ส่วนประกอบของหุ่นยนต์ (Robot)

ในหุ่นยนต์หนึ่งตัวจะประกอบด้วยอุปกรณ์และชิ้นส่วนต่างๆมากมาย ซึ่งอุปกรณ์แต่ละชนิดนั้นจะมีหน้าที่แตกต่างกันไป ตามลักษณะและวัตถุประสงค์ของการใช้งาน การเลือกใช้จึงจำเป็นต้องอาศัยความรู้ความเข้าใจรวมถึงความเหมาะสม เพื่อให้หุ่นยนต์สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ รวดเร็ว คงทน และประหยัดพลังงาน



หุ่นยนต์จะแบ่งส่วนประกอบใหญ่ๆ เป็น 4 ส่วน

ตัวอย่างส่วนประกอบของหุ่นยนต์

1. อุปกรณ์ทางกล แมคคานิค (mechanic) คือ ชิ้นส่วนกลไกต่างๆของหุ่นยนต์ เช่น โครงสร้าง เพลา เฟือง สกรูส่งกำลัง สายพาน โซ่ สปริง ข้อต่อสวมเพลา คลัตช์ เบรก ข้อต่อ ก้านต่อโยง ตลับลูกปืนและปลอกสวม

- โครงสร้าง (frame) โครงสร้างเป็นส่วนประกอบหลักสำคัญของหุ่นยนต์
- เพลา (shaft) เพลาเป็นชิ้นส่วนที่มีลักษณะเป็นก้านทรงกระบอกที่หมุนได้ ใช้ในการส่งถ่ายกำลังจากอุปกรณ์ขับเร้า
- เฟือง (gear) เฟืองทำหน้าที่ส่งกำลังจากเพลาหนึ่งไปยังอีกเพลาหนึ่ง
- สกรูส่งกำลัง (power screw) สกรูส่งกำลังมีหน้าที่ส่งกำลังโดยเปลี่ยนจากการหมุนเป็นการเลื่อ
- สายพาน (belt) สายพานมีหน้าที่ส่งกำลังจากเพลาหนึ่งไปยังอีกเพลาหนึ่ง
- โซ่ (chain) โซ่มีหน้าที่ส่งกำลังจากเพลาหนึ่งไปยังอีกเพลาหนึ่ง
- ข้อต่อ (joint) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้เชื่อมต่อชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่สัมพัทธ์กันของหุ่นยนต์
- สปริง (spring) สปริงเป็นชิ้นส่วนที่มีความยืดหยุ่น ทำหน้าที่ได้หลายประเภท
- ข้อต่อสวมเพลา (coupling) ข้อต่อสวมเพลาเป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ส่งถ่ายแรงบิดระหว่างเพลาสองเพลา
- คลัตช์ (clutch) คลัตช์เป็นอุปกรณ์ที่ทำหน้าที่ส่งถ่ายแรงบิดระหว่างเพลาสองเพลา
- เบรก (break) เบรกเป็นอุปกรณ์ควบคุมการเคลื่อนที่ของชิ้นส่วน โดยการทำให้การเคลื่อนที่ช้าลง
- ตลับลูกปืนและปลอกสวม (bearing and bush) เป็นอุปกรณ์ที่ใช้รองรับจุดหมุน หรือจุดต่างๆที่เคลื่อนที่ของหุ่นยนต์
- ก้านต่อโยง (link) วัตถุที่นำมาเชื่อมต่อเพื่อสร้างการเคลื่อนไหวของหุ่นยนต์

2. อุปกรณ์ขับเร้า แอคชูเอเตอร์ (actuator) คือ อุปกรณ์ที่สามารถเปลี่ยนแปลงพลังงานไฟฟ้าที่ป้อนเข้าให้กลายเป็นการกระจัด การเคลื่อนที่ หรือแรง เช่น มอเตอร์ไฟฟ้า ระบบนิวแมติกส์ และระบบไฮโดรลิกส์

- มอเตอร์ไฟฟ้า (electric motor) เป็นอุปกรณ์เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล ทำหน้าที่เป็นตัวขับให้กลไกต่างๆของหุ่นยนต์เคลื่อนไหว
- สเตปเปอร์มอเตอร์ (stepper motor) ใช้งานควบคุมทิศทางการหมุนตามตำแหน่งที่ต้องการได้
- เซอร์โวมอเตอร์ (Servo motor) ควบคุมให้ทำงานเฉพาะตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งได้
- ระบบนิวแมติกส์ (pneumatic) โดยใช้แรงดันของอากาศ เป็นตัวขับเคลื่อนอุปกรณ์ต่างๆ ให้เป็นพลังงานกล
- ระบบไฮโดรลิกส์ (hydraulic) โดยใช้แรงดันของเหลว เป็นตัวขับเคลื่อนอุปกรณ์ต่างๆ ให้เป็นพลังงานกล

3. อุปกรณ์ไฟฟ้า อิเลคทรอนิกส์ (electronic) คือ อุปกรณ์ที่ใช้สัญญาณทางระบบไฟฟ้า เช่น อุปกรณ์ตรวจรู้ วงจรขับต่างๆ และอุปกรณ์แสดงผล

- อุปกรณ์ตรวจรู้ เซ็นเซอร์ (Sensor) ใช้สำหรับตรวจวัดปริมาณของตัวแปรต่างๆ ใช้ในการรับค่า (input) ปริมาณทางฟิสิกส์ (physic)
- เอนโคดเดอร์ (Encoder) มีความสำคัญมากใช้ในการวัดมุมเพลาของมอเตอร์
- อุปกรณ์แสดงผล (output device ) อุปกรณ์ที่ใช้แสดงค่า (output) สถานะต่างๆ ของหุ่นยนต์ให้มนุษย์ทราบ
- ชุดขับมอเตอร์ (motor driver) เป็นส่วนสำคัญที่จะทำให้มอเตอร์เกิดการหมุน

4. อุปกรณ์ควบคุม คอนโทรลเลอร์ (controller) คือสมองกลที่ควบคุมการทำงานของหุ่นยนต์ เช่น สมองกลที่ประดิษฐ์จากอุปกรณ์อิเลคทรอนิกส์ เครื่องควบคุมขนาดเล็ก คอมพิวเตอร์ชนิดแผงวงจรสำเร็จรูป เครื่องควบคุมเชิงตรรกะที่สามารถโปรแกรมได้ และคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล

- สมองกลที่ประดิษฐ์จากอุปกรณ์อิเลคทรอนิกส์
- ไมโครคอนโทรลเลอร์ (microcontroller)
- คอมพิวเตอร์ชนิดแผงวงจรสำเร็จรูป (SBC : Single Board Computer)
- พีแอลซี (PLC : Programmable Logic Controller)
- คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (PC : Personal Computer)