Make a Humanoid Robot
ربات انسان‌نما
2018-05-16
کدنویسی
چالش کدنویسی ربات
2019-01-31

لرزه‌نگار

ساخت لرزه نگار با وسایل رباتیک

ساخت لرزه نگار یا زلزله نگار

سطح علمی

زمان ساخت

ارسال توسط

نوع سازه

لرزه‌ نگار

 
 
 
در هر لحظه پدیده های طبیعی متفاوتی در سیاره ی ما در حال رخ دادن است. برخی از آنان نظیر رعد و برق، گردباد، سیل و طوفان های شدید دلایل جوی دارند و برخی دیگر مانند سونامی، زمین لرزه و آتشفشان به دلایل زمین شناختی رخ می‌دهند.
 

 
 

 
از جمله سؤالاتی که در مورد زمین لرزه ممکن است به ذهن کنجکاو انسان برسد عبارت است از:
زمین لرزه چرا و چگونه ایجاد می‌شود و چه تأثیری برپدیده‌های طبیعی دیگر دارد؟
آیا علوم مدرن توانایی پیش بینی زمین لرزه را دارند یا می‌توانند از وقوع آن جلوگیری کنند؟
آیا فعالیت‌های انسانی نیز در وقوع آن تأثیر گذار است؟
آیا شایعات شبهه علم درباره‌ی دستیابی بشر به تکنولوژی‌های پیشرفته برای ایجاد زمین لرزه در نقاط دلخواه سطح زمین صحت دارند؟
 
 
در ادامه تلاش می‌کنیم تا با تشریح ماهیت زمین لرزه، دلایل و عوامل تأثیر گذار، به تعدادی از این قبیل پرسش‌ها پاسخی علمی دهیم. اما برای درک بهتر این جواب ها بهتر است اطلاعات کلی را در باره‌ی اجزای این کره خاکی بدست آوریم و با برخی از مهمترین نظریات مطرح در حوزه علوم زمین آشنا شویم.
 
 
 
ساختار سیاره‌ی زمین از لحاظ خواص مکانیکی به پنج لایه اصلی تقسیم می‌شود. این پنج لایه که شامل هسته داخلی، هسته خارجی، گوشته داخلی، گوشته خارجی و پوسته می‌شوند دارا ی ضخامت، دما، حالت و عناصر تشکیل دهنده متفاوتی هستند.
 


 

زمین شناسی و ژئوفیزیک شاخه هایی از علوم هستند که به مطالعه و بررسی ویژگی های مختلف کره زمین و قسمت های تشکیل دهنده آن می پردازند. در اوایل قرن بیستم بر پایه فرضیات دانشمندی آلمانی به نام آلفرد وگنر (Alfred Wegener) و همچنین با مطالعه داده های زمین شناسی و ژئوفیزیکی نظریه ای با عنوان صفحات تکتونیک (Plate-Tectonic Theory) ارائه شد که بر اساس آن صفحه خارجی سطح زمین (پوسته و قسمت جامد گوشته بالایی) که لیتوسفر نام دارد به هفت یا هشت صفحه اصلی و چندین صفحه کوچکتر تقسیم می شوند و مرز میان این صفحات را گسل می‌نامند. صفحات تکتونیک بر روی قسمت گوشته زمین که خمیری شکل است شناورند و نسبت به یکدیگر حرکت می کنند (حدود ۲ تا ۴ اینچ در سال) به گونه ای که نوع و جهت بر خورد این صفحات با یکدیگر می‌تواند در محل گسل‌ها موجب بروز پدیده های مختلفی از جمله زمین لرزه، فعالیت های آتشفشانی، به وجود آمدن چاله های دریایی و یا پدیده کوهزایی شود. در تصویر روبرو نقشه صفحات و گسل های بینشان نمایش داده شده است.

 

 
امواج مکانیکی به دو نوع عرضی و طولی تقسیم می شوند. در امواج طولی جهت نوسانات با جهت انتشار موج هم سو می باشد. برای درک بهتر امواج طولی یک فنر را در نظر بگیرید که در راستای طولش منقبض و منبسط می‌شود. اما در امواج عرضی جهت نواسانات بر جهت انتشار موج عمود است. از امواج مکانیکی طولی می‌توان به موج طولی داخل یک فنر و امواج صوتی اشاره کرد و بارزترین مثال برای امواج عرضی انتشار امواج دایروی هم مرکز بر روی سطح آب ناشی از سقوط سنگ داخل یک حوضچه آب و یا موج مکزیکی تماشاچیان وزشگاه می باشد.
 
 

 
امواج مکانیکی زمین لرزه هم که از برخورد صفحات پوسته زمین در محل گسل‌ها ایجاد می‌شوند بسته به نوع برخورد صفحات می‌توانند امواج عرضی یا امواج طولی و یا ترکیبی از این دو باشند. اما آنچه مورد توجه باید قرار بگیرد آن است که سرعت انتشار امواج طولی بیش از امواج عرضی است و آثار تخریبی بیشتری دارند. چرا که اکثر سازه‌های ساختمانی به دلیل این که باید بتوانند وزن طبقات را تحمل کنند، در برابر نیروی عمودی استحکام بیشتری دارند درحالی که در برابر نیروهای افقی آسیب پذیرترند. به همین دلیل زمین لرزه ای که موجب انتشار امواج طولی در پوسته زمین می‌شود توانایی بیشتری در تخریب سازه‌های ساختمانی دارد.
 

 

فواید و لزوم لرزه نگاری


 
تشخیص، اندازه گیری و ثبت تعدادی از پارامترهای زمین لرزه همچون شدت، زمان و دامنه موج لرزه‌ها استفاده‌های فراوانی در مطالعات زمین شناسی و همچنین در پیشگیری از حوادث بعد زلزله و امداد رسانی خواهند داشت. برای مثال با اندازه گیری شدت لرزه‌ها و مقایسه آن‌ها با یکدیگر در مکانی خاص می توان زلزله اصلی را از پیش لرزه و پس لرزه‌ها تشخیص داد یا با بررسی زمان و شدت ثبت شده توسط چند لرزه نگار که در فاصله‌های مختلفی نصب شده باشند می‌توان مرکز زمین لرزه را تعیین کرد و قطعاً شناسایی مرکز وقوع زمین لرزه هم در تعیین اولویت مکانی امدادرسانی و هم در تشخیص موقعیت گسل‌های فعال نقش اساسی خواهند داشت. همچنین یکی از روش‌های پیش گیری و کاهش آسیب های جانی و مالی ناشی از زلزله، شناسایی مناطق زلزله خیز یا همان محل گسل‌ها و مطالعه و بررسی میزان فعالیت آن‌ها خواهد بود. زیرا وقوع زلزله در مناطقی که گسل‌های فعالی دارند محتمل‌تر است. بنابراین در هنگام ساخت و سازهای عمرانی در این مناطق می‌توان بر اصول و استانداردهای ایمنی تأکید بیشتری نمود و آموزش‌های ضروری مربوط به زلزله را به ساکنان این مناطق ارائه کرد.
 

لرزه نگار

ژئوفیزیکدانان امواج لرزشی زمین را توسط دستگاهی به نام لرزه نگار (Seismograph) اندازه گیری و ثبت می‌کنند. نمونه قدیمی‌تر این لرزه نگارها که به صورت کاملاٌ مکانیکی کار می‌کردند از یک نوار نقاله، یک قلم متصل به یک وزنه سنگین و تعدادی فنر برای به تعلیق نگه داشتن وزنه تشکیل شده بودند. اساس کار این لرزه نگارها به این صورت است که قبل از وقوع زلزله نوک قلم بر روی نوار نقاله قرار دارد و چون لرزشی وجود ندارد اثر قلم بر روی نوار کاغدی یک خط مستقیم خواهد بود. اما با وقوع زمین لرزه، قسمت نوار لرزه نگار که به پایه و زمین متصل هست به همراه زمین شروع به لرزش می‌کند اما قلم و وزنه متصل به آن به علت حالت تعلیق و جرم زیاد وزنه، به راحتی تحت تأثیر نیروی خارجی (نیروی موج لرزه های زمین) قرار نمی‌گیرد و مطابق قانون اول نیوتون (پایستگی اینرسی) در وضعیت پیشین خود ثابت باقی می‌ماند بنابراین سطح نوار نسبت به نوک قلم حرکات نوسانی خواهد داشت و قلم بر روی کاغذ خطوطی نوسانی مطابق با شدت و بسامد موج های لرزه ای زمین رسم خواهد کرد. با درجه بندی سطح نوار نقاله و اندازه گیری میزان دامنه نواسانات می‌توان شدت زمین لرزه را نیز اندازه گیری کرد.
 
 

آموزش آنلاین ساخت ربات


۱- ساخت پایه

 
برای ساخت قسمت پایه از تسمه های ۱۵ تایی و دو صفحه سبز لبه دار بزرگ استفاده کنید.
 

 
 

 

۲- ساخت شاسی و یاتاقان سازی

از تسمه های فلزی بلند و کوتاه برای ساخت شاسی و صلب کردن آن استفاده کنید.
صفحات فلزی سبز و قرمز را به منظور یاتاقان سازی روی شاسی نصب کنید.

 

۳- ادامه ساخت شاسی

 
به منظور سهولت ثبت حرکت نوک قلم بر روی کاغذ از صفحه سبز لبه دار به عنوان "زیر دستی" استفاده کنید.
 

 

 

۴- نصب محورها

نصب محورها و پایه برای نصب موتور
استفاده از بوش لاستیکی و پولی‌ها برای حرکت بهتر نوار کاغذی حول محورها


 

۵- ساخت دکل و وزنه

ساخت دکل برای نصب کش، فنر یا نخ
برای ساخت وزنه صفحات کوچک را به یکدیگر متصل کنید.

 
 

 

۶- نصب موتور

نصب موتور و انتقال نیرو توسط چرخ دنده حلزونی
 
 

 

۷- جلوگیری از شل شدن نوار

در نصب محوری که کاغذ دور آن پیچیده شده است از بوش لاستیکی استفاده می کنیم تا به خاطر اصطکاکی که با صفحات قرمز پیدا می‌کند مانع هرز چرخیدن محور و خود به خود باز شدن نوار کاغذی شود.
 
 

 

۸- تکمیل سازه

با نصب پاورپک و نوار کاغذی لرزه نگار را کامل کنید.
 
 
مطلع شدن
از
guest
2 دیدگاه
قدیمی‌ترین
جدیدترین بیشترین رأی
Inline Feedbacks
مشاهده تمام دیدگاه‌‌ها
Matinaparsaee
Matinaparsaee
1 سال پیش

عالی بود اموزشتون فقط می خواستم بدونم از کجا میشه قطعاتشو بصورت پک تهیه کنیم؟

Pishrobot
ادمین
Pishrobot
1 سال پیش
Reply to  Matinaparsaee

سلام، خوشحالیم که از این سازه خوشتون اومده.
برای خرید کیت های مربوط به این سازه لطفا به لینک زیر مراجعه فرمایید:
https://shop.pishrobot.com/product-category/robots-and-robotic-kits/robot-construction-kits/kairobot/
با هر کدوم از این کیت‌ها میشه سازه‌های زیادی ساخت.

2
0
دیدگاه‌های خود را با ما در میان بگذارید...x
()
x