المخلب الميكانيكي ليس لديه قوة ولا يمكنه الإمساك به بقوة؟ حاول التحكم المؤازر

ربما واجهت موقفًا مشابهًا في ذلك الوقت، في الشتاء. كانت أصابعي متجمدة ومتصلبة. كنت أرغب في التقاط كوب، لكنني شعرت دائمًا أنني غير قادر على القيام بذلك. من الواضح أنني قد أمسكت به، لكن الشعور بأنه قد ينزلق في أي وقت يجعلني أشعر بالغضب دون أي سبب. تريد أن تكون يديك أكثر مرونة ودقة. هذا الأمل هو في الواقع نفس تجربتنا عند تصحيح أخطاء المخلب الميكانيكي.

ما تحتاجه ليس القوة الغاشمة. ما تحتاجه هو لكل زاويةدقة الزحف。

سيواجه العديد من الأشخاص ارتباكًا شائعًا عندما يبدأون في بناء مخالبهم الميكانيكية لأول مرة. يجب أن تكون المخالب مفتوحة على نطاق واسع جدًا وتلتقط شيئًا فارغًا، أو يجب أن تكون مغلقة بإحكام شديد وتسحق الجسم. هذا يشبه تمامًا عندما تحاول التقاط بيضة مسلوقة بيديك. إذا استخدمت قوة أقل، فسوف تنزلق من بين أصابعك. إذا استخدمت المزيد من القوة، فسوف تتشقق قشر البيض. وهذا الافتقار إلى الإحساس بالملاءمة هو أصل المشكلة.

دعونا ننظر إلى حالة عادية. خطط أحد المتحمسين لاستخدام مخلب ميكانيكي لحمل كوب ورقي. كان المحرك الذي يستخدمه يدور بسرعة كبيرة، ولكن كان من الصعب التوقف عند موضع محدد. قام المخلب إما بضغط الكوب الورقي بـ "نقرة" وتشويهه، أو لمس حافة الكوب الورقي قليلاً، مما تسبب في عدم تحرك الكوب الورقي على الإطلاق. لقد قام بتصحيح الأخطاء بشكل متكرر لفترة طويلة، لكنه لم يتمكن أبدًا من العثور على حالة وسيطة مثالية. وذلك لأن المحركات العادية لا يمكنها توفير ردود فعل دقيقة للموقع.

في هذا الوقت، يظهر جهاز التوجيه قيمته الخاصة. يوجد محرك وتروس داخل جهاز التوجيه، ويوجد أيضًا مكون صغير يلعب دورًا حاسمًا مخفيًا فيه - مقياس الجهد. مقياس الجهد هذا يشبه الحارس المخلص. إنه يستشعر باستمرار موضع عمود الإخراج. عندما تعطي أمرًا إلى جهاز التوجيه، ويطلب منك الدوران إلى 90 درجة، ستقوم دائرة التحكم بمقارنة الوضع الحالي مع الموضع المستهدف. إذا لم يصل إلى الموضع المقابل، فسوف يدفع المحرك لمواصلة الدوران. إذا كان قد استدار بالفعل، فسوف يضبط اتجاه الدوران ويعود للخلف. حتى يبقى في وضع 90 درجة بدقة.

إن عملية التحكم في الحلقة المغلقة هذه هي الأساس لتحقيق الإمساك الدقيق. لم يعد المخلب الآلي الخاص بك جهازًا بسيطًا مفتوحًا بالكامل أو مغلقًا بالكامل. يمكن أن يبقى في أي زاوية تريدها. على سبيل المثال، إذا كنت تريد فتحه بزاوية 30 درجة لالتقاط قطعة من الورق، فهذا ممكن. على سبيل المثال، إذا كنت تريد حمل تفاحة بزاوية 60 درجة، فهذا ممكن أيضًا. إن قدرة التحكم المستمر في الموضع هي التي تعطي المخلب الميكانيكي شكلاً أوليًا مشابهًا لـ "اللمس" لأول مرة.

في الربيع، رأيت ذات مرة شخصًا يصنع جهازًا صغيرًا مبتكرًا بمساعدة جهاز التوجيه. يستخدم هذا الشخص مخلبًا ميكانيكيًا للإمساك بالشتلات، ثم يضعها في الحفرة. تم ضبط زاوية الفتح والإغلاق للمخالب بشكل صحيح، والتي لن تسبب ضررًا للجذور الهشة ويمكنها الإمساك بالسيقان بقوة. توضح لنا هذه الحالة أن الأدوات المناسبة مع أدوات التحكم الصحيحة يمكن أن تحقق عملاً جيدًا للغاية.

ومع ذلك، فإن مجرد وجود السيطرة على الموقف ليس كافيا.إذا كنت تريد مخلبًا ميكانيكيًا لالتقاط ثمرة التوت دون كسرها في هذه العملية، فإن ما ستتحكم فيه هو بُعد آخر: القوة.。

وهذا يقودنا إلى الكلمة الرئيسية الثانية:السيطرة على القوة。

تحديد المواقع بدقة لا يعني القوة المناسبة. يتم تحديد مقدار عزم الدوران الذي يمكن أن يخرجه المؤازرة من خلال طرازه وجهده. ومع ذلك، فإن الطاقة التي يمكن أن يخرجها نفس السيرفو بزوايا مختلفة هي في الواقع مختلفة قليلاً. والأهم من ذلك، أن إشارة التحكم الخاصة بك تخبره فقط بالمكان الذي يجب أن يذهب إليه، ولكن ليس مقدار القوة التي يجب أن يستخدمها.

إحدى الطرق الشائعة لحل هذه المشكلة هي استخدام تيار التشغيل لجهاز التوجيه. عندما يقوم المخلب الميكانيكي بربط جسم ما ويبدأ في تطبيق القوة، إذا كان الجسم صلبًا، فلن تتمكن المخالب من الإغلاق أكثر. في هذا الوقت، يتم حظر محرك جهاز التوجيه وسيرتفع التيار بسرعة. إذا تمكن نظام التحكم الخاص بك من اكتشاف هذا التغيير الحالي، فيمكنه إصدار أمر إيقاف أو تعليق على الفور.

على سبيل المثال، هناك مخلب ميكانيكي يريد الاستيلاء على العنب. إذا كنت تعتمد فقط على التحكم في الموضع، فإنك تقوم بتعيين زاوية مغلقة. ومع ذلك، فإن حجم كل حبة عنب يختلف. إذا كانت الزاوية المحددة صغيرة جدًا، فسيتم قرص العنب. إذا كانت الزاوية مرتفعة جدًا، فسيكون من المستحيل التقاطها.في هذا الوقت، إذا تم استخدام طريقة المراقبة الحالية، فستبدو العملية كما يلي: يبدأ المخلب الميكانيكي في الإغلاق، وعندما يلمس المخلب العنب، يبدأ التيار في الارتفاع قليلاً.. اكتشف نظام التحكم هذا التغيير وأخبر المؤازرة على الفور أن يقول "كفى، احتفظ به هنا الآن". ونتيجة لذلك، استخدم المخلب الميكانيكي القدر المناسب من القوة لالتقاط العنب بثبات.

لقد تم التحقق من هذه التقنية مرارًا وتكرارًا في العديد من سيناريوهات التطبيقات الواقعية. قال أحد المهندسين المشاركين في الفرز ذات مرة إنه استخدم ردود الفعل الحالية للمؤازرة لتمييز المواد ذات الصلابة المختلفة بنجاح. يمكن الإمساك بالإسفنجات الناعمة والكتل البلاستيكية الصلبة بنفس مجموعة المخالب الميكانيكية والمؤازرة، دون الحاجة إلى أجهزة استشعار قوة إضافية، بالاعتماد فقط على التفسير الدقيق للتيار.

ربما تعتقد ذلك، يبدو أن الأمر يتضمن عمليات برمجة معقدة للغاية. ومع ذلك، هذا ليس هو الحال. تتمتع العديد من لوحات تطوير المتحكمات الدقيقة البسيطة نسبيًا بوظيفة قراءة التيار المؤازر. تحتاج فقط إلى تعيين عتبة في الكود الذي يحدد التيار. بمجرد أن يتجاوز التيار هذه القيمة المحددة، يعتبر أن المخلب قد لمس الكائن. بعد ذلك، بناءً على خصائص الجسم، عليك أن تقرر ما إذا كنت ستتوقف فورًا أو تستخدم المزيد من القوة.

من المسلم به أن هذا مجرد تطبيق مبتدئ لـ "التحكم في القوة". الطريقة الأكثر تقدمًا هي استخدام إستراتيجية تسمى "التحكم الهجين في موضع القوة". ومع ذلك، فإن فهم وفهم العلاقة بين القوة والموقع هو الخطوة الحاسمة الأولى لتحريك مخلبك الميكانيكي من "الأخرق" إلى "الماهر".

في الصيف، تكون الشمس قوية للغاية والهواء حار جدًا. لقد أصبح صبر الناس محدودا. إذا كنت تقوم بتصحيح أخطاء مهمة ما، فمن المحتمل أن تشعر بالغضب بشكل متزايد مع كل فشل. في هذا الوقت، ستدرك مدى أهمية جهاز التوجيه ذو الاستجابة الحادة والتحكم الدقيق. إنه يقلل من إحباطك ويسمح لك بالتركيز على التصميم عالي المستوى.

سنتحدث عن مسألة أعمق، وهي كيفية جعل المخلب الميكانيكي يفهم ما إذا كان الشيء الذي يمسكه قد انزلق، أو ما إذا كان قد أمسك به بقوة.？

وهذا يؤدي إلى الكلمة الرئيسية الثالثة:ردود فعل حلقة مغلقة。

إن التحكم المؤازر وحده يمكنه فقط إخبارك بالوضع الحالي. فهو لا يعرف ما إذا كان المخلب والجسم في حالة ثابتة نسبيًا، أو ما إذا كانا ينزلقان قليلاً. ومن أجل الحصول على هذا المستوى من المعلومات، نحتاج عادة إلى إدخال أجهزة استشعار أخرى.ومع ذلك، الأمر المثير للاهتمام هو أن المطورين ذوي الخبرة سيستخدمون خصائص المؤازرة نفسها لتحديد ما إذا كان هناك انزلاق أم لا.。

هناك طريقة ذكية لمراقبة تغيرات موضع جهاز التوجيه في فترة زمنية قصيرة جدًا.عندما يتسبب المخلب الميكانيكي في الإمساك بجسم ما والحفاظ عليه بزاوية ثابتة، إذا بدأ الكائن في الانزلاق إلى الأسفل، فسيتم أيضًا سحب المخلب لفتحه قليلاً.. يمكن اكتشاف هذا التغيير الصغير للغاية في الزاوية بواسطة مقياس الجهد الموجود داخل جهاز التوجيه. إذا قرأ نظام التحكم الخاص بك هذا التغيير بسرعة كافية، فيمكنه أن يقول "أوه، هناك شيء ما يسقط".

يمكن للنظام الاستجابة على الفور. على سبيل المثال، يمكنه إرسال أوامر لتحويل المؤازرة بضع درجات مرة أخرى وشد المخالب أكثر قليلاً. يمكن أن تستمر هذه العملية ذهابًا وإيابًا، مما يخلق استقرارًا ديناميكيًا، تمامًا مثل يدك التي تمسك بشيء ما. عندما تشعر أنه على وشك الانزلاق، ستشده يدك دون وعي قليلاً.

إن الطريقة المستخدمة لتحقيق التحكم في الحلقة المغلقة من خلال الاعتماد على ردود فعل جهاز التوجيه نفسه منخفضة التكلفة للغاية، ولكن التأثير جيد بشكل لا يمكن تصوره. لا يتطلب أجهزة استشعار إضافية أو هياكل تركيب معقدة. كل ما تحتاجه هو أن يكون برنامج التحكم الخاص بك حساسًا بدرجة كافية وأن يكون تردد أخذ العينات مرتفعًا بدرجة كافية.

لقد رأيت ذات مرة في إحدى حالات التدريس أن المعلم طلب من الطلاب استخدام هذه الطريقة لالتقاط بالون منتفخ بالكامل. كان سطح البالون زلقًا وكان شكله غير منتظم. لا يمكن استيعابها عن طريق التحكم في الموقف وحده. ومع ذلك، بعد استخدام طريقة ردود الفعل ذات الحلقة المغلقة هذه، يمكن للمخلب الميكانيكي اكتشاف الاهتزاز الطفيف للبالون في أي وقت وضبط فتح وإغلاق المخلب في الوقت الفعلي. وفي النهاية، تم التقاط البالون بثبات. أظهرت هذه التجربة بعمق قوة ردود الفعل.

لذا، كما ترون، بدءًا من التحكم الدقيق في الموضع، وحتى التحكم الذكي في القوة، وحتى ردود الفعل الذكية ذات الحلقة المغلقة. هذه المستويات الثلاثة تجعل مخلبك الميكانيكي أكثر قوة وأكثر ذكاءً تدريجيًا.

س/ج: يهتز المؤازرة بشكل سيئ عند الدوران. ماذا علي أن أفعل؟

تحقق مما إذا كان جهد مصدر الطاقة كافيًا. يعد نقص الجهد سببًا شائعًا للارتعاش. حاول زيادة تيار مصدر الطاقة أو تقصير طول كابل المؤازرة.

سؤال/ج: المخلب الميكانيكي يمسك دائمًا بالأشياء في الاتجاه الخاطئ. كيفية حل هذه المشكلة؟

معايرة موقف الصفر من المؤازرة. قد يكون هناك خطأ في التثبيت في الهيكل الميكانيكي. قم بتعيين النقطة الوسطى للبرنامج في الكود واختبر نطاق الالتقاط مرة أخرى.

س/أ: هل سيحترق المؤازرة إذا أمسك بالأشياء لفترة طويلة؟

هناك مخاطر. عندما تكون في حالة الدوار المقفل، يكون التيار كبيرًا ودرجة الحرارة مرتفعة. يوصى بإضافة التحكم في القوة أو استخدام مؤازرة مع حماية من التحميل الزائد لمنع التطبيق المستمر للقوة.

سؤال/ج: كيف يمكن جعل المخالب الميكانيكية تتحرك بشكل متزامن؟

يتم تشغيل المخدمين بنفس إشارة التحكم. ومع ذلك، قبل التجميع، يجب ضبط الزوايا الأولية للماكينتين يدويًا على نفس الحالة.。

س/ج: هل يمكن توصيل كيبل الإشارة الخاص بالتحكم بالسيرفو بطول طويل جداً؟

ولا يوجد رأي بأن أكثر من متر واحد مناسب. سوف تؤدي الخطوط الطويلة إلى حدوث تداخل وتسبب تشويه الإشارة. يفضل استخدام أسلاك محمية أو إضافة مكررات الإشارة.

الآن، من فضلك تذكر في ذهنك مرة أخرى الشعور بالتقاط كوب في الشتاء، والشعور بالإمساك به بشكل صحيح، وحالة عدم وجود قوة خفيفة أو ثقيلة، والقدرة على التحكم الثابت. هذا هو بالضبط نوع القدرة التي يمكن أن يمنحك المؤازرة المخلب الميكانيكي. إنها ليست آلة بدون درجة حرارة، بل هي أداة يمكنها إجراء حوار مفصل ودقيق معك. أنت تعطيه تعليمات واضحة، ويعطيك حركات دقيقة.

اقتراحات للعمل

لا تفكر في إكمال جميع مهام الزحف المعقدة مرة واحدة. ابدأ بأبسط هدف، مثل استخدام مخلب ميكانيكي للإمساك بقطعة بناء ثابتة من نفس الحجم. تحقيق التحكم في الوضع المستقر أولاً. بعد ذلك، حاول الاستيلاء على أشياء ذات أحجام مختلفة وإدخال فكرة التحكم في القوة. وأخيرًا، تعامل مع الأجسام المنزلقة وغير المنتظمة. كل خطوة مبنية على الخطوة السابقة، وترتفع ببطء مثل اللولب. تذكر أن الذكاء الحقيقي لا يأتي من قوة واحدة، بل من التحكم الدقيق والقوة اللطيفة والتغذية الراجعة الحساسة. عند البذر في الربيع والحصاد في الخريف، فإن كل جزء من صبرك في ضبط التفاصيل سيتحول في النهاية إلى فتح وإغلاق سلس وموثوق للمخلب الميكانيكي.