หุ่นยนต์เบื้องต้น ตอน 2

2 พื้นฐานของหุ่นยนต์

       หุ่นยนต์ในปัจจุบันมีหลายประเภท แต่ที่ไม่แตกต่างของหุ่นก็คือมีการเคลื่อนไหวทางกายภาพของโครงสร้างหุ่นยนต์ บางชนิดเคลื่อนที่ได้ด้วยล้อ บางชนิดใช้กลไกของขาในการเคลื่อนที่ บางชนิดก็สามารถบินได้ วัสดุที่ใช้ทำหุ่นยนต์อาจเป็นโลหะ หรือพลาสติกก็ได้ และระหว่างชิ้นส่วนแต่ละชิ้นที่ทำงานนั้นจะมีข้อต่อ (Joint) เพื่อมาเป็นจุดหมุนในการทำงาน

      ในการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์ และการหมุนข้อต่อนั้น จะใช้อุปกรณ์ที่เป็นต้นกำลังที่เรียกว่า แอคติวเตอร์ หรืออุปกรณ์ทำงาน (Actuators) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ขับเคลื่อนชิ้นส่วนหุ่นยนต์ อุปกรณ์แอคติวเตอร์มีหลายประเภท ได้แก่อุปกรณ์ทางไฟฟ้า อุปกรณ์ทางระบบไฮดรอลิกส์ (Hydraulics) (ใช้ความดันของของเหลว) และอุปกรณ์ของระบบนิวแมติกส์ (Pneumatics) (ใช้ความดันลม หรือก๊าซ) ในหุ่นยนต์หนึ่งตัวก็อาจจะใช้อุปกรณ์แอคติวเตอร์หลายแบบ

     
รูปตัวอย่างอุปกรณ์แอคติวเตอร์ที่ใช้ในหุ่นยนต์

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

หุ่นยนต์ต้องการแหล่งจ่ายพลังงานเพื่อที่จะใช้ขับอุปกรณ์แอคติวเตอร์ แหล่งจ่ายพลังงานที่สำคัญได้แก่ ไฟฟ้า และจากเครื่องยนต์

Ø ในระบบที่ใช้ไฟฟ้า จะมีกระแสไฟฟ้า และแบตเตอร์รี่คอยป้อนกำลังงานเพื่อใช้ขับเคลื่อนมอเตอร์ (Motor) และโซลินอยด์ (Solenoid) ที่เป็นอุปกรณ์ทางไฟฟ้า

รูปมอเตอร์ และโซลินอยด์ที่ใช้ในหุ่นยนต์

วิดีโอตัวอย่างแขนกลที่ใช้มอเตอร์ และโซลินอยด์ขับเคลื่อน

Ø ในอุปกรณ์ที่เป็นไฮดรอลิกส์ จะมีปั๊มเครื่องอัดของเหลวที่เป็นน้ำมันไฮดรอลิกส์ ปั๊มจะสร้างกำลังงานให้แก่กระบอกสูบกับมอเตอร์ไฮดรอลิกส์เมื่อเป็นอุปกรณ์ไฮดรอลิกส์

รูปหุ่นยนต์ที่ใช้อุปกรณ์ไฮดรอลิกส์

วิดีโอแสดงการทำงานของหุ่นยนต์ที่ใช้ระบบไฮดรอลิกส์ที่เรียกว่า แมนทิส (Mantis)

Ø ในอุปกรณ์ที่เป็นนิวแมติกส์ จะใช้ปั๊มลม เพื่อสร้างกำลังงานให้แก่กระบอกสูบกับมอเตอร์ลม

รูปมือหุ่นยนต์ที่ใช้อุปกรณ์นิวแมติกส์

วิดีโอตัวอย่างหุ่นยนต์เลโก้ที่ใช้ลมอัด นิวแมติกส์เป็นตัวขับเคลื่อน

      กระแสไฟฟ้าใช้เป็นแหล่งกำเนิดพลังงานในอุปกรณ์แอคติวเตอร์ในทางไฟฟ้า โดยจะใช้มอเตอร์ไฟฟ้า และโซลินอยด์ เป็นอุปกรณ์ขับหลัก และยังสามารถใช้กระแสไฟฟ้าไปช่วยเปิด / ปิดโซลินอยด์วาล์วของระบบไฮดรอลิกส์ และนิวแมติกส์ได้อีกด้วย นอกเหนือจากนี้อาจรวมไปถึงนำไปขับมอเตอร์ในปั๊มทั้งไฮดรอลิกส์ และนิวแมติกส์

     

      คอมพิวเตอร์จะเป็นตัวสั่งการ และควบคุมให้หุ่นยนต์เคลื่อนไหวตามโปรแกรมที่ได้วางเอาไว้ โปรแกรมก็จะสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามความต้องการของผู้ใช้งาน หุ่นยนต์ทุกประเภทจะมีระบบเซ็นเซอร์ไว้คอยตรวจจับการทำงาน เซ็นเซอร์นั้นก็มีหลายชนิดเช่น มีความสามารถได้ยิน, ดมกลิ่น, ลิ้มรส

      นอกจากนี้แล้วการควบคุมหุ่นยนต์สามารถควบคุมได้จากระยะไกลโดยการใช้คลื่นสัญญาณทางวิทยุ ในการเคลื่อนที่หุ่นยนต์จะมีกล้องเพื่อเป็นดวงตาให้กับผู้ควบคุมสามารถมองเห็นการเคลื่อนที่ และการทำงานได้ กรณีเป็นหุ่นยนต์อัตโนมัติก็จะเป็นการคำนวณเพื่อสั่งการให้คอมพิวเตอร์ภายในตัวหุ่นให้ทำงานต่อไปอย่างไร

      มีหุ่นยนต์บางชนิดมีการยึดประกอบให้ติดกันด้วยการใช้นัต และสลักเกลียว หรือการเชื่อมประกอบ หุ่นยนต์จะสามารถทำงานได้ซ้ำ ๆ กันอย่างต่อเนื่อง ในบทความต่อไปเราจะกล่าวถึงหุ่นยนต์ที่เป็นแขนกลอุตสาหกรรม

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

“ใครจะนินทาว่าร้ายเรา ก็เป็นเรื่องของเขา
แต่การให้อภัยเป็นเรื่องของเรา”