โครงสร้างพื้นฐานของหุ่นยนต์

โครงสร้างพ้ืน
ฐานของหุ่นยนต์

สาขาวิชา ชา่ งไฟฟ้ากำลัง ใบเนื้อหาการเรียนรู้หนว่ ยที่ 4
วิชา หุน่ ยนตเ์ บ้อื งตน้ จำนวน 4 ชัว่ โมง
รหสั วชิ า 20104 - 2118
ช่ืองาน งานโครงสรา้ งหุ่นยนต์

งานที่ 4

งานโครงสร้างของหนุ่ ยนต์

ถ้าเปรียบเทียบหุ่นยนต์กับมนุษย์แล้ว ภาคแมคคานิคก็เปรียบเหมือนกับร่างกายที่ทำให้การ
เคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ได้โดยภาคแมคคานิคจะประกอบด้วย 2 ส่วนใหญ่ๆ นั่นคือส่วนของโครงร่าง และ
ส่วนทเี่ คลอ่ื นไหว

4.1 โครงร่าง

โครงร่างของหุ่นยนต์ถ้าเปรียบกับมนุษย์ก็จะเปรียบเหมือนโครงกระดูกของมนุษย์ แต่โครงร่าง
ของหุ่นยนต์จะสร้างจากวัสดุที่มีความแตกต่างกัน โดยขึ้นอยู่กับจุดประสงค์การใช้งาน โดย วัสดุที่นิยม
นำมาสร้างเป็นโครงรา่ งหุ่นยนต์ ไดแ้ ก่

4.1.1 ไม้ โครงร่างที่ทำด้วยไม้ส่วนใหญ่จะสร้างโดยการตัดหรือเลื่อยไม้ชนิดแผ่น เช่น ไม้อัด
หรือ ไม้บัลซ่า ซึ่งโครงร่างแบบนี้มีข้อดีคือสามารถตัด เจาะง่าย น้ำหนักเบา เหมาะสำหรับผู้ เริ่มต้นทำ
หนุ่ ยนต์ แต่ข้อด้อยของโครงร่างแบบนีจ้ ะแข็งแรงสโู้ ครงร่างแบบเหล็กไมไ่ ด้ และโครงร่างที่ สร้างด้วยไมจ้ ะ
บิดตวั เมอื่ โดนความชน้ื หรอื น้ำ และโครงสรา้ งแบบไม้ยังสามารถตดิ ไฟได้ดว้ ย

ภาพท่ี 4.1 ตวั อย่างห่นุ ยนต์ท่ีสร้างดว้ ยโครงสร้างไม้

สาขาวชิ า ช่างไฟฟา้ กำลงั ใบเนอ้ื หาการเรียนรู้หนว่ ยที่ 4
วชิ า หนุ่ ยนต์เบอื้ งต้น จำนวน 4 ชว่ั โมง
รหัสวิชา 20104 - 2118
ช่อื งาน งานโครงสรา้ งห่นุ ยนต์

4.1.2 เหล็ก โครงร่างของหุ่นยนต์ที่ทำด้วยเหล็กนั้นจะมีข้อดีคือมีความแข็งแรงทนทาน สูงแต่
ข้อด้อยก็คือ การตดั ประกอบนั้นมีความยุง่ ยากต้องอาศัยเคร่ืองมือพิเศษ เช่น เครอื่ งตัดเหล็ก เคร่ืองเช่ือม
เหล็ก เป็นต้น และโครงร่างที่ทำด้วยเหล็กนั้นจะมีน้ำหนักมากทำให้มอเตอร์ส่วนเคลื่อนที่มี ขนาดใหญ่
โครงร่างแบบนี้จึงเหมาะกับหุ่นยนต์ที่ต้องทำงานในโรงงานอุตสาหกรรมเพราะจะต้องมี ความทนทานสูง
และใชพ้ ลังงานในการเคลอ่ื นที่มาก

ภาพท่ี 4.2 ตัวอย่างห่นุ ยนต์ที่สรา้ งดว้ ยโครงสรา้ งเหล็ก

ภาพท่ี 4.3 ตวั อย่างรปู แบบเหล็กชนดิ ตา่ งๆ

4.1.3 อลูมเิ นียม โครงร่างของหนุ่ ยนต์ท่ีทำดว้ ยอลมู ิเนยี มจะมีข้อดีคอื มีนำ้ หนกั เบา ตัด เจาะ ง่าย
กว่าแบบโลหะ แต่ข้อด้อยของอลมู เิ นยี มคอื ไม่สามารถเชื่อมแบบเชอื่ มโลหะด้วยเครื่องเชื่อมได้ ดังน้ันเวลา
ประกอบอลมู ิเนียมจะใช้วธิ ีใชน้ อ๊ ตยดึ หรือ ยิงหมุดย้ำ (RIVET) เทา่ น้นั

สาขาวชิ า ชา่ งไฟฟ้ากำลัง ใบเน้อื หาการเรยี นรหู้ นว่ ยที่ 4
วิชา หนุ่ ยนต์เบือ้ งตน้ จำนวน 4 ชั่วโมง
รหัสวชิ า 20104 - 2118
ชือ่ งาน งานโครงสร้างหุ่นยนต์

ภาพที่ 4.4 ตวั อยา่ งหุ่นยนต์ท่ีสรา้ งดว้ ยโครงสรา้ งอลมู ิเนยี ม

ภาพที่ 4.5 ตัวอย่างรปู แบบอลมู เิ นยี มชนดิ ต่างๆ
4.1.4 พลาสติกและแผ่นฟิวเจอร์บอร์ด โครงร่างของหุ่นยนต์ท่ีทำด้วยพลาสติกจะมีข้อดีคือ
น้ำหนักเบา ส่วนตัดเจาะ จะใช้วิธีคล้ายกับการสร้างโครงร่างด้วยไม้ โดยโครงร่างของหุ่นยนต์ที่เป็น
พลาสติกจะแบ่งเปน็ 2 ประเภท คอื โครงร่างท่ขี นึ้ รปู เป็นพลาสติกจากโรงงาน โดยโครงสรา้ งแบบนจ้ี ะเปน็
รูปแบบตามทีเ่ รา ต้องการโดยไม่ตอ้ งตดั เจาะ แต่วา่ ต้องอาศยั เครือ่ งจักรในการข้นึ รูป
ส่วนแบบที่สองคือเราใช้แผ่น พลาสติกเป็นวัสดุ ดังนั้นเวลาสร้างโครงสร้างจึงต้องมีการตัดเจาะ
ประกอบคล้ายแบบไม้ และเวลา ประกอบพลาสตกิ เขา้ ด้วยกนั เรากน็ ยิ มใช้กาวติดพลาสตกิ ซึ่งเปน็ กาวชนิด
พิเศษ
ส่วนวสั ดุฟิวเจอร์บอร์ดนั้นมขี ้อดีคือ น้ำหนักเบา ตัดง่ายด้วยคัตเตอรห์ รือ กรรไกร และติดได้ง่าย
ด้วยกาวลาเท็กซ์หรือเทปกาว 2 หน้า จึงเหมาะกับผู้เริ่มต้นที่จะสร้างโครงร่างหุ่นยนต์ แต่มีข้อด้อยคือ

สาขาวิชา ชา่ งไฟฟา้ กำลงั ใบเนอ้ื หาการเรียนรหู้ นว่ ยที่ 4
วิชา หุ่นยนต์เบ้ืองตน้ จำนวน 4 ชว่ั โมง
รหสั วิชา 20104 - 2118
ชื่องาน งานโครงสร้างหุ่นยนต์

ลักษณะของฟิวเจอร์บอร์ดจะเป็นลูกฟูกทำให้เกิดช่องว่างเกิดขึ้นทำให้ไม่สามารถสร้าง ชิ้นงานที่มีขนาด
เล็กได้ ดงั น้ันในการใช้งานต้องพิจารณาลายของลูกฟูกก่อนการตัด

ภาพท่ี 4.6 ตัวอยา่ งหุน่ ยนต์ที่สรา้ งด้วยโครงสรา้ งพลาสติกและแผ่นฟวิ เจอร์บอร์ด ภาพท่ี

4.7 ตัวอย่างรูปแบบพลาสติกและแผ่นฟิวเจอร์บอรด์ ชนดิ ต่างๆ
4.1.5 ไทเทเนียม ไทเทเนียมเป็นวัสดุคล้ายกับพวกโลหะแต่มีน้ำหนักเบา มีความทนทานสูงไม่
เป็นสนิม ทนทานต่อปฏิกิริยาเคมี เราจึงใช้ไทเทเนียมในโครงร่างหุ่นยนต์ที่ต้องการความทนทาน และ
น้ำหนักเบา เช่น หุ่นยนต์สำรวจดาวอังคาร แต่ด้วยราคาของไทเทเนียมที่มาราคาสูงมากทำให้เราไม่นิยม
นำมาเปน็ โครงร่างของหุ่นยนตโ์ ดยท่ัวไป

สาขาวชิ า ช่างไฟฟ้ากำลัง ใบเนอ้ื หาการเรยี นรหู้ นว่ ยท่ี 4
วิชา หุ่นยนตเ์ บอ้ื งตน้ จำนวน 4 ชว่ั โมง
รหสั วชิ า 20104 - 2118
ชื่องาน งานโครงสรา้ งหนุ่ ยนต์

ภาพที่ 4.8 ตัวอย่างหนุ่ ยนต์ที่สรา้ งด้วยโครงสรา้ งไทเทเนียม

ภาพท่ี 4.9 ตวั อย่างรปู แบบไทเทเนียมชนิดตา่ งๆ