پرینتر 3 بعدی در علم رباتیک و الکترونیک

3DPINRT In Electronic & Robotic

خلاصه

پرینترهای سه بعدی در صنعت الکترونیک و روباتیک با سرعت بسیار بالایی در حال پیشرفت هستند به شکلی که امروزه شما با داشتن یک پرینتر سه بعدی میتوانید بدنه روباتها و یا حتی قاب لوازم الکترونیکی خود را بسازید .

مقدمه :

تکنولوژی پرینت سه بعدی در حال ورود به تمام عرصه های فنی، مهندسی، طراحی صنعتی، معماری، هنر، پزشکی، دندانپزشکی و حتی آشپزی می باشد.

این تکنولوژی در آینده ای نه چندان دور تمام عرصه های مذکور را متحول خواهد کرد. در کشور ما نیز حرکت های خوبی در راستای بومی سازی این تکنولوژی برداشته شده است.

عمده این فعالیت ها در ارتباط با پرینترهای خانگی و دفتری می باشد. با توجه به اینکه جامعه مهندسی و دانشگاهی کشور هنوز در ابتدای ورود به این عرصه می باشد، ضرورت دارد تکنولوژی پرینت سه بعدی و خود پرینترهای سه بعدی مورد بررسی علمی قرار گیرد.

در این مطالعه سیستم رباتیک بکار رفته در پرینترهای سه بعدی تبیین شده است. سپس سیستم رباتیک پرینتر ها از منظر فنی تجزیه و تحلیل شده و مزایا، معایب و محدودیت های سیستم رباتیک آنها بیان شده است. در انتها پیشنهاد های لازم جهت انتخاب و طراحی مهندسی اجزاء رباتیک این پرینترها ارائه شده است.

چند نمونه کار :

دیگر برای بدنه و قاب روبات و لوازم الکترونیکی خود نگران نباشید

پرینتر های سه بعدی با داشتن مواد اولیه رسانا به شما این قدرت را میدهند که قطعات الکترونیکی پیچیده مانند بردهای چاپی یکرو و یا دو رو را به شکل کاملا کاربردی و مناسب ساخته و استفاده نمایید.

در این صنعت از پرینتر های سه بعدی به عنوان طراح بدنه آزمایشی ، طراحی قاب های آزمایشی ، ساخت بدنه روبات ها و یا ابزاری که بر روی روبات سوار شده و به آنها اضافه میشود ، ساخت و تولید انواع قاب های تجهیزات الکترونیکی و یا تجهیزات مرتبط ، ساخت مدارات چاپی یکرو و یا دورو و بسیاری از کاربرد های دیگر استفاده میشود.

در حال حاضر در سطح جهان دو ربات بسیار معروف که با پرینترهای سه بعدی ساخته شده و در حال توسعه هستند به شرح زیر میباشند:

ربات نقاش :

این ربات که قطعات آن تماما چاپ سه بعدی میباشند همانطور که از نامش مشخص است قابلیت نقاشی کردن را دارد به شکلی که میتوانید جلوی آن نشسته و این روبات توسط دوربین چهره ی شما را آنالیز میکند و میتواند آن را نقاشی نماید.

یک دستکش فوق العاده !

تکنولوژی پرینتر سه بعدی در ZERO HAND

ربات های ساخته شده با استفاده از پرینترهای سه بعدی در پروژه رباتِ کنترل با دستِ زیرو، به زندگی ما می آیند.

تک استارت آپ زیرو که مقر آن در شهر سن خوزه در ایالت کالیفرنیا می باشد، در وبسایت Indiegogo کمپینی را به راه انداخته تا نخستین کیت ربات کنترل شونده با دست را عرضه کند. این کیت ماژولار با هدف واردسازی خلاقیت پرینتر های سه بعدی در زندگی انسان، ساخته شده است و توانسته که 30000 دلار سرمایه لازم برای این پروژه را کسب کند.

می توان گفت که پدیده تشخیص حرکت و اشاره، تاکنون در هر وسیله الکتریکی مصرفی که معرفی شده است، توانسته موفقیت مورد نطر را کسب کند. جمعیت زیاد استفاده کنندگان از کنسول بازی نینتندو وی، نشان از این دارد که در یک محصول درست، کاربران از اینکه با دست و بدن خود، به عنوان یک کنترلر کار نمایند احساس رضایت می کنند

یکی از روش های تشخیص حرکت و اشاره که تاکنون برای بسیاری از مردم قابل تصور است، در تریلر فیلم ” گزارش اقلیت” در سال 2002 با بازی تام کروز نمود پیدا می کند؛ هنگامی که او سعی دارد بر مشکل جبرگرایی غلبه کند. این فیلم بسیاری از مسایل بغرنج فلسفی را نمایش می دهد، اما در کنار اینها صحنه ای خاطره انگیز را به نمایش می گزارد که در آن تام کروز، با پوشیدن دستکشی فوق مدرن، سعی در کنترل چند نوع از پروژه های کامپیوتری دارد.

این دستکش های سیم دار که به دستکش سایبری نیز معروفند، از دهه 1970 در بسیاری از کاربرد های زندگی مورد استفاده قرار گرفته اند اما به گفته “زیرو یو آی” هرگز برای کنترل یک رباط به کار نرفته اند.

با توجه به نیاز بازار، استارت آپ زیرو در سال 2013 فعالیت خود را آغاز نمود. اعضای تیم این پروژه، چند نمونه اولیه از این محصول را در سال 2014 تولید کردند، ومدل کاربر پسند و اقتصادی این محصول، به لطف کمپین سایت Indiegogo ، در آینده ای نزدیک به بازار عرصه خواهد شد. این کیت با چند ماژول عملگر با ابعاد 3.81×2.95×1.35 اینچی(تعداد این ماژول ها بسته به مدلی از دستگاه است که شما انتخاب نموده اید) که هریک با یک پردازند ه32 بیتی، درگاه ارتباطی وای فای و یک موتور 90 rpm تجهیز شده اند. این ماژول ها را می توان به انواع ربات ها- چه با تکنولوژی پرینتر سه بعدی ساخته شده باشند و چه نه- متصل کرد و میتوانند عملکرد چرخ، و مفصل و دیگر اعضای محرک را سامان دهند.

برای کنترل این ربات، مطابق با عملکرد دست و پای تام کروز در فیلم، شما می باست یک دستکش هوشمند را بپوشید. این دستکش که در کیت این محصول موجود می باشد، به یک سنسور خمیده انعطاف پذیر و یک واحد اندازه گیری 5 محوره اینرسیایی، پردازنده 32 بیتی و درگاه وای فای مجهز است. این دستکش قادر است تا با استفاده از برنامه کاربردی موبایلی که برای این کیت تهیه شده، برای کنترل هر کدام از ماژول ها برنامه نویسی شود. این دستکش هوشمند به هفت حرکت متفاوت دست حساس بوده و درجه کنترل مناسبی به کاربران ربات ها ارائه میدهد و زمان بازی آن با توجه به قدرت بازی، در حدود 4 ساعت است. هر کدام از ماژول ها زمان بازی 7 ساعته دارند.

ارزان ترین کیت زیرو که درسایت موجود می باشد در حدود 149 دلار قیمت داشته که شامل دستکش هوشمند، دو ماژول، اپ مخصوص تلفن های هوشمند و قسمت های سرهم بندی “زیرو تریک” می باشد. مدل های دیگری نیز ازین کیت وجود دارد که گرانترین آن 1749 دلار قیمت داشته و شامل 10 عدد کیت می شود(40 ماژول و 10 دستکش). زمان تحویل تمامی مدل ها در اوایل سال 2017 می باشد. پرینتر های سه بعدی در صنعت الکترونیک و روباتیک با سرعت بسیار بالایی در حال پیشرفت هستند به شکلی که امروزه شما با داشتن یک پرینتر سه بعدی میتوانید بدنه روباتها و یا حتی قاب لوازم الکترونیکی خود را بسازید . پرینتر های سه بعدی با داشتن مواد اولیه رسانا به شما این قدرت را میدهند که قطعات الکترونیکی پیچیده مانند بردهای چاپی یکرو و یا دو رو را به شکل کاملا کاربردی و مناسب ساخته و استفاده نمایید.

در این صنعت از پرینتر های سه بعدی به عنوان طراح بدنه آزمایشی ، طراحی قاب های آزمایشی ، ساخت بدنه روبات ها و یا ابزاری که بر روی روبات سوار شده و به آنها اضافه میشود ، ساخت و تولید انواع قاب های تجهیزات الکترونیکی و یا تجهیزات مرتبط ، ساخت مدارات چاپی یکرو و یا دورو و بسیاری از کاربرد های دیگر استفاده میشود.

تکنولوژی پرینتر سه بعدی که در صنعت الکترونیک و روباتیک بسیار پر کاربرد هستند تکنولوژی FDM است اما از دیگر تکنولوژی ها نیز در این صنعت استفاده میشود

ساخت یک پل به وسیله پرینتر سه بعدی

ربات پل‌ساز با قطعات تولید‌شده در پرینتر سه‌بعدی

تکنیکی که در ساخت این پل به کار برده می‌شود به این صورت است که در ابتدا پرینتر سه‌بعدی رشته‌های فولادی را با جوش دادن قطعات کوچک فلز مذاب به یکدیگر ایجاد می‌کند و سپس استحکام پل مورد نظر را با اضافه کردن رشته‌های دیگر افزایش می‌دهد. در نهایت ربات با تکیه روی بخش ساخته شده، جلوتر می‌رود و بقیه پل را می‌سازد.

یک شرکت نوپای هلندی با نام MX3D با استفاده از فناوری پرینتر سه‌بعدی و ربات چاپگر معلق، یک سیستم پل‌ساز درست کرده است که چاپگر، قطعات پل را چاپ می‌کند و ربات آنها را سرهم کرده و پل می‌سازد.

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از CNN، این شرکت با کمک این سیستم، یک پل روی یکی از رودخانه‌های آمستردام شده است.

MX3D معتقد است که فناوری پرینتر سه‌بعدی تاکنون کارهای زیادی را برای انسان انجام داده است، از ساخت قطعات ساختمانی تا اندام و بافت‌های بدن اما الان زمانی است که باید از این فناوری برای ساخت اشیای دیگر استفاده شود. در واقع، این شرکت با استفاده از قابلیت چندمحوری و معلق بودن، سیستم ربات و پرینتر سه‌بعدی ، امکان ساخت اشیا در هوا را فراهم آورده است.

این شرکت در وب‌سایت خود نوشته: «موفق شده‌ایم در بخش تحقیق و توسعه‌، فناوری رباتیک مقرون به‌صرفه‌ای را توسعه دهیم که می‌تواند اشیای کاربردی را خلق کند. ما با کمک این سیستم توانستیم یک پل فلزی و بسیار زیبا در آمستردام بسازیم».

تکنیکی که در ساخت این پل به کار برده می‌شود به این صورت است که در ابتدا پرینتر سه‌بعدی رشته‌های فولادی را با جوش دادن قطعات کوچک فلز مذاب به یکدیگر ایجاد می‌کند و سپس استحکام پل مورد نظر را با اضافه کردن رشته‌های دیگر افزایش می‌دهد. در نهایت ربات با تکیه روی بخش ساخته شده، جلوتر می‌رود و بقیه پل را می‌سازد.

توسط اسکنر سه بعدی بدن انسان را اسکن کنند تا به حالت های ارگونومی بدن انسان دست پردا کنند تا بتوانند روبات هایی که شبیه به انسان هستند را با کیفیت بهتری بسازند.