Εργασία στα πλαίσια του μαθήματος της Τεχνολογίας του 1ου Γυμνασίου Νεου Ψυχικού

1. 1
1o Γυμνάσιο Ν. Ψυχικού
Μάθημα Τεχνολογίας Α΄ Γυμνασίου
↓
ΚΛΗΜΗΣ ΦΟΙΒΟΣ
Σχολ.Έτος 2013-2014

2. 2
 Τι είναι μηχανή ………………………………..2
 Τι είναι ρομπότ ………………………………...6
 Τύποι ρομπότ……………………………………7
 Το πρώτο ρομπότ ……………………………...8
 Ρομποτίκοι βραχίονες..........................................9
 Δομή ρομποτικού βραχίονα .................................11
 Ανακεφαλαίωση τελικών σημείων δράσης...........16
 Ασκήσεις ..............................................................17

3. 3
ΤΙ ΟΝΟΜΑΖΟΥΜΕ ΜΗΧΑΝΗ
Μηχανή είναι μια διάταξη που κατασκευάζεται για να κάνει
μια εργασία.Οι μηχανές αποτελούνται από πολλά μέρη, που
είναι συνδυασμένα να λειτουργούν μαζί και συγχρόνως να
κάνουν κάτι χρήσιμο.Οι παλαιότερες μηχανές είναι βέβαια
πολύ πιο περίπλοκες από τις παλιές Τις μηχανές τις
χωρίζουμε σε δυο μεγάλες κατηγορίες στις απλές και στις
σύνθετες.
Στη καθημερινή μας ζωή χρησιμοποιούμε δεκάδες μηχανές
διαφόρων τύπων όπως:
 Μηχανές μαγειρέματος
 Μηχανές μέτρησης χρόνου
 Μηχανές ψυχαγωγίας

4. 4
 Μηχανές που χρησιμοποιούνται στο διάστημα
 Μηχανές εξειδικευμένες στα εργοστάσια
 Μηχανές αέρος

5. 5
 Μηχανές θαλάσσης
Κάποιες άλλες παράγουν πράγματα που χρειαζόμαστε και
κάποιες άλλες κατασκευάζουν άλλες μηχανές.
Σχεδόν όλες οι μηχανές που έχουν εφευρεθεί
χρησιμοποιούν έναν από τους ακόλουθους πέντε
βασικούς μηχανισμούς:
 Τον μοχλό
 Τον τροχό
 Την τροχαλία
 Την σφήνα
 Τον κοχλία(συνδετικό στοιχείο μιας μηχανής)
Χωρίς τις μηχανές η ζωή μας θα ήταν αφάνταστα
διαφορετική

6. 6
Ρομπότ είναι ένας επαναπρογραμματιζόμενος
πολυλειτουργικός χειριστής σχεδιασμένος να μετακινεί
υλικά αντικείμενα εργαλεία ή ειδικές συσκευές μέσω
μεταβλητών προγραμματιζόμενων κινήσεων για την
εκτέλεση ποικίλων καθηκόντων.
Για να μπορεί να θεωρηθεί ένα μηχάνημα ρομπότ θα πρέπει να έχει
την ικανότητα να λειτουργεί αυτόματα και αυτόνομα. Αυτό σημαίνει
ότι πρέπει να υπάρχει ενσωματωμένη ευφυΐα ή προγραμματιζόμενη
μνήμη ή απλά μια διάταξη ρυθμιζόμενων μηχανισμών που ελέγχουν
τους χειρισμούς
Μεταφορά στρατιωτικών Κατασκευή αυτοκινήτων
βαριών αντικειμένων
Με τις ηλεκτρονικές αισθήσεις που διαθέτουν μπορούν να
βλέπουν ή και να υπολογίζουν την απόσταση τους από ένα
αντικείμενο, να αντιλαμβάνονται ήχους και να τους
επεξεργάζονται.

7. 7
Τύποι ρομπότ
Ταξινόμηση ανάλογα με τον τύπο κίνησης
Τα ρομπότ ανάλογα με τον τύπο κίνησης ταξινομούνται στις
παρακάτω κατηγορίες:
Ρομπότ σημείου προς σημείο
Ρομπότ συνεχούς δρόμου
Προγραμματισμός τροχιάς
Ελεγχόμενης τροχιάς

8. 8
ΛΙΓΑ ΛΟΓΙΑ ΓΙΑ ΤΟ ΠΡΩΤΟ ΡΟΜΠΟΤ
Σύμφωνα με την ελληνική μυθολογία, ο Τάλως ήταν ένας ημίθεος με
μεγάλη ευκινησία, πολύ γρήγορος, όμορφος και δυνατός. Ήταν
κατασκευασμένος κατ’ εντολή του βασιλιά της Κρήτης Μίνωα από
τον ¨Ήφαιστο.
Αποστολή του ήταν να προστατεύει τον πλούτο της Κρήτης από τους
επίδοξους εχθρούς της και να μεταφέρει μηνύματα. Είχε όμως ένα
αδύνατο σημείο στο σώμα του: στο άκρο της μοναδικής του φλέβας, η
οποία ξεκινούσε από τον αυχένα του και κατέληγε στη φτέρνα του,
ήταν σφηνωμένο.
Το τέλος του Τάλου επήλθε από τη Μήδεια επειδή δεν
ανταποκρίθηκε στον έρωτά της, του τράβηξε το καρφί και το θεϊκό
αίμα χύθηκε.

9. 9
Οι ρομποτικοί βραχίονες είναι ο τύπος των ρομπότ με
τον οποίο θα ασχοληθούμε.
Παρακάτω αναλύονται κάποιοι βασικοί όροι της
ρομποτικής οι οποίοι είναι βασικοί για
την καλύτερη κατανόηση του ρομποτικού βραχίονα που
μελετάται, καθώς και των χαρακτηριστικών του.

10. 10
Ένα σύγχρονο ρομπότ περιλαμβάνει τουλάχιστον τρία
βασικά δομικά μέρη:
 Τον χειριστή(βραχίονα, χέρι) που είναι το κινούμενο
μηχανικό τμήμα
 Τα στοιχεία δράσης(κινητήρες κλπ.)
που ενεργοποιούν τις αρθρώσεις του χεριού
 Τον υπολογιστή ή κεντρικό ελεγκτή που αποθηκεύει
και εκτελεί τα προγράμματα εργασίας και ελέγχει
τις κινήσεις του.

11. Ο (μηχανικός) βραχίονας του ρομπότ περιέχει το κυρίως
σώμα και τον καρπό που έχει στο τέλος του το
εργαλείο(τελικό στοιχείο δράσης).
11
Κεφαλή συγκόλλησης
Το εργαλείο μπορεί να είναι μια κεφαλή συγκόλλησης,
ένα πιστόλι χρωματίσματος, ένα μηχανικό εργαλείο ή
ένας πιαστήρας(αρπάγη) που ανοιγοκλείνει κατάλληλα,
ανάλογα με την εφαρμογή στην οποία πρόκειται να
χρησιμοποιηθεί το ρομπότ.
Επειδή όλα τα εργαλεία στερεώνονται
στο τέλος των ρομπότ γι' αυτό λέγονται και" τελικά

12. 12
στοιχεία δράσης".
Το κυρίως σώμα του ρομποτικού βραχίονα αποτελείται
από τη βάση, τις αρθρώσεις και τους συνδέσμους.
Η βάση είναι στερεωμένη στο περιβάλλον εργασίας του
ρομπότ και συνδέεται με ζεύγη αρθρώσεων και
συνδέσμων τα οποία αποτελούν στην ουσία μια αλυσίδα
αρθρώσεων-συνδέσμων. Στο τέλος της
αλυσίδας αυτής βρίσκεται το εργαλείο τελικής δράσης.
 Οι σύνδεσμοι είναι σώματα, τα οποία
αποτελούν το σκελετό του ρομπότ.
 Οι αρθρώσεις είναι μηχανισμοί που επιτρέπουν τη
σχετική κίνηση μεταξύ των συνδέσμων.
Το εργαλείο τελικής δράσης είναι το εργαλείο με το οποίο
το ρομπότ εκτελεί εργασίες.
Ανάλογα με την εργασία που θα εκτελέσει ο ρομποτικός
βραχίονας, προσαρμόζονται σε αυτόν διάφορα εργαλεία
τελικής δράσης.
Το πιο σύνηθες εργαλείο τελικής δράσης είναι η αρπάγη .

13. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι συχνά το εργαλείο
τελικής δράσης είναι κολλημένο σε μεταλλική βάση που
απολήγει συνήθως σε κοχλία, ο οποίος προσαρμόζεται
στην τελευταία άρθρωση του ρομποτικού βραχίονα.
13
Σημείωση: Ο κοχλίας είναι ο σύνδεσμος- βίδα με
σπειροειδή μορφή
Το εργαλείο τελικής δράσης μαζί με τη βάση στήριξής
του σχηματίζουν ενιαίο σώμα που αποτελεί τον
τελευταίο σύνδεσμο του ρομποτικού βραχίονα.
Σε πολλές εφαρμογές υπάρχει ένα σημείο του εργαλείου
τελικής δράσης, όπως για παράδειγμα, η μύτη σε ένα
κατσαβίδι ή το σημείο ένωσης των δακτύλων μιας
αρπάγης, η θέση του οποίου είναι σημαντική για την
αποτελεσματική εκτέλεση της εργασίας του ρομποτικού
βραχίονα.

14. Κατσαβίδια ίδιου μήκους
14
Το σημείο αυτό ονομάζεται κύριο σημείο του
εργαλείου τελικής δράσης
Ρομποτικός βραχίονας
Αρθρώσεις
x3
Βάση
(θεωρείται
σύνδεσμος
0)
Σύνδεσμοι
(κοχλίας)
x2
Εργαλείο
Τελικής
Δράσης
Κύριο
Σημείο
Εργαλείου
Τελικής
Δράσης

15. 15
Κινήσεις καρπού και τελικού στοιχείου δράσης
Το τελικό στοιχείο δράσης
(εργαλείο) συνδέεται με το
κυρίως σώμα, δηλαδή με τον
βραχίονα του ρομπότ μέσω
του καρπού.
Για να φθάσει ένα ρομπότ σε ένα συγκεκριμένο σημείο
του χώρου, με οποιοδήποτε επιθυμητό προσανατολισμό
χρειάζονται έξι βαθμοί ελευθερίας(τρεις για τον βραχίονα
και τρεις στροφικές για τον καρπό).
Στις δυο παρακάτω εικόνες, απεικονίζονται οι κινήσεις
που μπορεί να εκτελέσει ένας βραχίονας μέσα στον χώρο
και επίσης ξεχωριστά οι κινήσεις μιας αρπάγης στο
χώρο.

16. 16
ΑΚΕΦΑΛΑΙΩΣΗ ΤΕΛΙΚΩΝ ΣΗΜΕΙΩΝ
ΔΡΑΣΗΣ
Γενικά τα τελικά στοιχεία δράσης διακρίνονται σε δύο
κατηγορίες:
αρπάγες(πένσες)
εργαλεία για εφαρμογές διεργασιών(πιστόλια
συγκόλλησης, πιστόλια χρωματισμού και τρυπάνια
Οι αρπάγες(δαγκάνες)
χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές χειρισμού υλικών,
φορτώματος μηχανών και συναρμολόγησης.
Οι αρπάγες ηλεκτρομαγνητικής μορφής δεν
χρησιμοποιούνται πολύ, γιατί στις
εφαρμογές συναρμολόγησης ή χειρισμού υλικών μπορεί
να σηκώσουν και άχρηστα
ρινίσματα( τα λεπτότατα ψήγματα που πέφτουν κατά το
λιμάρισμα ενός μεταλλικού σώματος π.χ. σιδήρου.)
Στην παρακάτω εικόνα
βλέπουμε μια χαρακτηριστική μετάδοση κίνησης του
καρπού και της αρπάγης

17. 17
ΑΣΚΗΣΕΙΣ
Άσκηση 1
Τι ονομάζουμε μηχανή;
Άσκηση 2
Σε πόσες κατηγορίες χωρίζουμε τις μηχανές;
Άσκηση 3
Να χαρακτηρίσετε τις παρακάτω προτάσεις Σωστές (Σ) ή
Λάθος (Λ)
 Ο Τάλως κατασκευάστηκε από τον Ήφαιστο Σ/Λ
 Ο Τάλως σκοτώθηκε επείδη τον τρύπησε ένα βέλος Σ/Λ
 Οι μηχανές λειτουργούν μόνο με ηλεκτρικό ρεύμα Σ/Λ

18.  Για να μπορεί να θεωρηθεί ένα μηχάνημα ρομπότ θα
πρέπει να έχει την ικανότητα να λειτουργεί αυτόματα
και αυτόνομα Σ/Λ
18
 Ο ρομποτικός βραχίονας έχει 9 αρθρώσεις
Ερώτηση
ΠΟΙΟ ΕΙΝΑΙ ΤΟ ΒΑΣΙΚΟ ΚΟΜΜΑΤΙ ΤΟΥ ΡΟΜΠΟΤΙΚΟΥ
ΒΡΑΧΙΟΝΑ
Ευχαριστώ για την προσοχή σας

19. 19
Βιβλιογραφία: Ανώτατο Τεχνολογικό Ίδρυμα Κοζάνης
Τάλως.gr