته ای است که از بهم پیوستن علوم مختلف مانند: الکترونیک، کامپیوتر و مکانیک شکل گرفته است بنابراین آشنایی با هر یک از این حوزه ها برای شناسایی دقیق حوزه رباتیک ضروری به نظر می رسد.
یکی از علومی که دانش رباتیک از آن نشات گرفته مهندسی مکانیک است. مهندسی مکانیک به شکل ساده وظیفه طراحی و ساخت اسکلت اصلی ربات را بر عهده دارد.

اسکلت ربات شامل بخش هایی است که ایستایی و امکان حرکت را برای ربات فراهم می کند. دیگر اجزاء ربات از قبیل حسگرها، مدارهای تغذیه ای، مدارهای کنترلی و سایر اجزاء بر روی بخش های مکانیکی ربات نصب شده و بخش های مکانیکی ربات متناسب با نیاز، امکانات حرکتی مختلفی را برای انجام وظیفه و یا وظایف مشخص شده ربات فراهم می آورند.

برای آشنایی با بخش های مکانیکی ربات لازم است با برخی از اصطلاحات آشنا شویم. ماشین یکی از ابتدایی ترین مفاهیمی است که برای آشنایی با مکانیک ربات ضرورت دارد. برای درک دقیق از مفهوم ماشین لازم است بدانیم که یک ماشین چیست و از چه بخش هایی تشکیل شده است و دیگر اینکه آن بخش ها چگونه ماشین را شکل می دهند. به همین منظور از آشنایی با ریزترین بخش های شکل دهنده ماشین شروع می کنیم. به ریزترین بخش های شکل دهنده ماشین "اجزاء ماشین" می گویند.

اجزاء ماشین به قطعاتی از ماشین گفته می شود که هر کدام بنا به وظیفه خود دارای شکلی معین و مشخص می باشد. شکل اجزاء در کنار جنس آن می تواند کارکردی را که از آن انتظار می رود تامین نماید. اجزاء مکانیکی به خودی خود کارکردی نداشته و زمانی که در کنار دیگر اجزاء قرار میگیرند می توانند عملکرد خود را نشان دهند. تعداد معینی از اجزاء بسته به نوع کارکرد مورد انتظار باید در کنار هم قرار گیرند تا بتوانند کاری انجام دهند.

از به هم پیوستن تعدادی از اجزای ماشین که نحوه ارتباط آنها با یکدیگر منجر به ایجاد حرکتی معین شود مکانیسم گفته می شود. مکانیسم ها کوچکترین بخش از یک ماشین هستند که مستقلا می توانند کارکردی معنا دار و معین داشته باشند. بدیهی است که مکانیسم ها وابسته به کارکرد و فیزیک بکار گرفته شده می توانند از تعداد اجزاء مختلفی شکل بگیرند. یک مکانیزم می تواند تعداد 2 جزء و یا بیشتر از دو جزء داشته باشد. عملکرد مکانیزم ها ممکن است ملموس نبوده و قابل فهم نباشد. بنابراین حاصل عمل مکانیزم ها مستقیما به کار گرفته نمی شود.مجموعه ای از یک یا چند مکانیزم که با ارتباط با یکدیگر و در کنار هم می توانند کاری معین و عملکردی ویژه را ایجاد نمایند یک سیستم نامیده می شود. سیستم ها عملکردی ملموس، قابل فهم و کاربردی دارند.

ماشین از بهم پیوستن سیستم ها به وجود می آید. ماشین وسیله ای برای تبدیل یا انتقال کار و انرژی است. به عبارت دیگر وقتی سیستم و یا سیستم هایی به صورت منفرد و یا در کنار یکدیگر بتوانند با تبدیل و یا انتقال انرژی عمل مشخصی را که ملموس و مورد نظر است انجام دهد، به ماشین تبدیل شده اند. یعنی وقتی سیستم یا سیستم ها کارکرد نهایی و مقصود را تامین می کنند ماشین شکل گرفته است.


برای روشن شدن تعاریف فوق یک مثال ساده می زنیم. کولر آبی یک ماشین است که حاصل عمل آن خنک کردن هوا است. واضح است که خنک کردن، کارکرد نهایی مورد انتظار از کولر است. حالا به درون کولر می رویم تا به صورت ریزتر بخش های آن را مرور کنیم. اگر بخواهیم بخش های کلی موجود در کولر را معرفی کنیم باید از دو بخش عمده نام ببریم. یکی از این بخش ها بخش تولید کننده باد و دیگری بخش خنک کننده هوای داخل کولر است. یعنی کولر با انجام دو کار اصلی که عبارتند از ایجاد هوای خنک و دمیدن هوا به وظیفه خود عمل می کند.
هر کدام از این دو بخش سیستم های کولر هستند که می توانند به تنهایی کاری مشخص و قابل لمس انجام دهند به عنوان مثال سیستم تولید باد کولر به تنهایی می تواند کار معینی را که همان دمیدن هوا است انجام دهد. اما این عملکرد، عملکرد نهایی این ماشین نیست. سیستم تولید باد در کولر آبی دارای مکانیزم های مختلفی است که به برخی از آنها اشاره می کنیم. یکی از این مکانیزم ها مکانیزم گردش پروانه کولر است که از یک پروانه، یک محور و دو عدد تکیه گاه که محور در درون آنها به گردش در می آید تشکیل شده است.

همان طور که مشخص است این مکانیزم امکان گردش پروانه را برای تولید باد فراهم می کند اما به خودی خود عملکرد ملموسی ندارد. دیگر مکانیزم این سیستم مکانیزم تغییر سرعت است که باعث می شود سرعت گردش موتور الکتریکی کولر کم شود. اجزای این مکانیزم عبارتند از یک فولی کوچک یک فولی بزرگ و یک تسمه.

دانشنامه مرجع مهندسی ایران
SMSM.IR