th th
en

การเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ LOCOMOTION

ที่มาภาพ https://www.indiamart.com/proddetail/humanoid-robot-systems-14520907248.html

การเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ คือ การกระทำด้วยกำลังเพื่อให้เกิดการเคลื่อนที่จากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง ซึ่งการที่หุ่นยนต์จะสามารถเคลื่อนที่ไปปฏิบัติงานในสภาพแวดล้อมต่าง ๆ ได้ขึ้นอยู่กับการออกแบบให้ปฏิบัติงานได้ตรงกับสภาพแวดล้อม การเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ แบ่งออกได้เป็น 6 ประเภทใหญ่ ๆ ดังนี้

  1. การเคลื่อนที่โดยใช้ล้อ (Wheel – Drive Locomotion)
  2. การเคลื่อนที่โดยใช้ล้อสายพาน (Track – Drive Locomotion)
  3. การเคลื่อนที่โดยใช้ขา (Legged Locomotion)
  4. การเคลื่อนที่โดยการบิน (Flight Locomotion)
  5. การเคลื่อนที่ในน้ำ (Swimming Locomotion)
  6. การเคลื่อนที่ในรูปแบบอื่น ๆ (Other Locomotion)

การเคลื่อนที่โดยใช้ล้อ (Wheel – Drive Locomotion)

unnamed file 500x262

ที่มาภาพ https://www.dailygizmo.tv/2019/04/02/boston-dynamics-handle-robot/

 

           การออกแบบโดยนำล้อมาใช้เป็นระบบขับเคลื่อนของหุ่นยนต์ มีรูปแบบการเคลื่อนที่คล้ายคลึงกับรถยนต์ เหมาะกับการเคลื่อนที่บนสภาพพื้นที่ราบเรียบ หรือมีพื้นผิวขรุขระบ้างเล็กน้อย หรือทางที่ต่างระดับเล็กน้อย


ข้อดี หุ่นยนต์จะสามารถเคลื่อนที่ได้รวดเร็ว ควบคุมทิศทางได้ง่าย ออกแบบระบบควบคุม ง่าย มีความซับซ้อนน้อย

ข้อจำกัด หุ่นยนต์ไม่สามารถจะเคลื่อนที่ไปในพื้นที่ต่างระดับมากได้ และพื้นที่ที่มีความขรุขระมากจะเคลื่อนที่ได้ลำบาก

การเคลื่อนที่โดยใช้ล้อสายพาน (Track – Drive Locomotion)

locomotion0002

ที่มาภาพ https://sites.google.com/site/robotieskorn111/kar-kheluxnthi-khxng-hun-ynt

          การออกแบบโดยนำเอาล้อและสายพานมาใช้เป็นระบบขับเคลื่อนของหุ่นยนต์ มีรูปแบบการเคลื่อนที่คล้ายคลึงกับรถถัง รถแทรกเตอร์ เหมาะกับการเคลื่อนที่บนสภาพพื้นที่ที่มีความต่างระดับและมีพื้นผิวขรุขระมาก ๆ ได้

ข้อดี หุ่นยนต์สามารถเคลื่อนที่ไปบนสภาพพื้นที่ที่มีความต่างระดับและมีพื้นผิวขรุขระมาก ๆ ได้ดี ควบคุมทิศทางได้ง่าย ออกแบบระบบควบคุมง่าย มีความซับซ้อนน้อย

ข้อจำกัด หุ่นยนต์ไม่สามารถเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงได้ และอาจก่อให้เกิดความเสียหายต่อพื้นผิวบริเวณที่หุ่นยนต์เคลื่อนที่ผ่าน เนื่องจากการตะกุยของล้อสายพาน

การเคลื่อนที่โดยใช้ขา (Legged Locomotion)

Introducing SpotMini YouTube Google Chrome 2016 06 23 13 38 28 640x396

ที่มาภาพ https://arstechnica.com/gadgets/2016/06/watch-boston-dynamics-newest-robodog-fetch-a-soda-and-slip-on-a-banana-peel/

          การออกแบบหุ่นยนต์โดยใช้รูปแบบเป็นขา ใช้เป็นระบบขับเคลื่อนของหุ่นยนต์ มีรูปแบบการเคลื่อนที่คล้ายคลึงกับการเคลื่อนที่ของสิ่งมีชีวิตเช่น สัตว์สี่ขา หรือ มนุษย์ เหมาะกับการเคลื่อนที่บนทุกสภาพพื้นผิว ทุกพื้นที่ต่างระดับ

ข้อดี หุ่นยนต์จะสามารถเคลื่อนที่ไปได้ในสภาพพื้นที่ซึ่งมีความต่างระดับสูง และมีพื้นผิวขรุขระมากได้ดี รวมทั้ง สามารถก้าวข้ามผ่านสิ่งกีดขวางได้

ข้อจำกัด หุ่นยนต์มีการเคลื่อนที่ช้า การควบคุมทำได้ยากลำบาก และออกแบบระบบควบคุมได้ยาก เนื่องจากมีความซับซ้อน ทั้งยังต้องมีการรักษาสมดุลของหุ่นยนต์ซึ่งเป็นระบบที่จำเป็นมากสำหรับการเคลื่อนที่ประเภทนี้

การเคลื่อนที่โดยบิน (Flight Locomotion)

locomotion0004

ที่มาภาพ https://sites.google.com/site/robotieskorn111/kar-kheluxnthi-khxng-hun-ynt

          การออกแบบโดยนำเอาปีก หรือใบพัดมาใช้เป็นระบบขับเคลื่อนของหุ่นยนต์ ให้ลอยตัวสูงเหนือพื้นดิน มีรูปแบบการเคลื่อนที่คล้ายคลึงกับเครื่องบินหรือเฮลิคอปเตอร์  เหมาะกับการเคลื่อนที่ไปทางอากาศ งานสำรวจ ตรวจการณ์

ข้อดี หุ่นยนต์สามารถเคลื่อนที่ไปได้ทุกสภาพพื้นที่ เช่น พื้นที่เสี่ยงภัย พื้นที่ที่เข้าถึงในทางบกหรือทางน้ำได้ยาก  มีความเร็วสูง มีระยะปฏิบัติงานไกล

ข้อจำกัด เนื่องจากหุ่นยนต์มีระยะปฏิบัติงานได้ไกล การออกแบบระบบควบคุม หรือการควบคุมจากระยะไกล ต้องมีประสิทธิภาพสูง ระบบควบคุมที่ไม่ดีพออาจทำให้หุ่นยนต์บินตก หรือหลุดออกนอกเส้นทางไปชนกับสิ่งปลูกสร้างได้

การเคลื่อนที่ในน้ำ (Swimming Locomotion)

robot1 f

ที่มาภาพ https://www.nsf.gov/discoveries/disc_summ.jsp?cntn_id=107009

          การออกแบบนำเอาใบพัด ครีบ หรือ ถังอับเฉาที่ใช้ในเรือดำน้ำ มาใช้เป็นระบบขับเคลื่อนของหุ่นยนต์ ให้ลอยตัวเคลื่อนที่ ไปบนผิวน้ำ หรือ ในน้ำได้  มีรูปแบบการเคลื่อนที่คล้ายคลึงกับเรือหรือเรือดำน้ำ  เหมาะกับการเคลื่อนที่ไปทางน้ำ งานสำรวจ ตรวจการณ์

ข้อดี การเคลื่อนที่ด้วยความเร็วบนผิวน้ำ หรือการดำน้ำลงไปเพื่อสำรวจใต้น้ำ และพื้นที่เสี่ยงภัยในน้ำ

ข้อจำกัด กรณีหุ่นยนต์มีการเคลื่อนที่ใต้น้ำซึ่งการควบคุมผู้ควบคุมจะไม่สามารถเห็นภาพได้ชัดเจน จึงต้องใช้อุปกรณ์หรือ Sensor อย่างอื่นเข้ามาช่วยในการควบคุม เช่น การสะท้อนกลับของคลื่นเสียง ระบบควบคุมจึงต้องมีการออกแบบระบบเป็นพิเศษอย่างมาก

การเคลื่อนที่ในรูปแบบอื่น (Other Locomotion)

ที่มาภาพ https://sites.google.com/site/robotieskorn111/kar-kheluxnthi-khxng-hun-ynt

การออกแบบการเคลื่อนที่ที่ไม่ใช้ล้อ สายพาน หรือใบพัด อาจเป็นการพัฒนาการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์เลียนแบบธรรมชาติ เช่น การออกแบบหุ่นยนต์งู จะใช้การรวมแรงลัพธ์ที่เกิดจากการบิดเคลื่อนที่ไปมาในแต่ละข้อ ขับดันให้เคลื่อนที่ไปข้างหน้า หุ่นยนต์ประเภทนี้ไปได้ทุกสภาพพื้นผิว สามารถขึ้นที่สูงและเข้าที่แคบได้จึงสามารถปฏิบัติงานได้หลากหลาย

จะเห็นได้ว่าการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์แต่ละประเภท ต้องคำนึงถึง สภาพแวดล้อมที่จะนำหุ่นยนต์ไปปฏิบัติงาน วัตถุประสงค์การใช้งาน การใช้พลังงานน้อยเพื่อปฏิบัติภารกิจได้ยาวนาน เสถียรภาพในการเคลื่อนที่ได้รวดเร็วคล่องตัว หลบหลีกอุปสรรคต่าง ๆ ได้ดี และงบประมาณสำหรับการออกแบบก็มีความสำคัญมากเช่นกัน

         

ที่มาข้อมูล 

https://sites.google.com/site/robotieskorn111/kar-kheluxnthi-khxng-hun-ynt

http://kanchanapisek.or.th/kp6/sub/book/book.php?book=36&chap=6&page=t36-6-infodetail03.html

https://arstechnica.com/gadgets/2016/06/watch-boston-dynamics-newest-robodog-fetch-a-soda-and-slip-on-a-banana-peel/

https://www.indiamart.com/proddetail/humanoid-robot-systems-14520907248.html

https://www.dailygizmo.tv/2019/04/02/boston-dynamics-handle-robot/

https://www.nsf.gov/discoveries/disc_summ.jsp?cntn_id=107009

 

ผู้เขียน : นายบริพัตร นิลอ้วน

 

 

กรอกอีเมลเพื่อติดตามข่าวสาร