طراحی زیبا و کاربردی مسیر عبور سیم و کابل

سی سال پیش صحبت از یک ربات که می‌تواند از پله‌ها بالا بروید خنده‌دار بود اما در حال حاضر روبات ASIMO از شرکت هوندا نه تنها می‌تواند از پله‌های تالار بالا برود بلکه ویالون هم می‌نوازد. هوندا با استفاده از ASIMO  ابتکارات خود را در برنامه‌نویسی، الکترونیک، حسگرها و مکانیک به معرض نمایش می‌گذارد.

اگر قاب روی ASIMO را بردارید به مهارت سازندگان در جزء به جزء این ربات از جمله مسیرهای مشخص سیم و کابل که در واقع شاهراه‌های اطلاعاتی و برق برای جان بخشی به این ربات شگفت انگیز هستند آشنا خواهید شد.

وقتی به زیر پوسته‌ی این ربات نگاه می‌کنیم، از خود می‌پرسیم چطور با هر حرکت آن سیم و کابل کشیده نمی‌شود؟ با این‌که توجه شما بیشتر  جذب پوسته‌ی آن می‌شود اما در داخل آن روی تک تک جزئیات با دقت کار شده است.

سیم و کابل کار بستن کیس را سخت می‌کنند و از جفت شدن قطعات اصلی جلوگیری می‌کنند. در نتیجه در هنگام مونتاژ طرح را خراب می‌کنند و گاهی اوقات مانع از حرکت چرخ دنده‌ها و اهرم‌ها شده که به خرابی منتهی می‌شود.

توجه به مسیر صحیح و مناسب سیم و کابل این مشکلات را حل کرده و باعث زیبایی طرح می‌شود.

چرا مسیر سیم و کابل اهمیت دارد

مسلم است که مسیر سیم و کابل باید طوری تعیین شود که امکان حرکت قطعات متحرک میسر باشد. اما چگونه؟ مسائل کلیدی چه چیزهایی هستند؟ همه چیز با بررسی خرابی‌ها شروع می‌شود.

اول از همه مسیر صحیح سیم و کابل مسیری است که سیم و کابل برق و سیم و کابل داده‌ها را از قطعات متحرک دور کرده و از آسیب رسیدن به قطعات جلوگیری کند. ممکن است یک ربات بازوی پیچیده‌ای داشته باشد. در این صورت سیم و کابل باید  طوری عبور کنند که فضای کافی را برای حرکت فراهم آورند.

ایجاد فضای کافی در نقاط صحیح به معنای کوتاه نگه داشتن فاصله در جاهای دیگر است. اگر لازم است که قطعات به همراه سیم و کابل حرکت کنند، معمولا در طول آن‌ها باید تفاوت‌هایی وجود داشته باشد و در هنگام طراحی باید به این نکته توجه شود.

نکته‌ی دوم جلوگیری از کشیدگی است. اگر قطعه‌ای متحرک باشد سیم و کابل به راحتی کشیده می‌‌شوند. اگر مسیر سیم و کابل به درستی تعیین شده باشد، دور مفاصل باید آزاد باشد.

البته ربات‌ها حداقل در حال‌ حاضر قادر نیستند خودشان را مونتاژ کنند، بنابراین باید این کار را چند نفر انجام دهند و هم‌چنین ترتیب مونتاژ قطعات نیز اهمیت دارد. انتخاب مسیر صحیح عبور سیم و کابل باعث می‌شود که سیم و کابل از کانکتورها و مفاصل دور باشند و قطعات به راحتی مونتاژ شوند. اگر قبلا سعی کرده‌اید یک رادیوی قدیمی را باز کنید و ببندید حتما دیده‌اید که هنگام جمع کردن قطعات و بستن پیچ‌ها چطور سیم و کابل از این طرف و آن طرف بیرون می‌زنند و کار را دشوار می‌کنند.

سرانجام این‌که مسیر مشخص عبور سیم و کابل زیبایی و نظم خاصی به کار می‌دهد. استیو جابز به خاطر پرداختن به این جزئیات زبانزد بود. او از همان زمان کودکی از پدرش یاد گرفته بود که حتی جزئیاتی هم که در جلوی چشم ما قرار نمی‌گیرند و پنهان می‌شوند نیز اهمیت دارند، این فلسفه را در تولیدات خود نیاز پیاده کرد. شاید زیبایی یکی از شروط فرعی به نظر برسد اما همه‌ی ما می‌دانیم وقتی زیبایی و شیک بودن هدف کار باشد چقدر به کارایی کمک می‌کند.

شکل‌های مختلف عبور سیم و کابل

سیم و کابل به روش‌های مختلفی در یک دستگاه عبور داده می‌شوند اما بیایید از ساده‌ترین آن شروع کنیم:

استفاده از بست برای عبور سیم و کابل

این بست‌ها ارزان بوده و استفاده از آن‌ها بسیار آسان است. با استفاده از این بست‌ها سیم و کابل فشرده نمی‌شوند. اما ایراد آن‌ها این است که نتیجه‌ی کار خیلی زیبا نمی‌شود و قطعات اضافه باعث صرف هزینه و زمان بیشتر برای مونتاژ می‌شود.

جلوگیری از کشش

همان طور که در بالا گفتیم، در بسیاری از سبک‌های عبور سیم و کابل جلوگیری از کشش خود یکی از پیش نیازهای کار است و بهتر است که پس از کانکتور، سیم و کابل را در مسیر عبور ضد کشیدگی قرار دهید. رایج ترین نوع مسیر عبور ضد کشیدگی با گیر انداختن سیم و کابل بین یک زائده و شکل نعل اسبی مانع از کشیدگی آن از دو طرف می‌شود.

در این روش برقرای یک تعادل لازم است: اول این‌که نباید سیم و کابل را بیش از حد خم کرد چون این کار خود یک فشار روی آن‌ها وارد می‌کند. دوم این‌که اصطکاک کافی را میان دو بخشی که سیم و کابل در بین‌شان گیر می‌کند را باید به وجود آورد تا سیم و کابل در بین آن‌ها سر نخورده و در نتیجه کشیده نشوند. برای خم کردن‌های مکرر سیم و کابل باید شعاع خم شدگی را حداقل به هشت برابر ضخامت کابل محدود کنید. اگر قرار است سیم و کابل فقط یک خم بخورد حداقل شعاع خمیدگی قطر سیم کافی خواهد بود.

دومین نکته‌ی مهم در این شکل از عبور سیم و کابل، ایجاد اصطکاک کافی برای ثابت نگه داشتن سیم و کابل و جلوگیری از حرکت آن است. فرمول‌ها ساده هستند اما همیشه نیاز به تعامل پیچیده‌ای بین مواد است. البته قانون این است که هر چه خمیدگی سیم و کابل بیشتر باشد می‌تواند، نیروی بیشتری را تحمل کرده و سر نخورد. از آن جایی که این کار مستقیما بر خلاف اصل کاهش کشیدگی است، پس بهتر است شعاع خمیدگی را تا جایی که امکان دارد به حداقل برسانید.

مسیرهای عبور سیم و کابل با کمک ترموپلاستیک

در مواقعی که نیاز است سیم و کابل جای خود ثابت باشند تا خطری ایجاد نشود، مثلا وسایلی که مورد استفاده‌ی بچه‌های کوچک است سیم و کابل این وسایل با استفاده از گرما دادن یک نوع پلاستیک در کنار یکدیگر قرار می‌گیرند و خطر آزاد شدن آن‌ها و در نتیجه ایجاد خطر به حداقل می‌رسد. البته برای انجام این کار باید مراقب باشید که اولا پلاستیک‌ها به خوبی ذوب شده و به هم جوش بخورند و دوما سیم و کابل زیرین را خراب نکنند.

مسیرهای عبور سیم و کابل گیره‌ای

مسیر‌های عبور سیم و کابل گیره‌ای کار مونتاژ را بسیار راحت می‌کنند. با این گیره‌ها نیاز به پیچ یا وسایل دیگر، حرارت دادن و خم کردن سیم و کابل ندارید. فقط آن‌ها را به داخل گیره ببرید و کار تمام است. 

بست‌های زیپی

بست‌های زیپی نیز یکی دیگر از راه حل‌ها خوب برای تعیین مسیر عبور سیم و کابل است اما باید در استفاده از آن‌ها کمی احتیاط کنید. گرچه این بست‌ها بسیار محکم هستند اما اگر به لبه‌های تیز برخورد کنند پاره می‌شوند.