انواع سلنوئید:
سیستم ضربهزنی به توپ روباتهای فوتبالیست جونیور
مسلما هر روبات فوتبالیست زمانی برای تیم خود امتیاز کسب میکند که بتواند توپ را وارد دروازه حریف نماید. برای این کار نیاز به سیستم kick داریم.
در حال حاضر تیمها اکثرا از ۲روش (بهصورت رایج) استفاده میکنند. البته بعضی تیمها هم از ایدههای کاملا خلاقانه استفاده میکنند.
مثلا یک تیم یکنفره(!) از ایلام، از سیستم بالابر شیشه اتومبیل استفاده کردهبود!
۱) سیستم پنوماتیک:
در این روش نیاز به سه قطعه مکانیکی هست:
الف) مخزن هوا
ب) شیربرقی
ج) سیلندر
در این روش ربات با تشخیص در اختیار داشتن توپ دستور شوت رو به شیربرقی میدهد و شیریرقی با بازکردن مسیر عبور هوا، امکان تخلیه ناگهانی هوا از مخزن به سمت سیلندر را فراهم میکند؛ و به اینترتیب سیلندر در یک لحظه به جلو پرتاب میشود، و ضربهای به توپ وارد میکند و بعد با قطع دوباره شیربرقی جریان مسدود شده و سیلندر به حالت عادی بازمیگردد.
۲) سیستم الکترومغناطیسی:
در این روش kicker از سه بخش اصلی تشکیل میشود:
الف) سلونوئید ( سیمپیچ )
ب) پرتابگر ( plunger )
ج) لوله پرتاب ( launch tube )
با عبور جریان الکتریکی DC از سلنوئید (سیم پیچ)، اگر انگشتان دست راست را در جهت عبور جریان در سیمپیچ بگیرید، انگشت شست شما جهت میدان آهنربایی تولیدی را نشان میدهد که در مرکز استوانه متمرکز فرض میشود.
پرتابگر یک هسته با ضریب نفوذ مغناطیسی بالا میتواند باشد. شما برای هسته کدام پیشنهاد زیر را ترجیح میدهید؟ چرا؟ (راهنمایی: مزایا و معایب مغناطیسی و مکانیکی هریک را بررسی کنید)
الف) هسته فولادی یکپارچه
ب) هسته فولادی ورقه ورقه
ج) هسته فریت یکپارچه
تناسب بین طول سیمپیچ، قطر سیمپیچی، جرم هسته، طول و نوع هسته، در قدرت ضربه تاثیر میگذارند. (کاهش و افزایش طول، هر دو در قدرت ضربه موثرند و بر حسب طراحی شما، تنها یک طول بهینه برای رسیدن به حداکثر قدرت ضربه وجود خواهد داشت)
وجود محفظه (Shield) برای محافظت از سایر بخشهای ربات از اثرات میدان مغناطیسی Kicker و همچنین محافظت Kicker از اثرات احتمالی سایر بخشهای ربات ضروری است.
جنس محفظه ترجیحا از فولاد است. مسلما هر چه ضخامت این محفظه بیشتر باشد اثر حفاظتی بیشتری دارد، اما باید طراحی به نقطهای بهینه میان حفاظت، ارزانی و نیز جِرم حفاظ برسد، که به محاسبه دقیق بر اساس یک سری روابط نیاز دارد.
نکته مهم درمورد سیم پیچ (Coil) قطر و تعداد دور سم پیچ است. با توجه به رابطه MMF=N*I هر چه تعداد حلقهها بیشتر باشد، نیروی محرکه مغناطیسی بیشتری خواهیم داشت. همچنین هرقدر شدت جریان گذرنده از سیمپیچ را افزایش دهیم، نیروی محرکه افزایش خواهد یافت.
میدانید که افزایش شدت جریان، از حد معینی که به تغذیه مدار روبات شما محدود میشود، نمیتواند بیشتر در نظر گرفته شود. از سوی دیگر، برای گذراندن جریان بیشتر از سیمپیچ، قطر سیمپیچ را باید افزایش داد. افزایش تعداد حلقههای سیمپیچ، علاوه بر شدت بخشیدن به ضربه، زمان واکنش سیستم ضربهزن (Kicker) را افزایش میدهد، که یک نقطه ضعف محسوب میشود؛ درنتیجه تعداد دور مطلوب با توجه به سرعت و قدرت مورد نیاز را با تجربه و سایر محاسبات قنی میتوان در حدی بهینه بهدست آورد.
با اتصال جریان الکتریکی به سیمپیچ، plunger به جلو پرتاب میشود. و با قطع جریان، به کمک یک فنر ( یا سیستم طراحی شده توسط شما)، باید آن را به عقب برگرداند. به اینترتیب به توپ در یک لحظه با قدرت زیاد ضربه وارد میشود و اگر سایر قسمتهای روبات نیز بهدرستی کار کنند، توپ به سمت دروازه شوت میشود.
-
مزیتهای سلونوئید:
قابلیت کنترل ضربه، حجم کم، قدرت بالا (که نیوماتیک هم در حد مسابقات روباتیک فوتبالیست جونیور، این محدوده را بهخوبی پوشش میدهد.)
معایب: وجود ولتاژ بالا در مدار که باعث پیچیدگیهای الکترونیک میشود، بارگیری مجدد در حدود حداقل ۳ ثانیه یا بیشتر
ویژگیهای پنوماتیک= توانایی کار با ولتاژهای کم، سرعت بارگیری مجدد کم، حجم زیاد، عدم قابلیت کنترل دقیق ضربه
اگر قصد دارید اطلاعات بیشتری در باره سیستم ضربهزن روباتهای فوتبالیست جونیور کسب کنید عبارت
«solenoid robocup kicker» را بهعنوان کلیدواژهی جستجو، در گوگل بهکار برید.
البته اکر بر روی سیستم ضربهزن نیوماتیک (پنیوماتیک) مطالعه میکنید، بهجای سلونوئید، از «Pneumatic» استفاده کنید.
لازم به توضیح است که یک روبات فوتبالیست در لیگ روباتهای واقعی، معمولا با تغذیه ولتاژ ۱۲ (ترجیحا ۲۴ ) ولت کار میکند. این افزایش تعداد باتری، جرم روبات را افزایش میدهد. اما از سوی دیگر، سیستم ضربهزن الکترومغناطیسی باید با ولتاژی بالاتر ۱۱۰، ۲۲۰ یا حتی ۴۸۰ولت بهتر کار میکند. پس با استفاده از یک مدار الکترونیکی ساده، که آرایهای نردبانی از خازنهای سری و موازی است، ولتاژ را افزایش میدهند. این افزایش ولتاژ، ضمن مفید بودن برای تامین ولتاژ، زمان تاخیری ناشی از شارژ خازنها را نیز بهدنبال دارد. پس باز هم باید بهدنبال یک نقطه بهینه برای سیستم ضربهزن خویش باشید.
منبع