اشترك بالحزمة الذهبية واحصل على وصول غير محدود شمرا أكاديميا
تسجيل مستخدم جديدتصميم جديد لعضلة صناعية كبديل للمحركات الهوائية و الكهربائية يمكن استخدامها في الاطراف الصناعية
990 A new design for industrial muscle as an alternative to pneumatic and electric motors can be used in artificial and robot
1073
0 58
0
(
0
)
تمت اﻹضافة من قبل
Shamra Editor
اسأل ChatGPT حول البحث
تم الاستفادة من هذه العضلة في تصميم ذراع روبوت يعمل بشكل مشابه لعضلة العضد و الساعد عند الإنسان, تستطيع جذب اجسام كبيرة بوزن يصل غلى 500 نيوتن, ما يكافئ لاعب كمال أجسام محترف يرفع بيده هذا الوزن.
This muscle has been used to design a robot arm similar to that of the humerus and forearm, which can attract large objects with a weight of up to 500 N, which is equivalent to a professional bodybuilder raising his weight.
مراجعة الذكاء الصنعي:
ملخص البحث
تتناول هذه الورقة البحثية تصميم عضلة صناعية جديدة يمكن استخدامها كبديل للمحركات الهوائية والكهربائية في الأطراف الصناعية والروبوتات البشرية. يوضح الباحثان م. نافع عفاش وأ.د.م. محمود بني المرجة أن معظم المحركات المستخدمة في الأطراف الصناعية والروبوتات البشرية هي محركات كهربائية كبيرة الحجم نسبياً وضعيفة الاستطاعة مقارنة بالعضلات البشرية، مما يسبب مشاكل في التصميم ويجعلها بطيئة. تقدم الورقة تصميمًا جديدًا لعضلة صناعية مصنوعة من مواد مركبة من خلائط السيليكون المطاطي ومواد مالئة مطاطية وشبكة من القماش المطاطي، مما يجعلها بديلاً مناسبًا للمحركات الهوائية والكهربائية. تتميز هذه العضلة بقدرتها على تحمل قوى شد تصل إلى 500 نيوتن، وهو ما يعادل قوة لاعب كمال أجسام محترف. تم استخدام هذه العضلة في تصميم ذراع روبوت يعمل بشكل مشابه لعضلة العضد والساعد عند الإنسان، مما يمكنه من جذب أجسام كبيرة بوزن يصل إلى 500 نيوتن. يهدف البحث إلى إنشاء تصميم جديد لمؤازر ميكانيكي أو عضلة صناعية يمكن استخدامها في تصميم الأطراف الصناعية، تأمين قوة واستطاعة عالية بحجم صغير، والتعرف على تقانات الهواء المضغوط وطرق التحكم بها. كما يوضح البحث أهمية هذه العضلة الصناعية في تطوير نماذج جديدة من الروبوتات المتحركة واستخدامها كبديل للأطراف المبتورة، خاصة في سوريا بسبب الحرب. تشمل الخطوات المتبعة في البحث دراسة مرجعية عن فيزيولوجيا الجسم البشري والعضلات والمواد المركبة والمطاطية وخصائصها وطرق تصنيعها، بالإضافة إلى تصميم ذراع روبوت أو ميكانيزم طرف صناعي استنادًا إلى طريقة عمل عضلات الذراع البشرية. تم تصميم العضلة الصناعية باستخدام خلائط خاصة من السيليكون المطاطي الممزوج بألياف من المطاط والبلاستيك للتقوية، وتم اختبارها تحت تأثير ضغط الهواء. تم تصميم ذراع الروبوت بحيث تشابه بعملها ميكانيكيا وفيزيائيا عمل الذراع البشرية، وتم استخدام بطاقتين أوردينو أونو للعمل كمرسل ومستقبل أوامر لاسلكية للتحكم بالعضلة الصناعية. يوضح البحث أن هذه العضلات الصناعية تعتبر مجدية اقتصاديًا وتقنياتها بسيطة، مما يجعلها بديلاً مناسبًا للمحركات الكهربائية والهوائية.
قراءة نقدية
دراسة نقدية: تعتبر هذه الورقة البحثية خطوة مهمة في مجال تصميم الأطراف الصناعية والروبوتات البشرية، حيث تقدم حلاً مبتكرًا لمشكلة الحجم الكبير والاستطاعة المنخفضة للمحركات الكهربائية المستخدمة حاليًا. ومع ذلك، يمكن أن تواجه هذه العضلة الصناعية تحديات في التطبيق العملي، مثل تحمل الضغوط العالية لفترات طويلة وتأثير العوامل البيئية المختلفة. بالإضافة إلى ذلك، قد يكون من الصعب التحكم بدقة في حركة العضلة الصناعية باستخدام الهواء المضغوط مقارنة بالمحركات الكهربائية. من المهم أيضًا مراعاة التكلفة الإجمالية للنظام، بما في ذلك تكلفة الصيانة والإصلاح. على الرغم من هذه التحديات، فإن البحث يقدم أساسًا قويًا لتطوير حلول مستقبلية في هذا المجال.
أسئلة حول البحث
-
ما هي المواد المستخدمة في تصميم العضلة الصناعية؟
تم تصميم العضلة الصناعية باستخدام خلائط السيليكون المطاطي الممزوج بألياف من المطاط والبلاستيك للتقوية، بالإضافة إلى شبكة من القماش المطاطي لحماية العضلة من الانفجار.
-
ما هي القوة التي يمكن أن تتحملها العضلة الصناعية؟
يمكن للعضلة الصناعية تحمل قوى شد تصل إلى 500 نيوتن، وهو ما يعادل قوة لاعب كمال أجسام محترف.
-
ما هي الفوائد الاقتصادية والتقنية لاستخدام العضلة الصناعية؟
تعتبر العضلات الصناعية مجدية اقتصاديًا وتقنياتها بسيطة، حيث تتمتع بحجم أصغر واستطاعة أكبر مقارنة بالمحركات الكهربائية، وتكلفة تصنيع منخفضة، وإصلاحها أبسط وأسهل.
-
كيف يتم التحكم في حركة العضلة الصناعية؟
يتم التحكم في حركة العضلة الصناعية باستخدام بطاقتين أوردينو أونو للعمل كمرسل ومستقبل أوامر لاسلكية، بالإضافة إلى منظم هواء إلكتروني وضاغط هواء.
المراجع المستخدمة
QASSEM.M,and, ABUHAROUS.I, 2010-Modeling and Simulation of 5 DOF Educational Robot Arm
Namiki. A, Imai. Y, Ishikawa. M & Kaneko. M, (2003)- Development of a High-speed Multifingered Hand System and its Application to Catching. International Conference on Intelligent Robots and Systems, Vol. 3, p, 264 - 267
Parka, N.H, Oh, Y & Oh, S.R, (2006)-Behavior-based Control of Robotic Hand by Tactile Servoing, International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics, Vol. 24, p. 308–321
قيم البحث
اقرأ أيضاً
تعتمد معظم صناعات الروبوت في نقل الحركة فيها على استخدام محركات السيرفو و المحركات الخطية أو محركات التيار المستمر بالإضافة إلى دارات القيادة الخاصة بها مما يزيد الكلفة و يعقد عملية التحكم بالروبوت, تبحث المقالة في استخدام تقانات الهواء المضغوط في بن
اء و تصميم جديد لذراع روبوت يستطيع القيام بتنفيذ العديد من المهام باستطاعة أكبر و بتكلفة أقل بكثير من استخدام المؤازرات السابقة و ذلك لاستخدامه للقيام بمهام تحتاج إلى سرعة و استطاعة عالية, و لا تحتاج إلى دقة كبيرة في العمل.
يهدف البحث إلى دراسة نظام التبريد التبخيري في عملية التبريد باستخدام نموذجين من الأوعية (الفخارية، المعدنية). أجريت الدراسة في موقع من محافظة طرطوس في فترة الشهر (الرابع –الخامس –السادس)، لعام 2013، و ذلك على ثمار البندورة، فبينت الدراسة أن الفخار يس
بب انخفاض في درجة الحرارة بين ( 4-6 ) درجة مئوية، و أن المعدن يسبب انخفاض بدرجة الحرارة تتراوح بين (3-5) درجة مئوية، و أن ثمار البندورة المحفوظة بالأوعية الفخارية لم يطرأ عليها أي تلف بنسيجها أو بنيتها خلال مدة الحفظ (27 يوم) مقارنة بالشاهد الذي تعرض للتلف خلال (12 يوم).
في هذه الورقة، نتعلم مشكلة توليد النصوص الدقيقة بميزانية حسابية محدودة.لذلك، نستخدم هندسة شبكة مصممة ذات أداء أداء جيدا (GAN) - Gan التي ترويج التنوع (DPGAN)، وحاول استبدال قطرة LSTM بطبقة محول ذاتية انتباهي من أجل الرافعة الماليةكفاءتهم.تم تقييم DPG
an الناتج عن النفس (SADPGAN) للأداء والجودة والتنوع للنص والاستقرار الناتج.تشير التجارب الحاسوبية إلى أن بنية محول غير قادرة على الاسترجاع في استبدال طبقة LSTM، ضمان الأداء أثناء مرحلة التدريب المسبق وتخضع لانهيار الوضع الكامل أثناء مرحلة ضبط GAN.تشير نتائجنا إلى أن الهندسة المعمارية المحول تحتاج إلى تكييفها قبل أن يتم استخدامها كإعداد لاستبدال RNNS في قانع إنشاء النصوص.
تم تصميم نظام قطع جديد لتحسين أداء و انتاجية قصّاصة النباتات المحمولة و لاستخدامها في البيئة القاسية ذات الحشائش القصبية و الكثيفة بكفاءة و جودة عاليين و بأدنى احتياجات للطاقة و في قطع بعض المحاصيل التي تزرع في مساحات صغيرة. النظام الجديد يشمل ثلاثة
أنماط: سلاسل بسيطة, سلاسل ذات شفرات مستقيمة و سلاسل بشفرات مائلة, كل سلسلة محمولة على قرص مركزي من الألمنيوم. تم اختبار السلاسل على الشّد, و كانت النتائج مرضية. اختُبرَت الأسلحة حقلياً على أربعة أنواع من السوق النباتية القمح, الذرة الصفراء حشيشة الفرس و الحلفا. قوة القص, الانتاجية, معدل استهلاك الوقود, و احتياجات الطاقة تم تحديدها و عند سرعات مختلفة للدوران, كانت السلاسل ذات الشفرات المستقيمة الأفضل في جودة القطع و أقل احتياجاً للطاقة عند قطع كل من الذرة الصفراء و حشيشة الفرس, كانت السلاسل ذات الشفرات المائلة أفضل بالنسبة لكل من القمح و الحلفا, كانت احتياجات الطاقة و قوى القطع أكبر ما يمكن عند استخدام السلاسل البسيطة. بشكل عام وجد إنه يمكن استخدام هذه الأسلحة بقصاصة النباتات المحمولة و بكفاءة أعلى من التصاميم القديمة.
يتمحور العمل في هذا البحث حول تصميم مُناول روبوتي تسلسلي صناعي يمتلك أربع درجات حرية (4-DOF) يقوم بأعمال المُناولة على خطوط الإنتاج و أعمال التوضيب للقطع الصغيرة، و يتميز بالمرونة و بإمكانية الانسجام مع الروبوتات الأخرى ضمن منطقة العمل.
يوضّح البحث
التوصيف الميكانيكي للمُناول و دراسة النموذج الحركي المباشر و النموذج الحركي العكسي بالإضافة إلى دراسة المسار. محركات المُناول الكهربائية هي محركات السيرفو (DC Servo motor). تصميم نظام القيادة الالكتروني للمُناول يستخدم شريحة الآردوينو (Arduino UNO).
تُتيح الواجهة التطبيقية التخاطبية، التي تم بنائها ضمن البيئة البرمجية (Microsoft Visual Studio)، التحكُم بسهولة بالمُناول الروبوتي. حيث يحاكي نموذج المُناول الثلاثي الأبعاد (3D) حركته على أرض الواقع.
يُناقش القسم الأخير من البحث نتائج اختبار النموذج التطبيقي للمُناول الروبوتي الذي قمنا بتصميمه و تنفيذه.
سجل دخول لتتمكن من نشر تعليقات
التعليقات
جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
