کد خبر: ۱۷۰۶۵۵

تاریخ: ۱۳ خرداد ۱۴۰۴ - ۱۰:۲۵

ساخت «ربات نویسنده و نقاش» توسط دانشجویان دانشگاه نوشیروانی بابل

دانشجویان مقطع کارشناسی رشته فیزیک مهندس دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، موفق به ساخت ربات نویسنده و نقاش شدند.

به گزارش بازار کار به نقل از ایرنا مازندران، «نیایش آتش ران و ثنا نورزاده» دانشجویان مقطع کارشناسی رشته فیزیک مهندسی ورودی سال ۱۴۰۲ دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل موفق به ساخت ربات نویسنده و نقاش شدند.

این ربات قادر است به صورت اتوماتیک و بدون دخالت کاربر، طرح‌ها و متن‌های مختلف و متنوع را به صورت دقیق، توسط انواع وسیله نوشتاری مانند مداد، خودکار، ماژیک و ... روی سطح‌های مختلف مانند کاغذ، چوب، پلکسی و ... رسم کند یا بنویسد.

این دستگاه یک بخش کنترل دارد که با نرم افزار ارتباط برقرار می‌کند و طرح و نقشه را از او می‌گیرد و با کنترل کردن موتور‌های مربوط به هر محور، طرح و نوشته را اجرا می‌کند. کاربر می‌تواند برای متن‌های خود، فونت دلخواه را انتخاب و آن‌ها را توسط دستگاه بنویسد. همچنین می‌تواند طرح‌ها و نقش‌های مختلف و متنوع را برای ارسال به دستگاه آماده کند و آن‌ها را با کیفیت بالایی رسم کند.

هر دستگاه CNC سه تا محور اصلی شامل محور X: حرکت در راستای طولی، محور Y:حرکت در راستای عرضی و محور Z:حرکت در راستای ارتفاع دارد.

اما در این دست سازه فقط از محور X و Y استفاده شد؛ اما همان کارایی دستگاه‌های CNC نویسنده و نقاش دیگر را دارد. در واقع هدف استفاده کردن از محور Z این است که بتوان جسم نویسنده در یک ارتفاعی به سمت بالا و پایین حرکت کند و بطور پیوسته طراحی نکند.

محور X: محور X محوری است برای جسمی که قرار است بر روی آن طراحی انجام شود. زمانی که اتصال بین موتور محور X و برنامه اجرا دهنده بر قرار شود، محور به سمت جلو و عقب حرکت می‌کند.

محور Y: محور Y محوری است برای قرار دادن جسمی که قرار است نویسندگی و طراحی را انجام دهد. این محور در یک ارتفاع مشخصی از محور X قرار دارد و زمانی که اتصال بین موتور محور Y و نرم افزار اجرا دهنده بر قرار می‌شود، محور به سمت چپ و راست حرکت می‌کند.

محور‌های دستگاه توسط موتور‌های استپر کنترل می‌شوند و حرکت می‌کنند. استپر موتور‌ها یا موتور‌های پله‌ای، همانطور که از اسمشان پیداست، به صورت پله‌ای یا گام به گام حرکت می‌کنند و در نتیجه می‌توان توسط آن‌ها حرکات بسیار دقیق را انجام داد.

«اجزای تشکیل دهنده آن شامل ۲ عدد استپ موتور _ محور x و y _ آردوینو _ شیلد CNC _ درایور موتور _آداپتور _ بدنه دستگاه است.

کاربرد سازه:

دست‌سازه‌های ربات نویسنده CNC دارای مزایای متعددی هستند:

دقت بالا: این ربات‌ها قادر به ایجاد جزئیات دقیق و ظریف در طراحی‌ها هستند که با دست امکان‌پذیر نیست.

تکرارپذیری: امکان تولید چندین نسخه مشابه از یک طرح بدون افت کیفیت.

سرعت بالا: ربات‌ها می‌توانند در زمان کوتاهی حجم زیادی از کار را انجام دهند.

تنوع در مواد: قابلیت کار با انواع مختلف مواد، از جمله کاغذ، مقوا، چوب، پلاستیک و حتی فلز.

خلاقیت و نوآوری: هنرمندان و طراحان می‌توانند با استفاده از این فناوری آثار خلاقانه و منحصر به فردی تولید کنند.

مدت زمان ساخت این ربات ۱۰ روز بود.

قوانین فیزیکی این ربات عبارت‌اند از:

۱. اصول مکانیکی

الف) نیرو‌ها و حرکات

• نیروی گرانش: ربات‌ها باید به گونه‌ای طراحی شوند که بتوانند وزن خود را تحمل کنند و در برابر نیروی گرانش ایستادگی کنند، به همین دلیل سعی شد مواد سبک و مقاوم برای بدنه و اجزاء حرکتی انتخاب شود.

• نیرو‌های اصطحکاک: هنگام حرکت بازو‌ها بر روی سطوح، نیرو‌های اصطحکاک بین ابزار نوشتن یا نقاشی و سطح مورد نظر ایجاد می‌شود.

ب) دینامیک حرکتی

• حرکت خطی: بازو‌های این ربات حرکات خطی دارند که قوانین نیوتن در اینجا کاربرد دارند. مثلاً، برای تغییر سرعت یا جهت حرکت، نیرویی باید بر روی بازو‌ها اعمال شود.

• معادلات حرکت: برای تحلیل حرکت ربات، می‌توان از معادلات حرکتی استفاده کرد. این معادلات شامل شتاب، سرعت و موقعیت هستند.

۲. سیستم‌های الکتریکی

موتور‌های الکتریکی

• استپر موتورها: این موتور‌ها بر اساس اصول الکترومغناطیسی کار می‌کنند. با عبور جریان الکتریکی از سیم‌پیچ‌ها، میدان مغناطیسی ایجاد می‌شود که باعث چرخش محور موتور می‌شود.

۳. انرژی و کار

• کار مکانیکی: ربات با تبدیل انرژی الکتریکی به کار مکانیکی (حرکت) عمل می‌کنند. این فرآیند می‌تواند بر اساس قوانین ترمودینامیک بررسی شود، به ویژه در مورد کارایی و اتلاف انرژی. برای مثال، در هنگام تبدیل انرژی، مقداری انرژی به صورت گرما از دست می‌رود که می‌تواند بر کارایی سیستم تأثیر بگذارد.

۴. حرکت و انتقال انرژی

•انتقال انرژی: در حین حرکت بازو‌ها و ابزار‌های نوشتن یا نقاشی، انرژی از منبع به موتور منتقل می‌شود. این انتقال انرژی می‌تواند تحت تأثیر اصول ترمودینامیکی قرار گیرد، به ویژه در مورد اتلاف انرژی در اثر اصطکاک یا گرما.»

دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل که با نگاه خیرخواهانه خیر شهیر ایران زنده یاد سید حسین فلاح نوشیروانی با اهداء ۱۷ هکتار زمین با ۱۱ هزار متر مربع فضای آموزشی در سال ۱۳۴۸ تأسیس شد که این مجموعه تحت نام مدرسه عالی تربیت دبیر فنی دانشگاه مازندران در سال ۱۳۵۲ اقدام به جذب دانشجو کرد.

این مدرسه عالی تربیت دبیر فنی در سال ۱۳۷۱ با نام دانشکده فنی و مهندسی نوشیروانی دانشگاه مازندران به عنوان تنها دانشکده فنی و مهندسی در استان مازندران در دوره‌های کارشناسی مهندسی عمران، برق، شیمی و مکانیک و در مقاطع کارشناسی ارشد و دکترا اقدام به پذیرش دانشجو کرد و در سال ۱۳۸۴ به مجتمع آموزش عالی نوشیروانی ارتقاء یافت.

این مجموعه آموزشی همچنین از سال ۱۳۸۷ با استقلال کامل و جدا از دانشگاه مازندران به عنوان یک دانشگاه صنعتی در شمال کشور شناخته به فعالیت و جذب دانشجو ادامه داد و تاکنون توانست موفقیت‌های علمی، پژوهشی و آموزشی زیادی دست یابد و مورد توجه دانشجویان از داخل و خارج از کشور قرار گیرد.

در سال‌های اخیر دانشمندان این دانشگاه با درو کردن جایگاه‌های ممتاز علمی و کسب کرسی‌های مختلف در رنکینگ‌های جهانی از یک طرف و از طرف دیگر با فعال شدن دیپلماسی علمی زمینه حضور و پذیرش دانشجوی خارجی برای تحصیل در این دانشگاه فراهم آمد.

این دانشجویان خارجی که بیشتر آن‌ها از کشور‌های عراق و سوریه هستند در رشته‌های مهندسی عمران، مکانیک، برق و کامیپوتر، شیمی، علوم پایه و صنایع و مواد در مقاطع کارشناسی ارشد و دکتری می‌باشند که از این تعداد تاکنون ده‌ها نفر از دانشجویان خارجی در این دانشگاه با اخذ مدرک مورد نظر از دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل فارغ التحصیل و به کشور خود بازگشتند.

برخی از این فارغ التحصیلان نیز بعد از کسب مدرک کارشناسی ارشد در مقطع دکتری نیز به ادامه تحصیل می‌پردازند.

دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل دارای حدود ۶ هزار و ۵۰۰ دانشجو در ۶ دانشکده مهندسی شیمی، عمران، برق و کامپیوتر، مکانیک، صنایع و مواد و دانشکده علوم پایه با ۴۰۰ کارمند و عضو هیات علمی است.

در حال حاضر قریب به ۴۰۰ دانشجوی خارجی از کشور‌های مختلف در مقطع کارشناسی ارشد و دکتری در این دانشگاه تحصیل می‌کنند.