حركة الجذر - كيف تعمل

الحركية العكسية (فقط للإصدارات الاحترافية)

في الأساس، يتم إنشاء الرسوم المتحركة عن طريق تغيير الزوايا عند المفاصل في الهيكل العظمي بكميات محددة مسبقًا. يتغير موضع الاتصال الفرعي وفقًا لدوران الأصل، لذلك يمكن تحديد نقطة نهاية سلسلة الاتصال من خلال الزوايا والمواضع النسبية لكل عقدة محددة في السلسلة. تُعرف هذه الطريقة لتغيير وضع الهيكل العظمي باسم الكينماتيكا إلى الأمام.

ومع ذلك، غالبا ما يكون من المفيد النظر إلى مشكلة تحديد موضع الاتصالات من الجانب الآخر - من الموضع المحدد في الفضاء. من خلال العمل للخلف، ابحث عن طريقة صالحة لوضع الاتصالات بحيث تتطابق نقطة النهاية مع الموضع المحدد مسبقًا عندما تريد أن يلمس أحد الأشخاص كائنًا عند نقطة محددة من قبل المستخدم، أو أن يضع أقدامه بشكل صحيح على نقطة ما. سطح غير مستو. يُطلق على هذا الأسلوب اسم "الحركيات العكسية" (IK) ويدعمه Mecanim لأي شخصية بشرية مع الصورة الرمزية التي تم تكوينها بشكل صحيح

لإعداد IK لشخصية ما، عادةً ما يكون لديك كائنات موضوعة على المسرح الذي تتفاعل معه الشخصية، ثم تقوم بتعيين IK باستخدام برنامج نصي، وتحديدًا باستخدام وظائف Animator مثل SetIKPositionWeight وSetIKRotationWeight وSetIKPosition وSetIKRotation وSetLookAtPosition وbodyPosition ، دوران الجسم

في الرسم التوضيحي أعلاه نظهر شخصية ترفع جسمًا أسطوانيًا. كيف وصلنا قيام بذلك؟

نبدأ بشخصية لها صورة رمزية صالحة.

قم بعد ذلك بإنشاء وحدة تحكم Animator تحتوي على رسم متحرك واحد على الأقل للشخصية. بعد ذلك، في جزء الطبقات من نافذة Animator، انقر فوق أيقونة إعدادات الترس الخاصة بالطبقة وحدد مربع الاختيار IK Pass في القائمة المنبثقة.

تأكد من تعيين وحدة التحكم في الرسوم المتحركة لمكون الرسوم المتحركة الخاص بالشخصية:

بعد ذلك، أرفق به نصًا يعتني فعليًا بـ IK، دعنا نسميه IKControl. يحدد هذا البرنامج النصي هدف IK لليد اليمنى للشخصية، وموضع مظهرها لجعلها تنظر إلى الكائن الذي تحمله:

باستخدام UnityEngine؛ باستخدام النظام؛ باستخدام System.Collections؛ فئة عامة IKControl: MonoBehaviour (محمي Animator animator؛ public bool ikActive = false؛ public Transform rightHandObj = null؛ public Transform lookObj = null؛ void Start () (animator = GetComponent ()؛ ) // رد اتصال لحساب IK void OnAnimatorIK() ( if(animator) ( // إذا كان IK نشطًا، فاضبط الموضع والتدوير مباشرة على الهدف. if(ikActive) ( // اضبط موضع هدف المظهر، إذا تم تعيين واحد if(lookObj != null) ( animator.SetLookAtWeight(1); animator.SetLookAtPosition(lookObj.position); ) // اضبط موضع الهدف الأيمن ودورانه، إذا تم تعيينه if(rightHandObj != null) ( animator.SetIKPositionWeight(AvatarIKGoal.RightHand,1); animator.SetIKRotationWeight(AvatarIKGoal.RightHand,1); animator.SetIKPosition(AvatarIKGoal.RightHand,rightHandObj.position); animator.SetIKRotation(AvatarIKGoal.RightHand,rightHandOb); ي .rotation) ; ) ) // إذا لم يكن IK نشطًا، فاضبط موضع اليد وتدويرها ثم عد إلى الموضع الأصلي else ( animator.SetIKPositionWeight(AvatarIKGoal.RightHand,0); animator.SetIKRotationWeight(AvatarIKGoal.RightHand ,0) ; animator.SetLookAtWeight(0);

نظرًا لأننا لا نريد أن يمسك الشخص بالكائن بأكمله بيده، فإننا نضع الكرة في مكان تمسك فيه اليد بالأسطوانة ونقوم بتدويرها وفقًا لذلك.

تعرفنا في الدرس السابق على طريقة الكينماتيكا المباشرة، والتي تنتقل فيها العلاقات الهرمية من الأجداد إلى الأحفاد. يؤدي هذا إلى حقيقة أن الكائنات الفرعية ترث سلوك الكائنات الأصلية جزئيًا أو كليًا وفي نفس الوقت ليس لها أي تأثير عليها. هذا النوع من الارتباط الهرمي يجعل من السهل تحريك الكائنات المكونة من عدد كبير من العناصر، بشرط أن يتم تعيين نفس التحويلات لجميع عناصر الكائن. ومع ذلك، لن يكون من المفيد أن تؤثر حركة عنصر واحد على جميع العناصر الأخرى المرتبطة داخل كائن معقد، مع مراعاة موقعها في السلسلة الهرمية، وكذلك خصائصها. تتم محاكاة هذا السلوك باستخدام الكينماتيكا العكسية، أو كما يقال كثيرًا، الكينماتيكا العكسية (Inverse Kinematics)، وهي أمثلة بسيطة لاستخدامها سننظر إليها في هذا الدرس.

الجوانب النظرية

مفهوم الكينماتيكا العكسية

تختلف الكينماتيكا العكسية عن الكينماتيكا المباشرة بمبدأ مختلف للوراثة. إذا تم تحديد تحول الأحفاد باستخدام الحركية المباشرة من خلال تحول أسلافهم، فعند استخدام الحركية العكسية، يقوم المتحدرون بتحريك الكائنات الأصلية، أي أن البرنامج يحسب موضع الكائنات الأصلية واتجاهها بناءً على الموضع والاتجاه من الطفل المتحول. يُطلق على السليل الذي يتسبب في تحولات كائنات أخرى وفقًا لقوانين الكينماتيكا العكسية إما المستجيب ( المستجيب)، إذا كان يقع في منتصف فرع هرمي منفصل، أو مؤثر نهائي ( نهايةالمستجيب) إذا كان هو الهدف النهائي لهذا الفرع. يتم التلاعب بالسلسلة الهرمية بأكملها من خلال المستجيب. وفي هذه الحالة، فإن تحول المستجيب النهائي يضمن تحول جميع كائنات الفرع الهرمي وفقًا لقوانين الكينماتيكا العكسية، ويؤدي تحول المستجيب فقط إلى حقيقة أن موضع الأجسام الأدنى في التسلسل الهرمي يتغير وفقًا لقوانين الكينماتيكا العكسية. لقوانين الكينماتيكا المباشرة، والأشياء ذات التسلسل الهرمي الأعلى - وفقًا لقوانين الكينماتيكا العكسية.

لرؤية هذا، قم بإنشاء مشهد بسيط مع نوع من الصولجان على غرار البدائية هيدراوعشرة توري وأسطوانة ذات قواعد مشطوفة (الشكل 1). ربط الكائنات بالأداة يختارووصلة(تحديد وربط) الابتعاد عن الكائن هيدرا 01 للاعتراض تشامفيرسيل 01 - نتيجة لذلك، سوف تتحول الاسطوانة إلى كائن جذر (الشكل 2). حدد الأسطوانة وحركها إلى اليسار - وستتحرك معها جميع الكائنات الأخرى التابعة لها. حيث أن حركة إحدى التوريات الموجودة في منتصف السلسلة ستؤدي إلى حركة كائنات السلسلة فقط التي هي أبناءها، بينما الكائنات الموجودة فوقها في التسلسل الهرمي ستبقى في مكانها (الشكل 3) . ارجع إلى الموضع الأصلي للكائنات وقم بتنشيط الوضع الحركي العكسي عن طريق الفتح في اللوحة تَسَلسُلإشارة مرجعية إكوالنقر على الزر تفاعليةإكوالتي ينبغي تسليط الضوء عليها (الشكل 4). احفظ مشهد العمل في ملف وكرر نفس العمليات مع تحريك الأسطوانة والحارة - سيؤدي تحريك الكائن الأول إلى نفس النتائج كما كان من قبل، ولكن تغيير موضع الحيدة سيؤدي إلى تغييرات مقابلة في موضع جميع الكائنات الأخرى (وليس فقط الأطفال فيما يتعلق به) العناصر، بما في ذلك الكائن الجذر (الشكل 5). في هذه الحالة، فإن موضع الأجسام الموجودة في التسلسل الهرمي أسفل الطارة المتحركة (في هذه الحالة تلعب دور المستجيب ببساطة) سيتغير وفقًا لقوانين الحركية المباشرة، والأشياء ذات التسلسل الهرمي الأعلى - وفقًا للقوانين من الكينماتيكا العكسية.

التحكم في دوران وحركة الأشياء

العودة إلى مشهد العمل المحفوظ، حدد الكائن هيدرا 01 وحركه، ومراقبة جميع كائنات السلسلة الهرمية، وسوف تكون مقتنعا بالنقص الكامل في السيطرة عليها، لأن موضع واتجاه الأخير يتغير بطريقة لا يمكن التنبؤ بها (الشكل 6). ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه افتراضيًا، يُسمح بأي نوع من الحركة والدوران للأشياء التي يتحكم فيها المستجيب. من الناحية العملية، في أغلب الأحيان، لا يمكن تحويل الكائنات المتصلة إلا بطريقة معينة، مما يعني أن جميع خيارات التحويل الأخرى محظورة عليها.

يتم تنظيم هذا الجانب من الكينماتيكا العكسية بشكل أساسي من خلال المعلمات المشتركة، والتي تجعل من الممكن تحديد المحاور وضمن أي حدود ( التناوبمشتركس) و/أو التحرك ( انزلاقمشتركس) كائن فرعي أو آخر بالنسبة إلى الأصل. بمعنى آخر، تحدد المعلمات المشتركة طبيعة تحويل الاتصال (أو، كما يقال غالبًا، مشترك أو مشترك) بين الكائنات التابعة والأصلية. يتم تكوين هذه المعلمات في علامة التبويب إكلوحات تَسَلسُلومع ذلك، بشكل افتراضي، تتوفر فقط المعلمات المسؤولة عن الحد من دوران الكائنات في السلسلة الهرمية ( التناوبمشتركس). القدرة على إدارة الكائنات باستخدام المعلمات انزلاقمشتركسلن تظهر إلا بعد تعيين وحدة تحكم IK متخصصة لها. ويتم هذا الأخير من خلال القائمة الرسوم المتحركة=>إكالحلول(الرسوم المتحركة=>حلول IK)، والتي تتضمن تعيين إحدى وحدات تحكم IK التالية للكائنات:

• أهلاًحلالا (تاريخمستقلحلالا) - وحدة تحكم مستقلة تاريخيًا (تعتبر الأكثر عالمية للرسوم المتحركة للشخصية)؛
• عالية الدقةحلالا (تاريخمتكلحلالا) - وحدة تحكم تابعة تاريخياً؛
• إكفرع الشجرهحلالا- وحدة تحكم للرسوم المتحركة للأطراف (مصممة لكائنين فقط من السلسلة الهرمية)؛
• خددإكحلالا- وحدة تحكم الخط.

لا توفر وحدات التحكم هذه الوصول إلى المعلمات فقط انزلاقمشتركسولكنها توفر أيضًا الكثير من الاحتمالات نظرًا لأنها تحول التسلسل الهرمي العادي إلى ما يسمى بالسلاسل الحركية العكسية ( إكسلسلة) ، وهي كائنات تحكم غير مرئية تعمل على تبسيط إدارة عناصر التسلسل الهرمي وفقًا لقوانين الحركية العكسية. خارجيًا، في نوافذ العرض، تظهر دوائر IK كسلسلة من الشعيرات المتقاطعة والخطوط التي تربط بداية ونهاية دائرة IK معينة. يتم تحديد هذه العناصر بالطريقة المعتادة (من خلال النقر على علامة التقاطع أو استخدام يختاربواسطةاسم)، ولكن لا يتم تحريرها من خلال اللوحة يُعدِّل(مثل الكائنات الأخرى)، ومن خلال اللوحة حركة. بغض النظر عن نوع جهاز التحكم، يتم إنشاء دوائر IK بنفس الطريقة: يتم اختيار العنصر الأول من الدائرة المقترحة، ثم يتم تعيين جهاز تحكم IK له، ويتم تحديد العنصر الأخير من السلسلة. يكمن الاختلاف بين وحدات تحكم IK في استخدام طرق مختلفة لتحويل سلاسل IK عند حساب حلول IK.

للتأكد من أن سلاسل IK تبسط إدارة عناصر التسلسل الهرمي، قم بإنشاء نموذج مبسط للساق (الفخذ وأسفل الساق مع القدم) - الشكل 1. 7. اربطهم في سلسلة هرمية، وابدأ هذه العملية من الأسفل، بحيث تصبح الأسطوانة العلوية (أي الفخذ) في النهاية هي الكائن الجذر. قم بتشغيل وضع الكينماتيكا العكسية وحاول تحريك قدمك إلى اليسار - لن تكون النتيجة على الإطلاق هي نفسها التي يمكن ملاحظتها عند المشي، لأنه حتى مع حركة صغيرة، ستكون المنعطفات في المفاصل كبيرة جدًا (الشكل 8). الآن قم بإنشاء كائن وهمي إضافي في الجزء العلوي من الفخذ وقم بإدراجه في التسلسل الهرمي ككائن جذر. حدد كائنًا وهميًا وقم بتعيين وحدة تحكم للدائرة أهلاًحلالاباستخدام الأمر الرسوم المتحركة=>إكالحلول=>أهلاًحلالاوتحديد القدم باعتبارها المستجيب النهائي - عند تنفيذ هذا الإجراء، سيمتد خط منقط خلف مؤشر الماوس (الشكل 9). سيؤدي ذلك إلى إنشاء سلسلة حركية معكوسة مع وحدة التحكم IK، والتي سيتم الإشارة إليها من خلال ظهور خط يمتد من أعلى الفخذ إلى القدم وعلامة تقاطع (وهذا هو ما يسمى بالكائن المستهدف إكهدف) عند النقطة المرجعية للمستجيب (الشكل 10). إذا قمت بتحريك الشعيرات، سترى أن الساق تتحرك وتنحني وتدور بحيث تكون النقطة المرجعية للقدم دائمًا في وسط الشعيرات، لكن القدم نفسها لا تتحرك بالنسبة إلى أسفل الساق (الشكل 11). ). حاول تحريك حركة مماثلة من خلال النقر على الزر آليمفتاح، قم بتنشيط الإطار الخمسين، واسحب علامة التقاطع للخلف قليلاً، ثم في الإطار المائة، قم بإعادتها إلى موضعها الأصلي وإيقاف تشغيل وضع إنشاء المفاتيح التلقائي. قم بتشغيل الرسوم المتحركة وسترى محاكاة مبسطة للغاية للمشي (الشكل 12). وبطبيعة الحال، المشي الحقيقي لا يزال بعيدا، ولكننا سنقتصر على هذا في الوقت الراهن ونعود إلى هذه المسألة في أحد الدروس القادمة، عندما نتحدث عن بناء التسلسل الهرمي باستخدام العظام.

دعنا نعود إلى مشهد العمل مع الصولجان المحفوظ على القرص ونحاول تجربة إعداد المعلمات المشتركة قليلاً. حدد الكائن الجذر من القائمة الرسوم المتحركة=>إكالحلول(الرسوم المتحركة=>حلول IK) حدد الأمر عالية الدقةحلالاوأشر الماوس إلى المستجيب النهائي (أي الكائن هيدرا 01). حدد كائنًا هيدرا 01، حركه مرة أخرى في أحد الاتجاهات ولاحظ أن النتيجة أكثر واقعية (الشكل 13). حدد كائنًا تشامفيرسيل 01 وافتح الإشارة المرجعية إكلوحات تَسَلسُل. بشكل افتراضي، المعلمات الخاصة به هي انزلاقمشتركسخانات الاختيار المعطلة نشيطفيما يتعلق بجميع المحاور الثلاثة وتمكين المعلمات التناوبمشتركس(الشكل 14). وهذا يعني أن هذا الجسم يمكن أن يدور بأي شكل من الأشكال، لكنه ممنوع من الحركة بالنسبة إلى أي من المحاور. على سبيل المثال، قم بإلغاء قيد الانزلاق بالنسبة للمحور زعن طريق تشغيل مربع الاختيار نشيطفي الفصل زمحور- بعد ذلك يتم تحديد موضع الجسم واتجاهه تشامفيرسيلسوف يصبح 01 مختلفًا تمامًا عندما يتحرك المؤثر النهائي (الشكل 15 و16)؛ إرجاع القيد. لاحظ أنه حتى مع وجود قيد منزلق، فإن بعض إزاحة الكائن تشامفيرسيل 01 لا يزال يحدث، حيث لا يتم تعيين القيود مباشرة على الكائنات، ولكن على اتصالاتها مع بعضها البعض ( مشترك)، أي على المفاصل (إذا قمنا بتشبيهها بالطرف البشري). حاول أيضًا وضع قيود على دوران الكائن تشامفيرسيل 01 فيما يتعلق بجميع المحاور الثلاثة، مما سيسمح بتحقيق التثبيت الصارم لموضع واتجاه كائن معين، بينما ستظل جميع العناصر الأخرى لسلسلة IK خالية تمامًا من أي قيود على الدوران والانزلاق (الشكل 17).

أرز. 14. الظهور الأولي لللفائف المفاصل المنزلقةو المفاصل الدورانيةللكائن تشامفيرسيل 01

وضع حدود التقييد

بالإضافة إلى تمكين/تعطيل القيود المفروضة على الانزلاق والدوران في اللفائف انزلاقمشتركسو التناوبالمفاصليمكنك تنظيم مقدار الحركة أو الدوران المسموح به بالنسبة إلى محور واحد أو آخر، أي تعيين حدود القيود. يتم تحقيق ذلك عن طريق تحديد المربع محدود(الحد) وتحديد قيم حدود التدوير في الحقول منو ل("من وإلى"). مشهد العمل الخاص بنا ليس مناسبًا جدًا لتجربة حدود الانزلاق والدوران، لذا قم بإنشاء مشهد جديد لثلاث أسطوانات بأقطار مختلفة، موضوعة فوق بعضها البعض بحيث تكون الأسطوانة ذات نصف القطر الأكبر في الأعلى (يجب أن تكون عند الأصل)، وفي الأسفل - الأصغر (الشكل 18). ارتفاع جميع الأسطوانات هو نفسه ويساوي 30. اربطها في سلسلة هرمية، وابدأ هذه العملية من الأعلى بحيث تنتهي الأسطوانة السفلية في النهاية ككائن الجذر (الشكل 19).

حدد الاسطوانة السفلية وقم بتعيين الدائرة لوحدة التحكم أهلاًحلالاباستخدام الأمر الرسوم المتحركة=>إكالحلول=>أهلاًحلالاوتحديد الاسطوانة العلوية باعتبارها المستجيب النهائي. حدد الاسطوانة العلوية وعلى علامة التبويب إكلوحات تَسَلسُلفي التمرير التناوبالمفاصلقم بإزالة خانات الاختيار نشيطلجميع المحاور الثلاثة، وفي التمرير انزلاقمشتركستمكين خانة الاختيار نشيطللمحور ز. قم بإجراء عملية مماثلة للأسطوانة الوسطى، وبالنسبة للأسطوانة السفلية، يمنع جميع أنواع تحويلات المفاصل. بعد ذلك حاول تحريك الاسطوانة العلوية لأعلى ولأسفل - بعد الأذونات المحددة لها، ستتحرك بالنسبة للمحور ز(الشكل 20) ويمكنه التحرك لأعلى ولأسفل إلى أجل غير مسمى دون أي قيود. الآن لنضع حدود الأسطوانات لحركتها على طول المحور زبحيث يتم غمر الاسطوانة العلوية أولاً بالكامل في الاسطوانة الوسطى، ثم الاسطوانة الوسطى في الاسطوانة السفلية. وهذا يعني أن النتيجة النهائية يجب أن تكون نوعًا من تقليد الأنبوب القابل للطي (على سبيل المثال، التلسكوب). أسهل طريقة هي تحديد القيود المناسبة مع التحكم البصري في الحدود، وهو ممكن عن طريق الزيادة والتناقص بالماوس مع الضغط على مفتاح Ctrl القيم المقابلة في الحقول الموجودة على يمين حقول الإدخال (دون تمكين خانة الاختيار في الوقت الراهن محدود). في هذه الحالة، سيتم عرض الحالة الحالية للأسطوانات على الفور في نافذة العرض النشطة. حدد الأسطوانة العلوية وبهذه الطريقة (أي تغيير المعلمات أثناء الضغط باستمرار على مفتاح Ctrl) تأكد من أن موضعها الأولي (أي عندما تشغل موضعها الأصلي) يطابق القيمة من، يساوي 30، والنهائي (عندما تكون هذه الاسطوانة مغمورة بالكامل في الاسطوانة السفلية) - إلى القيمة ل، يساوي 0. وبالمثل، حدد قيم القيود للأسطوانة الوسطى، والتي ستكون هي نفسها تمامًا بالنسبة للمهمة المطروحة. قم بتمكين خانات الاختيار المناسبة محدود(الشكل 21)، وسترى أنه عند تحريك الأسطوانة العلوية، فإن "المنظار" الخاص بنا سوف يُطوى بالفعل على النحو المنشود (الشكل 22). احفظ مشهد العمل الخاص بك في ملف. تحريك حركة الأسطوانات: قم بتنشيط وضع إنشاء المفتاح التلقائي، واسحب شريط التمرير إلى الإطار الأخير، وحرك الأسطوانة العلوية بحيث تكون مغمورة تمامًا في الأسطوانة السفلية، وقم بتعطيل وضع إنشاء المفتاح التلقائي. احفظ المشهد في ملف (سنحتاجه لاحقًا).

أرز. 21. المظهر النهائي للتمرير المفاصل المنزلقةللأسطوانات العلوية والمتوسطة

إذا رغبت في ذلك، يمكن جعل اتصال الكائنات أكثر سلاسة من خلال تمكين مربع الاختيار لقيود المفاصل المقابلة يُسَهّل(تُستخدم هذه الميزة غالبًا لتحريك النماذج "الناعمة"). على سبيل المثال، قم بذلك بالنسبة للأسطوانات العلوية والمتوسطة (الشكل 23). بعد ذلك، سيصبح تأثير تحريك الأسطوانات أثناء الرسوم المتحركة أكثر ليونة، حيث ستبدأ الأسطوانة الوسطى في التحرك ليس عندما تصل الأسطوانة العلوية إلى الحد الأدنى، ولكن قبل ذلك بقليل.

الكينماتيكا العكسية (الرسوم المتحركة الحركية العكسية، إنجليزي الكينماتيكا العكسية، IK) هي عملية تحديد معلمات الأجسام المرنة المتصلة (على سبيل المثال، زوج حركي أو سلسلة حركية) لتحقيق الموضع والاتجاه والموقع المطلوب لهذه الكائنات. الكينماتيكا العكسية هي نوع من تخطيط الحركة (إنجليزي). تُستخدم الحركية العكسية بنشاط في الروبوتات والرسوم المتحركة الحاسوبية ثلاثية الأبعاد وفي تطوير ألعاب الكمبيوتر. يتم استخدامه بشكل أساسي في المواقف التي يكون فيها تحديد المواقع الدقيقة للمفاصل المرنة لجسم واحد أمرًا ضروريًا مقارنة بالأشياء البيئية الأخرى. خوارزمية الكينماتيكا العكسية هي عكس خوارزمية الكينماتيكا المباشرة.

يوتيوب الموسوعي

1 / 3

الكينماتيكا المباشرة والعكسية في 3DS Max

Anime Studio Pro 10, 11 (Moho Pro) - كيفية ربط الحركية العكسية بشخصية عظمية

الكينماتيكا العكسية الكاملة للعظم في Anime Studio Pro (Moho Pro) / الكينماتيكا العكسية الكاملة

ترجمات

وصف

يتم تطبيق الحركية العكسية، مثل الحركية المباشرة، على نماذج لأي شخصيات أو كائنات تم إنشاؤها باستخدام الرسوم المتحركة الهيكلية. جوهر الرسوم المتحركة للهيكل العظمي هو أن الكائن يتكون من مجموعة من الأجزاء الصلبة (المكونات) المتصلة بالمفاصل. في هذه الحالة، يمكن دمج المقاطع في أزواج حركية، والتي بدورها يتم دمجها في سلاسل حركية. تشكل هذه الأجزاء سلاسل هرمية لها مستوى "علوي" و"أدنى". تسمى الأجزاء (المكونات) من المستويات العليا مكونات السلف (أو الأجزاء الأصلية)، وتسمى مكونات المستويات السفلية المكونات السليلة (أو الأجزاء الفرعية). فمثلاً، إذا نظرنا إلى يد الإنسان، فإن مفصل الكتف سيكون أعلى مستوى، وطرف الإصبع سيكون أدنى مستوى، أي المكون النازل لمفصل الكتف. يقع مفصل الكوع داخل السلسلة، وسيحتوي على قطعتي الوالدين (الكتف) والطفل (الرسغ والأصابع).

الفرق الرئيسي بين الكينماتيكا المباشرة والحركية العكسية هو أنه مع الكينماتيكا المباشرة، ينتقل أي تأثير عبر سلسلة هرمية من الأعلى إلى الأسفل. فمثلاً عندما يتحرك مفصل الورك، تتحرك جميع فروعه، أي مفصل الركبة وسائر المفصل. تستخدم الكينماتيكا العكسية مبدأ يتعارض تمامًا مع المبدأ المباشر - حيث تؤدي حركة المكونات السليلة إلى تغيير في موضع المكونات السلف، أي أن الخوارزمية تحسب موضع واتجاه المكونات السلف بناءً على موضع واتجاه المكونات السليلة .

في الكينماتيكا العكسية، يُطلق على الجزء الفرعي (المكون المنحدر)، الذي يتسبب في تغيير موضع واتجاه الكائنات الأخرى ويقع في منتصف سلسلة هرمية منفصلة من المقاطع، المستجيب. إذا كان المستجيب هو الهدف النهائي لسلسلة هرمية معينة، فإنه يسمى المستجيب النهائي. ومن خلال المستجيب يتم التلاعب بالسلسلة الهرمية بأكملها. يؤدي التغيير في موضع و/أو اتجاه المستجيب النهائي إلى تغيير في موضع و/أو اتجاه جميع أجزاء السلسلة الهرمية وفقًا لقوانين الحركية العكسية. يؤدي التغيير في موضع و/أو اتجاه المستجيب البسيط (غير النهائي) إلى حقيقة أن موضع الأجسام الأدنى في التسلسل الهرمي يتغير وفقًا لقوانين الحركية المباشرة، والأشياء ذات التسلسل الهرمي الأعلى - وفقًا للقوانين من الكينماتيكا العكسية.

مفتاح التنفيذ الناجح للحركيات العكسية هو الرسوم المتحركة ضمن القيود: يجب أن تتصرف أطراف نموذج الشخصية ضمن حدود مجسمة معقولة. وينطبق الشيء نفسه على الأجهزة الروبوتية، التي لها قيود مادية مثل البيئة التي تعمل فيها، والقيود على حركة مفاصلها، والأحمال المادية والسرعات المحدودة التي يمكنها العمل بها.

الاستخدام والأمثلة

الكينماتيكا العكسية هي أداة غالبًا ما يستخدمها فنانو الرسومات ثلاثية الأبعاد. من الأسهل للفنان التعبير عن الإجراء المكاني المطلوب بدلاً من التعامل مباشرة مع زوايا المفاصل. على سبيل المثال، تسمح الحركية العكسية للفنان بتحريك ذراع نموذج شخصية بشرية ثلاثية الأبعاد إلى الموضع والاتجاه المطلوب. في هذه الحالة، تقوم الخوارزمية نفسها، وليس الفنان، باختيار الزوايا الصحيحة لمفصل الرسغ والكوع والكتف.

على سبيل المثال، إذا أراد شخص ما الإمساك بمقبض الباب بيده، فيجب على دماغه إجراء الحسابات اللازمة لوضع يد الشخص وجذعه بشكل صحيح. الهدف الرئيسي هو تحريك اليد، ولكن يجب استخدام العديد من المفاصل المعقدة ذات المفاصل المتعددة لإيصال اليد إلى الكائن المطلوب. وتحدث عملية مماثلة في التطبيقات التكنولوجية - من أجل تحقيق الهدف المنشود، يجب إجراء الحسابات الرياضية للحركيات العكسية لوضع الأطراف بالطريقة الصحيحة. من الأمثلة التي غالبًا ما تكون هناك حاجة إلى حسابات حركية عكسية في الروبوتات. على سبيل المثال، يريد مشغل الروبوت وضع كائن باستخدام مناول، لكنه بطبيعة الحال لا يريد التحكم في كل مفصل من مناول بشكل منفصل.

تشمل التطبيقات الأخرى التي تستخدم الحركية العكسية رسومات الحاسوب والرسوم المتحركة. على سبيل المثال، يريد رسامو الرسوم المتحركة التحكم في نموذج شخصية بشرية يتم إنشاء الرسوم المتحركة الخاصة بها بالكمبيوتر، ولكن من الصعب جدًا تحريك المفاصل الفردية. الحل هو محاكاة المفاصل الافتراضية لـ"الدمية" والسماح لرسام الرسوم المتحركة بتحريك أذرع الدمية وأرجلها وجذعها، وسيقوم الكمبيوتر، باستخدام الكينماتيكا العكسية، تلقائيًا بتوليد مواضع الأطراف اللازمة لتحقيق النتيجة.

غالبًا ما تُستخدم الحركية العكسية في ألعاب الكمبيوتر لإنشاء رسوم متحركة لشخصيات بشرية. تُستخدم الحركية العكسية بشكل أساسي لإنشاء رسوم متحركة لأرجل النماذج البشرية أو البشرية. على سبيل المثال، من السهل جدًا إنشاء رسوم متحركة لحركة (المشي والجري) لشخص أو حيوان بري إذا كان يتحرك على مستوى مسطح. ومع ذلك، إذا كانت التضاريس غير مستوية (متكتلة أو وعرة أو وعرة أو جبلية)، فإن إنشاء رسوم متحركة دقيقة للمشي يعد مهمة مستحيلة تقريبًا. لن تتوافق الرسوم المتحركة للساقين مع تضاريس السطح، والتي ستظهر في تأثيرات مثل انزلاق الأرجل على طول السطح ووضع غير دقيق للساقين بالنسبة لها (سوف "تغوص" القدم في السطح أو "لا" وصول إليه). من أجل الحل عالي الجودة والفعال لهذه المشكلات، يتم استخدام الكينماتيكا العكسية.

تشمل التطبيقات الأخرى التي تستخدم الكينماتيكا العكسية المعالجة التفاعلية والتحكم في الرسوم المتحركة وتجنب الاصطدام.

ملحوظات

روابط خارجية

مصادر باللغة الإنجليزية

• هوغو الياس.معكوس الكينماتيكا أرشفة 13 أغسطس 2011.
• هوغو الياس.معكوس   الكينماتيكا   -   طرق محسنة   (الإنجليزية) . freespace.virgin.net. تم الاسترجاع 5 يونيو، 2009. أرشفة 13 أغسطس 2011.
• Robot معكوس الكينماتيكا (الإنجليزية). www.learnaboutrobots.com. تم الاسترجاع 5 يونيو، 2009. أرشفة 13 أغسطس 2011.
• كيف تتحرك الشخصيات في ألعاب الفيديو بسلاسة؟ (إنجليزي) . تم الاسترجاع 5 يونيو، 2009. أرشفة 13 أغسطس 2011.
• مارتن جون بيكر. 3D Theory - الكينماتيكا - المفاصل معكوس الكينماتيكا (الإنجليزية). www.euclideanspace.com. تم الاسترجاع 5 يونيو، 2009. أرشفة 13 أغسطس 2011.
• ليديا إي كافراكي.البروتين   معكوس   الحركية   و   الحلقة   الإغلاق   المشكلة. cnx.org. تم الاسترجاع 5 يونيو، 2009. أرشفة 13 أغسطس 2011.
• دييغو بارك.رسومات الحاسوب (الإنجليزية). diegopark.googlepages.com. تم الاسترجاع 5 يونيو، 2009. أرشفة 13 أغسطس 2011.
• بيل باكستر.

يتم استخدامه بشكل أساسي في المواقف التي يكون فيها تحديد المواقع الدقيقة للمفاصل المرنة لجسم واحد أمرًا ضروريًا مقارنة بالأشياء البيئية الأخرى. خوارزمية الكينماتيكا العكسية هي عكس خوارزمية الكينماتيكا الأمامية.

وصف

يتم تطبيق الحركية العكسية، مثل الحركية المباشرة، على نماذج لأي شخصيات أو كائنات تم إنشاؤها باستخدام الرسوم المتحركة الهيكلية. جوهر الرسوم المتحركة للهيكل العظمي هو أن الكائن يتكون من مجموعة من الأجزاء الصلبة (المكونات) المتصلة بالمفاصل. مشترك). في هذه الحالة، يمكن دمج المقاطع في أزواج حركية، والتي بدورها يتم دمجها في سلاسل حركية. تشكل هذه الأجزاء سلاسل هرمية لها مستوى "علوي" و"أدنى". تسمى الأجزاء (المكونات) من المستويات العليا مكونات السلف (أو الأجزاء الأصلية)، وتسمى مكونات المستويات السفلية المكونات السليلة (أو الأجزاء الفرعية). فمثلاً، إذا نظرنا إلى يد الإنسان، فإن مفصل الكتف سيكون أعلى مستوى، وطرف الإصبع سيكون أدنى مستوى، أي المكون النازل لمفصل الكتف. يقع مفصل الكوع داخل السلسلة، وسيحتوي على قطعتي الوالدين (الكتف) والطفل (الرسغ والأصابع).

الفرق الرئيسي بين الكينماتيكا المباشرة والحركية العكسية هو أنه مع الكينماتيكا المباشرة، ينتقل أي تأثير عبر سلسلة هرمية من الأعلى إلى الأسفل. فمثلاً عندما يتحرك مفصل الورك، تتحرك جميع فروعه، أي مفصل الركبة وسائر المفصل. تستخدم الكينماتيكا العكسية مبدأ يتعارض تمامًا مع المبدأ المباشر - حيث تؤدي حركة المكونات السليلة إلى تغيير في موضع المكونات السلف، أي أن الخوارزمية تحسب موضع واتجاه المكونات السلف بناءً على موضع واتجاه المكونات السليلة .

في الكينماتيكا العكسية، يُطلق على الجزء الفرعي (المكون المنحدر) الذي يسبب تغييرًا في موضع واتجاه الكائنات الأخرى ويقع في منتصف سلسلة هرمية منفصلة من المقاطع المستجيب. المستجيب) . إذا كان المستجيب هو الكائن النهائي لسلسلة هرمية معينة، فإنه يسمى المستجيب النهائي. نهاية المستجيب). ومن خلال المستجيب يتم التلاعب بالسلسلة الهرمية بأكملها. يؤدي التغيير في موضع و/أو اتجاه المستجيب النهائي إلى تغيير في موضع و/أو اتجاه جميع أجزاء السلسلة الهرمية وفقًا لقوانين الحركية العكسية. يؤدي التغيير في موضع و/أو اتجاه المستجيب البسيط (غير النهائي) إلى حقيقة أن موضع الأجسام الأدنى في التسلسل الهرمي يتغير وفقًا لقوانين الحركية المباشرة، والأشياء ذات التسلسل الهرمي الأعلى - وفقًا للقوانين من الكينماتيكا العكسية.

مفتاح التنفيذ الناجح للحركيات العكسية هو الرسوم المتحركة ضمن القيود. قيود): يجب أن تتصرف أطراف نموذج الشخصية ضمن حدود مجسمة معقولة. وينطبق الشيء نفسه على الأجهزة الروبوتية، التي لها قيود مادية مثل البيئة التي تعمل فيها، والقيود على حركة مفاصلها، والأحمال المادية والسرعات المحدودة التي يمكنها العمل بها.

الاستخدام والأمثلة

الكينماتيكا العكسية هي أداة غالبًا ما يستخدمها الفنانون ثلاثي الأبعاد. من الأسهل للفنان التعبير عن الإجراء المكاني المطلوب بدلاً من التعامل مباشرة مع زوايا المفاصل. على سبيل المثال، تسمح الحركية العكسية للفنان بتحريك ذراع نموذج شخصية بشرية ثلاثية الأبعاد إلى الموضع والاتجاه المطلوب. في هذه الحالة، تقوم الخوارزمية نفسها، وليس الفنان، باختيار الزوايا الصحيحة لمفصل الرسغ والكوع والكتف.

على سبيل المثال، إذا أراد شخص ما الإمساك بمقبض الباب بيده، فيجب على دماغه إجراء الحسابات اللازمة لوضع يد الشخص وجذعه بشكل صحيح. الهدف الرئيسي هو تحريك اليد، ولكن يجب استخدام العديد من المفاصل المعقدة ذات المفاصل المتعددة لإيصال اليد إلى الكائن المطلوب. وتحدث عملية مماثلة في التطبيقات التكنولوجية - من أجل تحقيق الهدف المنشود، يجب إجراء الحسابات الرياضية للحركيات العكسية لوضع الأطراف بالطريقة الصحيحة. من الأمثلة التي غالبًا ما تكون هناك حاجة إلى حسابات حركية عكسية في الروبوتات. على سبيل المثال، يريد مشغل الروبوت وضع كائن باستخدام مناول، لكنه بطبيعة الحال لا يريد التحكم في كل مفصل من مناول بشكل منفصل.

التطبيقات الأخرى التي يتم فيها استخدام الكينماتيكا العكسية هي تطبيقات رسومات الحاسوب والرسوم المتحركة. على سبيل المثال، يريد رسامو الرسوم المتحركة التحكم في نموذج شخصية بشرية يتم إنشاء الرسوم المتحركة الخاصة بها بالكمبيوتر، ولكن من الصعب جدًا تحريك المفاصل الفردية. الحل هو محاكاة المفاصل الافتراضية لـ"الدمية" والسماح لرسام الرسوم المتحركة بتحريك أذرع الدمية وأرجلها وجذعها، وسيقوم الكمبيوتر، باستخدام الكينماتيكا العكسية، تلقائيًا بتوليد مواضع الأطراف اللازمة لتحقيق النتيجة.

غالبًا ما تُستخدم الحركية العكسية في ألعاب الكمبيوتر لإنشاء رسوم متحركة لشخصيات بشرية. تُستخدم الحركية العكسية بشكل أساسي لإنشاء رسوم متحركة لأرجل النماذج البشرية أو البشرية. على سبيل المثال، من السهل جدًا إنشاء رسوم متحركة لحركة (المشي والجري) لشخص أو حيوان بري إذا كان يتحرك على مستوى مسطح. ومع ذلك، إذا كانت التضاريس غير مستوية (متكتلة أو وعرة أو وعرة أو جبلية)، فإن إنشاء رسوم متحركة دقيقة للمشي يعد مهمة مستحيلة تقريبًا. لن تتوافق الرسوم المتحركة للساقين مع تضاريس السطح، والتي ستظهر في تأثيرات مثل انزلاق الأرجل على طول السطح ووضع غير دقيق للساقين بالنسبة لها (سوف "تغوص" القدم في السطح أو "لا" وصول إليه). من أجل الحل عالي الجودة والفعال لهذه المشكلات، يتم استخدام الكينماتيكا العكسية.

تشمل التطبيقات الأخرى التي تستخدم الكينماتيكا العكسية المعالجة التفاعلية والتحكم في الرسوم المتحركة وتجنب الاصطدام.

اكتب مراجعة عن مقال "الكينماتيكا العكسية"

ملحوظات

روابط خارجية

مصادر باللغة الإنجليزية

• هوغو الياس.(إنجليزي) . freespace.virgin.net. تم الاسترجاع 5 يونيو، 2009.
• هوغو الياس.(إنجليزي) . freespace.virgin.net. تم الاسترجاع 5 يونيو، 2009.
• (إنجليزي) . www.learnaboutrobots.com. تم الاسترجاع 5 يونيو، 2009.
• (إنجليزي) . تم الاسترجاع 5 يونيو، 2009.
• مارتن جون بيكر.(إنجليزي) . www.euclideanspace.com. تم الاسترجاع 5 يونيو، 2009.
• ليديا إي كافراكي.(إنجليزي) . cnx.org. تم الاسترجاع 5 يونيو، 2009.
• دييغو بارك.(إنجليزي) . diegopark.googlepages.com. تم الاسترجاع 5 يونيو، 2009.
• بيل باكستر.(إنجليزي) . billbaxter.com (21 فبراير 2000). تم الاسترجاع 5 يونيو، 2009.
• (إنجليزي) . www.virtualitoy.com. - برنامج نصي فلاشي على الموقع يتيح لك "ارتداء" عارضة أزياء بشرية. لخلع الملابس الرسوم المتحركة، يتم استخدام الكينماتيكا العكسية. تم الاسترجاع 5 يونيو، 2009.

مصادر باللغة الروسية

• هوغو إلياس (الترجمة إلى الروسية - بافيل أ. تشوفانوف).. GameDev.ru (8 يونيو 2002). تم الاسترجاع 5 يونيو، 2009.
• . . تم الاسترجاع 5 يونيو، 2009.
• سفيتلانا شلياختينا.. مجلة . تم الاسترجاع 7 يونيو، 2009.
• . تم الاسترجاع 5 يونيو، 2009.
• . . تم الاسترجاع 7 يونيو، 2009.
• . . تم الاسترجاع 7 يونيو، 2009.
• ألكسيف ف. (رابط لا يمكن الوصول إليه - قصة) . (10 يناير 2008). تم الاسترجاع 5 يونيو، 2009.
• مايكل كوميت.. Mir3D.ru. - درس إنشاء الكينماتيكا العكسية في برنامج 3ds Max. تم الاسترجاع في 7 ديسمبر 2009.

مقتطف يميز الكينماتيكا العكسية

"إنه هنا الآن، أخبريه... حتى يتمكن من... أن يسامحني." "لقد توقفت وبدأت في التنفس بشكل متكرر، لكنها لم تبكي.
"نعم... سأخبره"، قال بيير، لكن... - لم يكن يعرف ماذا يقول.
يبدو أن ناتاشا كانت خائفة من الفكرة التي قد تخطر على بال بيير.
قالت بسرعة: "لا، أعلم أن الأمر قد انتهى". - لا، هذا لا يمكن أن يحدث أبدا. لا يعذبني إلا الشر الذي فعلته به. فقط أخبره أنني أطلب منه أن يسامح، يسامح، يسامحني على كل شيء..." ارتجفت بالكامل وجلست على كرسي.
شعور بالشفقة لم يسبق له مثيل ملأ روح بيير.
قال بيير: "سأخبره، سأخبره مرة أخرى". - ولكن...أود أن أعرف شيئا واحدا...
"ماذا تعرف؟" "سألت نظرة ناتاشا.
"أود أن أعرف إذا كنت تحب..." لم يكن بيير يعرف ماذا يسمي أناتول واحمر خجلاً عند التفكير فيه، "هل أحببت هذا الرجل السيئ؟"
قالت ناتاشا: "لا تصفه بالسيء". "لكنني لا أعرف أي شيء..." بدأت في البكاء مرة أخرى.
وقد غمر بيير شعور أكبر بالشفقة والحنان والحب. سمع الدموع تتدفق تحت نظارته وتمنى ألا يلاحظها أحد.
قال بيير: "دعونا لا نقول المزيد يا صديقي".
فجأة بدا صوته الوديع اللطيف الصادق غريبًا جدًا بالنسبة لناتاشا.
- دعنا لا نتحدث يا صديقي، سأخبره بكل شيء؛ لكنني أطلب منك شيئا واحدا - اعتبرني صديقك، وإذا كنت بحاجة إلى مساعدة، نصيحة، فأنت بحاجة فقط إلى صب روحك لشخص ما - ليس الآن، ولكن عندما تشعر بالهدوء في روحك - تذكرني. "فأخذ يدها وقبلها. "سأكون سعيدا إذا كنت قادرا على..." أصبح بيير محرجا.
– لا تتحدث معي بهذه الطريقة: أنا لا أستحق ذلك! - صرخت ناتاشا وأرادت مغادرة الغرفة، لكن بيير أمسك بيدها. كان يعلم أنه بحاجة إلى إخبارها بشيء آخر. ولكن عندما قال هذا، فوجئ بكلامه.
قال لها: "توقفي، توقفي، حياتك كلها أمامك".
- لي؟ لا! قالت بخجل وإذلال: "لقد ضاع كل شيء بالنسبة لي".
- ضاع كل شيء؟ - كرر. "لو لم أكن أنا، بل أجمل وأذكى وأفضل شخص في العالم، وكنت حراً، لكنت على ركبتي الآن أطلب يدك وحبك".
لأول مرة بعد عدة أيام، بكت ناتاشا بدموع الامتنان والحنان، ونظرت إلى بيير، وغادرت الغرفة.
كاد بيير أيضًا أن يركض إلى القاعة بعدها ، ممسكًا بدموع الحنان والسعادة التي كانت تخنق حلقه ، دون أن يدخل في أكمامه ، وارتدى معطف الفرو وجلس في الزلاجة.
- والآن أين تريد أن تذهب؟ - سأل المدرب.
"أين؟ سأل بيير نفسه. أين يمكنك الذهاب الآن؟ هل هو حقا للنادي أو الضيوف؟ بدا كل الناس مثيرين للشفقة، فقراء جدًا مقارنة بمشاعر الحنان والحب التي عاشها؛ مقارنة بالنظرة الناعمة والامتنان التي نظرت إليها به آخر مرة بسبب دموعها.
"المنزل"، قال بيير، على الرغم من درجات الصقيع العشر، وهو يفتح معطف الدب على صدره الواسع الذي يتنفس بسعادة.
كان الجو باردًا وواضحًا. فوق الشوارع القذرة المعتمة، فوق الأسطح السوداء، كانت هناك سماء مظلمة مليئة بالنجوم. لم يشعر بيير، الذي ينظر فقط إلى السماء، بالدناءة الهجومية لكل شيء أرضي مقارنة بالارتفاع الذي كانت فيه روحه. عند دخول ساحة أربات، انفتحت مساحة كبيرة من السماء المظلمة المرصعة بالنجوم أمام عيون بيير. في منتصف هذه السماء تقريبًا فوق شارع بريتشيستنسكي، محاطًا بالنجوم ومرشوشة من جميع الجوانب، ولكنه يختلف عن أي شخص آخر في قربه من الأرض، والضوء الأبيض، والذيل الطويل المرتفع، يقف مذنبًا ساطعًا ضخمًا يعود تاريخه إلى عام 1812. نفس المذنب الذي ينذر كما قالوا، بكل أنواع الأهوال ونهاية العالم. لكن في بيير هذا النجم الساطع ذو الذيل الطويل المشع لم يسبب أي شعور فظيع. مقابل بيير، بسعادة، عيون مبللة بالدموع، نظرت إلى هذا النجم الساطع، الذي، كما لو كان، بسرعة لا توصف، يطير بمسافات لا تُقاس على طول خط مكافئ، فجأة، مثل سهم مثقوب في الأرض، عالق هنا في مكان واحد اختاره في السماء السوداء، وتوقفت، ورفعت ذيلها بقوة إلى أعلى، متوهجة وتلعب بضوءها الأبيض بين عدد لا يحصى من النجوم المتلألئة الأخرى. بدا لبيير أن هذا النجم يتوافق تمامًا مع ما كان في روحه، التي ازدهرت نحو حياة جديدة، خففت وشجعت.

منذ نهاية عام 1811، بدأت زيادة التسلح وتركيز القوات في أوروبا الغربية، وفي عام 1812، انتقلت هذه القوات - ملايين الأشخاص (بما في ذلك أولئك الذين نقلوا وغذوا الجيش) من الغرب إلى الشرق، إلى حدود روسيا، حيث وبنفس الطريقة منذ عام 1811 كانت القوات الروسية تتجمع. وفي 12 يونيو عبرت قوات أوروبا الغربية حدود روسيا، وبدأت الحرب، أي وقع حدث مخالف للعقل البشري والطبيعة البشرية كلها. ارتكب الملايين من الناس بعضهم البعض، ضد بعضهم البعض، مثل هذه الفظائع التي لا تعد ولا تحصى، والخداع، والخيانات، والسرقة، والتزوير، وإصدار الأوراق النقدية المزيفة، والسطو، والحرق العمد، والقتل، والتي لن يتم جمعها لقرون من خلال سجل جميع محاكم العالم. العالم والتي، خلال هذه الفترة الزمنية، لم ينظر إليها الأشخاص الذين ارتكبوها على أنها جرائم.
ما سبب هذا الحدث الاستثنائي؟ ما هي الأسباب التي أدت إلى ذلك؟ يقول المؤرخون بثقة ساذجة أن أسباب هذا الحدث هي الإهانة التي لحقت بدوق أولدنبورغ، وعدم الامتثال للنظام القاري، وشهوة نابليون للسلطة، وحزم الإسكندر، والأخطاء الدبلوماسية، وما إلى ذلك.
وبالتالي، كان من الضروري فقط أن يحاول ميترنيخ أو روميانتسيف أو تاليران، بين الخروج والاستقبال، أن يحاولوا جاهدين أن يكتبوا قطعة ورق أكثر مهارة، أو أن يكتب نابليون إلى ألكسندر: Monsieur mon frere، je consens a rendre le duche au duc d "Oldenbourg، [يا أخي، أوافق على إعادة الدوقية إلى دوق أولدنبورغ.] - ولن تكون هناك حرب.
ومن الواضح أن هذا هو ما بدا الأمر للمعاصرين. ومن الواضح أن نابليون كان يعتقد أن سبب الحرب هو مكائد إنجلترا (كما قال في جزيرة سانت هيلانة)؛ ومن الواضح أنه بدا لأعضاء البيت الإنجليزي أن سبب الحرب هو شهوة نابليون للسلطة؛ أنه بدا لأمير أولدنبورغ أن سبب الحرب هو العنف المرتكب ضده؛ أنه بدا للتجار أن سبب الحرب هو النظام القاري الذي كان يدمر أوروبا، وأنه بدا للجنود والجنرالات القدامى أن السبب الرئيسي هو الحاجة إلى استخدامهم في الأعمال التجارية؛ الشرعيون في ذلك الوقت أنه كان من الضروري استعادة المبادئ الجيدة، والدبلوماسيون في ذلك الوقت أن كل شيء حدث لأن تحالف روسيا مع النمسا في عام 1809 لم يتم إخفاؤه بمهارة عن نابليون وأن المذكرة كانت مكتوبة بشكل غريب للرقم 178. من الواضح أن هذه الأسباب وعدد لا حصر له من الأسباب، التي يعتمد عددها على الاختلافات التي لا حصر لها في وجهات النظر، بدت للمعاصرين؛ لكن بالنسبة لنا نحن أحفادنا، الذين نتأمل فداحة الحدث برمته ونتعمق في معناه البسيط والرهيب، تبدو هذه الأسباب غير كافية. من غير المفهوم بالنسبة لنا أن الملايين من المسيحيين قتلوا وعذبوا بعضهم البعض، لأن نابليون كان متعطشًا للسلطة، وكان الإسكندر حازمًا، وكانت سياسة إنجلترا ماكرة، وكان دوق أولدنبورغ مستاءً. من المستحيل أن نفهم ما هي علاقة هذه الظروف بحقيقة القتل والعنف؛ لماذا، بسبب حقيقة أن الدوق قد تم الإهانة، قتل الآلاف من الأشخاص من الجانب الآخر من أوروبا ودمروا شعب مقاطعات سمولينسك وموسكو وقتلوا على أيديهم.
بالنسبة لنا، نحن الأحفاد - وليس المؤرخين، ولم ننجرف في عملية البحث وبالتالي نفكر في الحدث بحس سليم لا يحجب، تظهر أسبابه بكميات لا حصر لها. كلما تعمقنا في البحث عن الأسباب، كلما انكشف لنا المزيد منها، وكل سبب منفرد أو سلسلة كاملة من الأسباب تبدو لنا متساوية في حد ذاتها، وخاطئة بنفس القدر في تفاهتها مقارنة بضخامة الحقيقة. الحدث، وخطأ بنفس القدر في عدم صلاحيته (دون مشاركة جميع الأسباب المتزامنة الأخرى) لإنتاج الحدث المنجز. يبدو لنا أن نفس السبب وراء رفض نابليون سحب قواته إلى ما وراء نهر فيستولا وإعادة دوقية أولدنبورغ هو رغبة أو إحجام أول عريف فرنسي عن الالتحاق بالخدمة الثانوية: لأنه، إذا لم يرغب في الذهاب إلى الخدمة وآخر لن يفعل ذلك، والثالث، والعريف والجندي رقم ألف، لكان عدد الأشخاص في جيش نابليون أقل كثيرًا، ولم يكن من الممكن أن تكون هناك حرب.
إذا لم يتم الإهانة نابليون بمتطلبات التراجع وراء Vistula ولم يأمر القوات بالتقدم، فلن تكون هناك حرب؛ ولكن إذا لم يرغب جميع الرقباء في الالتحاق بالخدمة الثانوية، فلن تكون هناك حرب. كما أنه لم يكن من الممكن أن تكون هناك حرب لولا مكائد إنجلترا، ولم يكن هناك أمير أولدنبورغ والشعور بالإهانة لدى الإسكندر، ولم تكن هناك قوة استبدادية في روسيا، ولكانت هناك ولم تكن الثورة الفرنسية وما تلاها من دكتاتورية وإمبراطورية، وكل ذلك الذي أنتج الثورة الفرنسية، وما إلى ذلك. وبدون أحد هذه الأسباب لا يمكن أن يحدث شيء. ولذلك اجتمعت كل هذه الأسباب -مليارات الأسباب- لتنتج ما كان. وبالتالي، لم يكن هناك سبب حصري للحدث، وكان يجب أن يحدث الحدث فقط لأنه كان يجب أن يحدث. كان على الملايين من الناس، بعد أن تخلوا عن مشاعرهم الإنسانية وعقلهم، أن يذهبوا من الغرب إلى الشرق ويقتلوا أبناء جنسهم، تمامًا كما حدث قبل عدة قرون مضت حشود من الناس انتقلت من الشرق إلى الغرب، وقتلوا أبناء جنسهم.
كانت تصرفات نابليون وألكساندر، التي بدا من كلمتها أن حدثًا ما سيحدث أو لا يحدث، كانت تعسفية إلى حد ما مثل تصرفات كل جندي ذهب في حملة بالقرعة أو بالتجنيد. ولا يمكن أن يكون الأمر بخلاف ذلك لأنه لكي تتحقق إرادة نابليون والإسكندر (هؤلاء الأشخاص الذين بدا أن الحدث يعتمد عليهم)، كان من الضروري تزامن عدد لا يحصى من الظروف، والتي بدونها لم يكن من الممكن أن يحدث الحدث. كان من الضروري أن الملايين من الناس، الذين كانت في أيديهم السلطة الحقيقية، والجنود الذين يطلقون النار، ويحملون المؤن والبنادق، كان من الضروري أن يوافقوا على تحقيق هذه الإرادة للأفراد والضعفاء، وقد تم جلبهم إلى هذا من خلال عدد لا يحصى من التعقيدات والمتنوعة. الأسباب.

في هذه المقالة سوف نفهم ما هي الطباعة ثلاثية الأبعاد وما هي حركيات الطابعات ثلاثية الأبعاد.

1. الطباعة ثلاثية الأبعاد. ما هو طعمها؟

هناك مجموعة واسعة من تقنيات الطباعة، بدءًا من FDM (FFF)، الذي يستخدمه أكثر من 90% من الطابعات على هذه البوابة، إلى SLA/DLP/LCD (مع البوليمرات الضوئية) وSLS/SLM (تلبيد المسحوق باستخدام أشعة ليزر قوية)
في المرحلة الأولية، نحن مهتمون بـ FDM - ترسيب قضيب منصهر طبقة تلو الأخرى. تُظهر الصورة أدناه الطرف الساخن - ذلك الجزء من جهاز بثق الطابعة ثلاثية الأبعاد الذي يحدث فيه ذوبان القضيب.

يتم تغذية القضيب البلاستيكي من خلال أنبوب تفلون والمبرد إلى الحاجز الحراري، ومن خلاله إلى كتلة التسخين. يذوب هناك ويخرج من خلال الفوهة. الفوهة لها قطر معين، وهو محدد عليها، وغالباً ما تكون مصنوعة من النحاس، لأن المادة غير مكلفة وسهلة المعالجة. دقة الطباعة تعتمد على الفوهة. كلما كانت الفوهة أصغر، زاد عدد الخيوط التي تتناسب مع مم واحد.

يشكل السخان والثرمستور ردود فعل للتحكم في درجة الحرارة وتنظيمها. أي أن إمداد الجهد الكهربائي للسخان يعتمد على درجة الحرارة التي يظهرها الثرمستور، ويقوم المعالج بمقارنتها مع وحدة التسخين. يتم تثبيت الفوهة فيه من جهة والحاجز الحراري من جهة أخرى.

يعمل الحاجز الحراري على تقليل تسخين البلاستيك فوق الكتلة الحرارية.

في أغلب الأحيان مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ. الموصلية الحرارية أقل من تلك الموجودة في الفولاذ العادي غير السبائكي. لمنع ذوبان القضيب فوق الكتلة الحرارية، يتم تثبيت المبرد أعلى الحاجز الحراري ويتم نفخه بمبرد. كل شيء بسيط للغاية.
في كثير من الأحيان، يتسرب البلاستيك المنصهر عبر الخيوط، وهذا يعني أن الفوهة لم تضغط على الحاجز الحراري في كتلة التسخين. لذلك، عند تفكيك وتجميع hotend، نقوم أولاً بربط الحاجز الحراري في كتلة التسخين، ثم نضغط عليه بالفوهة. إذا ظلت هناك فجوة بين نهاية الفوهة وكتلة التسخين عند لف الفوهة، فهذا أمر طبيعي، يجب الضغط على الحاجز الحراري بالفوهة من أجل تغذية القضيب في الوقت المناسب وفي المكان المناسب، هناك حاجة إلى وحدة تغذية، أي وحدة تغذية شريطية.
في بعض الأحيان يتم تنفيذها مع hotend، ومن ثم يسمى هذا النوع من الطارد (كل ذلك معًا hotend + وحدة التغذية) مباشرًا، أي أن التغذية مباشرة، بدون أنابيب يتم تصنيع نفس وحدة التغذية بشكل منفصل، ويتم تغذية القضيب من خلاله أنبوب فلوروبلاستيك. ويسمى هذا النظام بودين ويتم ذلك من أجل تفتيح الجزء المتحرك. من حيث الجوانب الإيجابية والعيوب، فلا شك أن كل تصميم له هذه المميزات.
الطارد المباشر:
1. المزايا:
أ) أكثر موثوقية بسبب قلة التوصيلات لتغذية البلاستيك؛
ب) أقل انتقائية فيما يتعلق بالمواد التي يطبع بها، على وجه الخصوص، المواد ذات القاعدة المطاطية التي تمثل مشكلة في الطباعة على بثق Bowden؛
2. العيوب:
أ) وزن كبير، ونتيجة لذلك، أثناء التسارع/التباطؤ، يمكنك ملاحظة تموجات صغيرة على سطح الجزء؛
ب) الأبعاد. أنها تؤثر بشكل كبير على مجال البناء. لنفترض، كما في الصورة أعلاه، أن اللون المباشر بأربعة ألوان سيكون ضخمًا جدًا. وهذا صحيح بالنسبة لبودن.
بودين الطارد:
1. المزايا:
أ) يعمل المحرك البعيد على تقليل وزن الأجزاء المتحركة للطابعة، ولا يؤثر القصور الذاتي المنخفض لها على سطح النموذج؛
ب) لا يرتعش الملف بعد النموذج، وإلا عندما يدور الملف بشكل مباشر، فسوف نتخطى الخطوات، لأن العربة ستسحب الملف معها.
2. العيوب:
أ) تعد إعدادات السحب (سحب القضيب للخلف أثناء حركات الخمول بحيث لا يتسرب البلاستيك المنصهر من الفوهة) أكثر صعوبة، نظرًا لأن القضيب أصغر من القطر الداخلي للأنبوب، فإنه يميل إلى التمدد؛
ب) يكون تحديد جميع الفجوات أكثر صعوبة من الخط المباشر من أجل الطباعة باستخدام مواد بلاستيكية مرنة مختلفة. أي شخص يقول أن الطباعة على بودين مستحيلة باستخدام المواد البلاستيكية المرنة فهو يكذب بشكل صارخ. أنا . وبنجاح كبير.

الآن دعنا ننتقل مباشرة إلى الميكانيكا ومعايرتها.

الجزء 2. الميكانيكا. ماذا وكيف وبماذا يسحب؟

يوجد عدد محدود جدًا من المخططات الحركية التي تم كتابة البرنامج الثابت لها، والتي تتعامل مع الحركات بشكل جيد.
دعونا نفكر في كل شيء، بدءًا من الأكثر شيوعًا:
1. التصميم والحركيات من جوزيف بريوشا (ليست هناك حاجة لقراءة بروسيا وبراشا وما إلى ذلك، فهذا هو اسم الشخص، بعد كل شيء).

يتم توفير الحركة على طول كل محاور بواسطة محرك مستقل خاص بها. يتم توفير الحركة على طول المحور Z (لأعلى ولأسفل) باستخدام محركين وزوج من البراغي الحركية. غالبًا ما يتم استخدام مسامير M5 مؤخرًا، ويتم استخدام البراغي ذات الخيوط شبه المنحرفة بشكل متزايد.
هنا المسمار موضوع شبه منحرف. لن أريكم كيف تبدو المسامير ذات الخيوط المترية. الشيء الوحيد الذي سأشرحه حول التحرك على طول المسامير وشبه المنحرف هو أنه لإنتاج شبه منحرف، خذ قضيبًا معايرًا ولفه بين بكرات بزاوية. والنتيجة هي الأخاديد حلزونية. توفر هذه الطريقة، بداهة، جودة ودقة أفضل من تلك الخاصة بمسامير البناء ذات الجودة العالية لتوصيل محركين في وقت واحد بمحور واحد (وموصل واحد)، يتم استخدام المخطط التالي. 2 سلك ملحوم، والباقي معقوص. يمكنك تجاهل الألوان، والشيء الرئيسي هو أن اللفات ترن. A وB عبارة عن ملفين، و1 و2 عبارة عن استنتاجات.
مزايا هذه الكينماتيكا:
1) الحركة المستقلة لكل محور. من السهل معرفة المحور الذي يتخطى الخطوات. لقد انتقلت الكينماتيكا إلى الطابعات من آلات الطحن باستخدام الحاسب الآلي، لذا فإن العديد من الشركات المصنعة تصنع آلات طحن سطح المكتب باستخدامها بدلاً من الطارد، فهي تعرض تركيب ليزر للنقش أو القطع، أو مغزل لطحن لوحات الدوائر، أو طارد للشوكولاتة أو حتى العجين؛ لخبز الفطائر في الصورة أعلاه توجد طابعة ZMorph. ويمكن استخدامه كطابعة (مع واحد أو اثنين من الطارد)، وكحفارة (تركيب Dremel)، وكليزر للنقش، وما إلى ذلك. فيديو عرض صغير لآلة طحن باستخدام هذه الحركية. ألاحظ أنه من أجل الطحن، من الضروري استخدام زوج من الجوز اللولبي للحركة، وليس الأحزمة، فهي غير مصممة لمثل هذه الأحمال.

طابعات للطباعة بالشوكولاتة ولخبز الفطائر حسب الرسم الخاص بك. تجدر الإشارة إلى أنه لا ينصح باستخدام الشوكولاتة مثل Alenka أو Babaevsky، لأنها تحتوي بالفعل على زبدة الكاكاو وأثناء المعالجة (الذوبان والتصلب) تكون النتيجة غير متوقعة. من الضروري استخدام شوكولاتة جاليت مثل كاليبوت البلجيكية لأنها لا تحتوي على زبدة الكاكاو ويجب إضافتها للحشوة النهائية. بالنسبة لهذا النوع من الشوكولاتة، تحتوي كل عبوة على مخطط تبلور. يُنصح بتناول الزيت على شكل مسحوق. لمزيد من المعلومات التفصيلية، أوصي بالبحث في Google عن تقسية الشوكولاتة. 2) الحركية بسيطة مثل إصبعين. من السهل جدًا التجميع. حتى أن الكثير منها يجمع على محركات أقراص DVD القديمة. 3) يمكن تغييره بسهولة ليناسب احتياجاتك، كما أن حجم الطارد لا يهم كثيرًا، لأنه يبرز للأمام ولا يتداخل مع حركة الأجزاء الأخرى. يقوم العديد من الأشخاص بتثبيت الطارد الثاني، أو جعل الفوهات تتأرجح، بحيث لا تبقى فوهات الطارد على الجزء عند الطباعة بالفوهة الثانية، لذلك، بالنسبة لهذه الحركية، هناك عدد كبير من الاختلافات في الطارد، لكل منها الذوق، على موقع معروف جدا.
مساوئ هذه الكينماتيكا:
1) المعايرة الصعبة. نعم، بما أن الطاولة "تهتز"، فمن الصعب الطباعة بجودة عالية، لأن الجزء + الطاولة، مع التغيير الحاد في اتجاه الحركة، يميل إلى التحرك أكثر بسبب القصور الذاتي. والنتيجة هي طباعة التحف القبيحة. وللحصول على طباعة عالية الجودة تحتاج إلى سرعة منخفضة. بشكل عام، كل هذا يتوقف على الإطار. كانت طابعتي الأولى هي الطابعة الصينية بريوشا. مع إطار أكريليك. والأكريليك ليس صعبًا جدًا. وكما تعلمون، فإن صلابة الطابعة، مثل CNC، هي الشيء الأكثر أهمية. وكان من الممكن الطباعة بكفاءة أكبر أو أقل بسرعات 40-50 مم/ثانية. ثم استخدمته على إطار فولاذي من MZTO وبعد ذلك، دون فقدان جودة الطباعة، تمكنت من الطباعة بسرعات تصل إلى 100 مم/ثانية.
2) التصفيح. نظرًا للجسم المفتوح والمنصة المتحركة باستمرار، يمكن للمرء أن يقول أن الهواء الساخن يتم نفخه باستمرار، ومن خلال تبريد الجزء بشكل مفرط باستخدام المسودات، فإننا نزيد الانكماش الكبير بالفعل للنايلون وABS والمواد البلاستيكية المتقلبة الأخرى. يقوم بعض الأشخاص بخياطة معطف فرو للطابعة من القماش، بينما يكتفي البعض الآخر بالصناديق. لكن الهدف، كما هو الحال دائمًا، هو نفسه - تقليل تأثير المسودات على انكماش الجزء.

النقاط الأساسية للمعايرة الصحيحة للطابعات باستخدام هذه الحركية:
1) ضع الطابعة على سطح مستو. ويفضل أفقيا. مطلوب مستوى فقاعة لهذا الغرض. بعد ذلك، قمنا بتعيين موضع المحور X حسب المستوى 2) قم بنقله إلى الموضع الرئيسي. يتم ذلك إما في قائمة الطابعة باستخدام الأمر Home، إذا كنت تطبع من جهاز كمبيوتر، أو باستخدام الأمر G28 في سطر الأوامر، أو باستخدام أزرار خاصة تحمل رمز المنزل.

بعد ذلك، قم بربط برغي الطاولة بحيث تلامس الفوهة الزجاج. لم يضغط على الزجاج، بل لمسه. نحن ننظر إلى الضوء ونتطور. بعد ذلك، ننقل الطارد إلى زاوية أخرى باستخدام الأسهم الموجودة على +X، +Y من جهاز الكمبيوتر، أو من خلال القائمة بنفس الطريقة، ندير المسمار حتى يلامس الفوهة. ونكرر العملية للنقاط المتبقية.
سأحاول أن أنقذك من الأخطاء. في صورة الطابعة أعلاه، يتم تثبيت الزجاج الموجود على الطاولة بما يصل إلى 8 مشابك. ومن الممكن أن يكون هناك سنام في المركز. لتجنب مثل هذه المشاكل، يجب تأمين الزجاج بثلاثة مشابك. يتم بناء المستوى، كما هو معروف من الهندسة الوصفية، باستخدام ثلاث نقاط. وستكون المعايرة أسهل في هذه الحالة. نحن ببساطة نربط المسمار فوق مفتاح النهاية في Z. بحيث تلامس الفوهة الزجاج الموجود في منتصف الجانب الذي يوجد عليه مشبك واحد. بعد ذلك، نقوم بنقل النقطة الساخنة إلى الزاوية حيث يوجد مشبك آخر، ونشدد برغي الطاولة، ونكرر العملية بزاوية أخرى.
فيما يتعلق بالتذبذب.
جميع أنواع الأنظمة المضادة للتذبذب، مثل تثبيت المحمل في الدعم العلوي، لا تعمل ببساطة لأن وضع 4 أسطوانات بعيدة عن المستوى المثالي ومتوازي تمامًا وفي نفس المستوى يعد مهمة غير واقعية. خاصة على الإطار الأكريليكي الهش مع التفاصيل المطبوعة. لذلك، إذا أخذنا استقامة الأعمدة كثابت، وقمنا بضبطها بالتوازي على الإطار (افتراضيًا بحتًا)، وقمنا بتحرير البراغي (توجد في الأسفل أداة توصيل للتثبيت بالمحرك) وصواميل لتثبيت X - المحور، بسبب انحناءها، سوف يدور مثل الخلاط، ولكن في هذا لن يؤثر على الختم. وستكون النتيجة بعيدة كل البعد عن الجدار. هل تحتاجها؟

2. تصميم مشابه لحركيات طابعات طابعات فيليكس.
هناك العديد من هذه الطابعات، مثل MZTO (mz3d.ru)، التي ذكرها فيليكس بالفعل. في الأساس، الحركية هي نفس تلك الموجودة في Prusa. محاور مستقلة عن بعضها البعض. الآن فقط لا يتحرك الجدول على طول محور واحد، بل على طول محورين. على طول المحور Z، وعلى طول المحور Y، تصميم الجدول يشبه هذا. تركب المنصة على أعمدة في Z. المحرك معلق في الخلف. يتحرك الجدول على طول القضبان باستخدام الحزام. يتحرك الخط الساخن على طول محور واحد فقط. التصميم مضحك للغاية، حيث أن الطاولة تزن أكثر بكثير من الطاولة الساخنة، ويحاولون تحريكها على طول محورين في وقت واحد.

مزايا هذه الكينماتيكا:
1) لا يوجد محرك ثانٍ على طول المحور Z ولا يوجد تذبذب سيئ السمعة لمجرد وجود عمودين ومسمار واحد. ولا ينبغي أيضًا تأمين المسمار من الأعلى. إذا لم تكن الكرة اللولبية.
تعتبر البراغي الكروية مشكلة منفصلة. إذا أخذت لولبًا كرويًا عالي الجودة، على سبيل المثال، من نفس Hiwin، فسيتم تصنيعه بدقة لا تقل عن الفئة 7 (إذا تم لفه، وإذا كان أرضيًا، فإن الفئة أعلى) ويجب تثبيته في دعامات المحامل. يوجد على جانب القيادة محملان تلامس زاويان متتاليان، وعلى الطرف الآخر يوجد محمل شعاعي ذو تركيب فضفاض للتعويض عن التمدد الحراري.

الغرض من تركيب الكرة اللولبية هو ضمان دقة الحركة. إذا تم تثبيته بشكل غير صحيح، فسيتم إهدار المال، ولن تكون الدقة أعلى من زوج الجوز اللولبي ذو الخيط شبه المنحرف. بالنسبة لـ FDM، دقة شبه المنحرف أكثر من كافية.
2) مساحة كبيرة لتثبيت الطارد المباشر. كما هو الحال في الحركية السابقة، هناك مجال للإبداع، واختيار الطارد الوحيد الذي تفضله.
3) إطار جامد. من الممكن عمل إطار عادي. صعبة ودائمة. نعم، على الأقل الحديد الزهر. قرر الرجال من فيليكس عدم إزعاجهم والنحت من مقاطع الألمنيوم. ذهبت MZTO إلى أبعد من ذلك وثنيت صفائح الفولاذ. وتم طحن الرف لتثبيت الطاولة من لوح الألمنيوم.
4) إذا أخذنا تصميم فيليكس على الملف الشخصي، فمن خلال استبدال قطعتين من الملف الشخصي والمسمار في Z، يمكنك زيادة مساحة الطباعة فقط تأكد من إضافة الصلابة. وإلا فسوف يتحول الأمر إلى مثل هذه المعجزة في فكر التصميم. كبيرة، لا معنى لها ولا ترحم.

عيوب الكينماتيكا:
1) مما لا شك فيه، الجماهير الوخز الكبيرة. يتحرك الجدول ذهابا وإيابا، وإذا قمت بتشغيل حركة Z أثناء حركات الخمول (Z-الأمل)، فسيكون هناك ديسكو.
2) لا توجد طريقة لجعله غرفة حرارية عادية. يتحرك الجدول ذهابًا وإيابًا وينفجر التدرج في درجة الحرارة ببساطة. ومن هنا المشاكل عند الطباعة بالنايلون أو ABS. ستظهر لك المسودات الصغيرة في الغرفة بسهولة المكان الذي يقضي فيه جراد البحر الشتاء وكيف تتقلص المادة.

معايرة الجدوللأن هذه الطابعة تشبه معايرة جدول Prusa، إلا أنها أبسط قليلاً. الأمر أبسط نظرًا لأنك لا تحتاج إلى ضبط مستوى المحور X؛ فهو يتم ضبطه تلقائيًا عند تجميع الإطار. نحضر الفوهة إلى الطاولة وندير المقابض.

3. حركيات صانع Ultimaker.
واحدة من الاختلافات الأكثر شيوعا في الحركية الديكارتية.

لا يوجد الكثير من هذه الطابعات، لكنها موجودة. إن تنوع Zortrax يستحق المشاهدة. إصدار Raise نفسه أقرب إلى الكلاسيكيات. يحتوي Zortrax على أعمدة مزدوجة، والسبب بسيط - لديهم طارد مباشر بمحرك Nema 17 بالحجم الكامل، يحتوي Raise Dual على طارد مزدوج مباشر، لذا فإن الإصدار الكلاسيكي 6 يتم استبدال مهاوي مم بـ 8 مم. ويبلغ الوزن الإجمالي لـ "الرأس" حوالي 900 جرام. والحركية مبنية بالكامل على أعمدة. أنها بمثابة أدلة والبكرات. تشير الكينماتيكا أيضًا إلى الكينماتيكا الديكارتية ذات الحركة المستقلة على طول كل محور بواسطة محركها الخاص. من الصعب إرضاءه للغاية بشأن استقامة الأعمدة. إذا كنت تستخدم أعمدة منحنية، يمكنك الحصول على قطع أثرية مضحكة جدًا على جدران العارضات. وسيكونون في جميع الإحداثيات الثلاثة. غالبًا ما تبدو بسماكات مختلفة للطبقة الأولى وموجات صغيرة على طول الجدران. لذلك، فإن كل الملح والسعر المرتفع لـ Ultimaker الأصلي موجودان فقط في مكونات عالية الجودة. وهي في مهاوي مستقيمة. غالبًا ما تستخدم الأحزمة كأحزمة حلقية، مما يبسط نظام الشد، لأنه من المهم أن تكون جميع الأحزمة الأربعة مشدودة بالتساوي.

مزايا هذه الكينماتيكا:
1) يتحرك الجدول على طول محور واحد فقط. رَأسِيّ. والتدرج الحراري لا يعاني من ذلك بأي شكل من الأشكال. الطاولة عبارة عن طاولة كونسول، لذا يُنصح بتوفير أضلاع تقوية أو أخذ ذلك في الاعتبار عند سمك الطاولة، حيث يعمل ثني المعدن الموجود على الطاولة كضلع تقوية. تم تجهيز العديد من الحيوانات المستنسخة الصينية بمثل هذه الأضلاع المقوية للجدول. 2) رغم كل التعقيد الظاهري للمخطط الحركي إلا أنه بسيط ويتحرك كل محور بمساعدة محرك خاص به.
3) العلبة مغلقة مما يحمي من المسودات وبالتالي التبطين. يقوم بعض الأشخاص بتثبيت باب أكريليك لمزيد من التأثير.

عيوب الكينماتيكا:
1) للحصول على طباعة جيدة، لا يكفي شراء مجموعة من الأسطوانات الناعمة. إن تجميع كل هذه الأعمدة معًا بشكل صحيح يعد مهمة كبيرة. وفي الوقت نفسه، شراء محامل جيدة. ليست الخردة الصينية التي يتم بيعها غالبًا على علي، ولكن المحامل العادية. إذا كانت المحامل الموضوعة في الهيكل لا تدور جيدًا، فستكون الطباعة متشنجة وذات طبقات متغيرة. يمكنك أن تسأل فانيا (بلاستماسكا) عن العواقب. أيضًا ، عند شراء البطانات ذات الطباعة الفهدية ، تكون المحامل النحاسية المزودة بإدخالات من الجرافيت مستعدة لحقيقة أنها ستلعب. وإذا كان هناك أي لعب، فإن الهيكل بأكمله سوف يطرق. وأيضًا، يحب الصينيون الدفع بالنحاس بدلاً من البرونز. وإذا تآكل النحاس والجرافيت بشكل متساوٍ، فستكون هناك طبقة سوداء زيتية لزجة على الأعمدة، مما يجعل الحركة أكثر صعوبة. يقدم إيليا (النمر) البطانات الجيدة. ويتحدث أيضًا عن هذه الصعوبات. 2) من الضروري ضبط جميع موازيات العمود بشكل صحيح. أقترح استخدام مثل هذا الجهاز. تتم محاذاة الأعمدة الأربعة التي تعمل على طول جدران العلبة تلقائيًا بشكل صحيح، ولكن من المهم ضبط القطعة المتقاطعة بشكل صحيح من أجل الحصول على زوايا 90 درجة في المستوى XY.
3) لا ينص التصميم على زيادة مساحة الطباعة باستخدام قطعتين جانبيتين، لذا فإن أبعاد المادة الساخنة مهمة. من الصعب بعض الشيء إرسال رسالة مباشرة، ولكن يمكنك القيام بذلك إذا أردت.

معايرة الجدوللا يمكن أن يكون أكثر بساطة. يحتوي الجدول غالبًا على 3 نقاط مرفقة. حرك النقطة الساخنة على طول 3 نقاط وأدر الإبهام.

4. الحركية المستخدمة بواسطة Makerbot.
وأيضا منتشرة جدا . على وجه الخصوص، تعمل الطابعات من شركة Makerbot وBQ وBCN3D وMagnum وMagnum clone - Zenit والنسخ المتماثلة المقبولة تمامًا من Makerbot - Flashforge وHori على هذا المخطط الحركي. في هذه الحالة، لدينا حركة مستقلة لكل محور. مع جدول Z وكل ما يتبع من هذه الأطراف.
العيب الرئيسي هو أن المحرك معلق على العارضة المتدحرجة من جانب واحد، مما يخلق نوعًا من عدم التوازن. تم تعويض هذا العيب في إصدار ثنائي الطارد - BCN3D Sigma. هناك، كل رأس بودين لديه محرك خاص به للتحرك على طول الشعاع. ويتم تثبيتها على حواف الشعاع وتوازن بعضها البعض. لتحريك كل حافة من حواف الشعاع بشكل موحد، يتم استخدام عمودين وبكرتين وأحزمة. يجب شد الأحزمة بالتساوي.
مزايا الكينماتيكا:
1) الحركة المستقلة لكل محور.
2) الجدول يتحرك على طول Z. التدرج الحراري لا يعاني من "النفخ".
3) السكن المغلق. إذا لم يتم إغلاقه، فهناك فرصة طبيعية تمامًا لإغلاقه من الناحية الجمالية.
4) قابلية التوسع في الكينماتيكا ممكنة. يستخدم العديد من BigREP وغيرهم ممن لديهم مساحات طباعة بطول متر هذه الحركية على وجه التحديد، نظرًا لأن H-bot/CoreXY المختلفة ستصدر رنينًا مثل الجحيم بسبب وجود أحزمة بطول 4-5 أمتار وتمددها أثناء التسارع.
عيوب الكينماتيكا:
1) عدم اتزان الكتل على عارضة متحركة، ومن هنا تصل سرعة الطباعة القصوى بجودة مقبولة لا تزيد عن 60-80 ملم/ثانية. يتمكن البعض من تحقيق التوازن بينهما وهذا ليس ملحوظًا.
2) هياكل ضخمة على الأعمدة لتجنب عدم التوازن أثناء الحركات.
3) من الضروري التأكد من أن شد الحزام على اليمين واليسار هو نفسه.

4. حركيات H-bot/CoreXY.
التالي الأكثر شيوعا. وكذلك الديكارتي. هناك محركان ثابتان، لكنهما يحركان العربة على طول الأدلة باستخدام قطعة طويلة من الحزام، أو باستخدام قطعتين أقصر. الرياضيات أكثر تعقيدًا من الرياضيات السابقة، لأنه من الضروري مزامنة دوران كلا دواري المحرك. وهذا هو، للتحرك على طول كل محور تحتاج إلى تدوير كلا المحركين، والتحرك قطريا - 1 فقط.

في الأساس، الرياضيات الخاصة بتدوير المحركات هي نفسها، لكن التنفيذ في الميكانيكا مختلف. أحد أكبر عيوب H-bot على CoreXY هو أنه عند التحرك، يميل الحزام إلى تدوير الشعاع. في الصورة على اليسار، يمكنك رؤية ذلك، القوى الموجودة على اليمين والقوى الموجودة على اليسار تخلق عزم الدوران. لذلك، لتنفيذ هذه الحركية، من الضروري صلابة المخطط الحركي. في أغلب الأحيان يتم تنفيذه على القضبان مع شعاع جامد. البعض يفعل ذلك، بالطبع، على أعمدة، لكنها في النهاية ليست نافورة وبعد ذلك يدركون ذلك وينتقلون إلى القضبان لأنها أسهل في التجميع والتكوين، وليست هناك حاجة لاختراع عربات بحيث تكون الأعمدة يتم تأمينها بشكل جيد.
CoreXY، على عكس H-bot، يتم تشغيله بواسطة حزامين، لذا، لتسهيل الفهم، سأصف الجوانب الإيجابية والسلبية لكل اختلاف في هذه الحركية.
ح-بوت.
مزايا:
1) هناك حاجة إلى حزام واحد فقط، وينص المخطط على تشغيله دون التواء.
2) يعد شد حزام واحد أكثر ملاءمة من حزامين، لذلك في هذا المخطط تحتاج فقط إلى شداد عادي واحد، ويمكنك أيضًا القيام بذلك.
عيوب:
1) يميل الحزام إلى التمدد مع مرور الوقت، وبما أن مقدار التمدد يعتمد بشكل مباشر على الطول، فمن الضروري مراقبة توتره. وإلا، فسوف تحصل على موجات قبيحة الشكل على السطح قبل التوقف. وإذا كان شد الحزام ضعيفًا، فسوف يكون للعربة مثل هذا اللعب.
2) من الضروري محاذاة البكرات بشكل متعامد بشكل صارم مع المستوى XY، لأنه إذا كانت الأسطوانة منحرفة قليلاً، فسوف يؤكل الحزام بواسطة أكتاف الأسطوانة. وسوف نحصل على شيء من هذا القبيل تم اختباره على بشرتنا وعلى طابعة ZAV. لذلك، أوصي دائمًا بتثبيت البكرات بشكل طبيعي، وليس بطريقة ناتئة، لتجنب انحناء محور الأسطوانة بسبب شد الحزام.
3) الرياضيات المعقدة، ولهذا السبب قد تكون هناك مشاكل عند السرعات التي تزيد عن 100 مم/ثانية بسبب نقص الموارد على لوحات 8 بت.
CoreXY.
مزايا:
1) قطعتين قصيرتين من الحزام. من الأسهل العثور عليها أكثر من العثور على واحدة طويلة.
2) تعمل القوى على موازنة الشعاع ولا تميل إلى تدويره، لذلك يمكن أيضًا تجميع هذه الحركية على أعمدة.
عيوب:
1) هناك مخططات لثني الأحزمة وتحريك الحزام من مستوى إلى آخر - وهذا ليس لطيفًا جدًا بالنسبة للحزام. خاصة عندما يحتك حزام بآخر. هذه اللحظة موجودة في الفيديو.

2) صعوبة شد الأحزمة. ويجب أن يتم شدهما بشكل متساوٍ، وإلا فإن قوى الشد ستميل إلى تدوير العربة.
3) تعقيد التجميع والتطوير. من الضروري الحفاظ على عمودي البكرات بالنسبة لأفقية المنصة لتركيب المحركات والقضبان. سيؤدي الانحراف الطفيف في البكرات إلى حقيقة أن الحزام سيحاول الانزلاق فوق الأسطوانة، وإذا استقر على كتف الأسطوانة، فسوف يصدر صريرًا إذا كان الكتف كبيرًا، وإذا كان صغيرًا - فسيحاول اركب عليها كما في الصورة من وصف h-bot .

العيب الشائع في علم الحركة هو ضعف قابلية التوسع. وهذا يعني أن ضبط هذه الحركية لمنطقة طباعة أكبر من 300*300 يمثل مشكلة كبيرة ببساطة بسبب امتدادات الحزام أثناء الطباعة. للطابعات الصغيرة ذات سرعات الطباعة العالية - واحدة من أفضل الحركية.

5. حركيات دلتا.
تعتمد الحركية على حركات روبوت دلتا، حيث يتم تثبيت نقطة اتصال فقط بدلاً من القابضون. لديها مشاكل الإعداد الخاصة بها، ولكن يمكن أن تستغرق الطباعة وقتًا طويلاً. من النادر تركيب أجهزة بثق مباشرة، حيث أن المستجيب (منصة تثبيت النقطة الساخنة) غالبًا ما يتم تركيبه على مغناطيس ومن الضروري تفريغه قدر الإمكان. ولكن لتقليل طول الأنبوب (وبشكل أكثر تحديدًا، تأثير طول الأنبوب على جودة الطباعة بسبب الضبط الصحيح للتراجعات (سحب القضيب البلاستيكي للخلف لتقليل تسربه من التمدد)) على جودة الطباعة ، يتم تعليق الطارد على نفس العربات، ولكن على علاقات منفصلة. يؤدي هذا إلى تقليل طول أنبوب بودين وزيادة جودة الطباعة.

مزايا:
1) سهولة التخصيص. لزيادة الارتفاع، ما عليك سوى شراء 3 قطع أطول من الملف الشخصي وزيادة الحد الأقصى للارتفاع في الإعدادات.
2) يشغل مساحة صغيرة. غالبًا ما يكون طويلًا وليس ضخمًا في الطول والعرض، مما يجعله مضغوطًا.
3) إذا قمت بإنشاء مستجيب خفيف الوزن (العربة التي تم تثبيت الناقل الساخن عليها)، فيمكنك تحقيق سرعات أعلى دون فقدان جودة الطباعة.
4) لا يختلف التحرك في الارتفاع عن التحرك في XY. وبالتالي، لا يوجد التصاق للمحامل الخطية على حركات الطاولة، كما هو الحال مع الطابعات الديكارتية، ولا توجد محركات إضافية مثبتة على العارضة...
5) عدم وجود أجزاء بارزة يجعل من الممكن إغلاق الجسم وإعطاء الإطار صلابة.
6) الجزء الجمالي - من المثير للاهتمام الالتزام بعمل الدلتا.
عيوب:
1) رياضيات الحركات المعقدة، يوصى بتثبيت لوحات 32 بت مرة واحدة.
2) الإعداد الصعب. من المشاكل الشائعة في الإعداد إزالة ما يسمى "العدسة"، لأن كل قضيب يدور بنصف قطر، وإذا كانت الإعدادات غير صحيحة، فسيكون المستوى المطبوع إما عدسة محدبة أو مقعرة. 3) من الصعب والمكلف صنع إطار صلب بحيث لا يتمايل من الرجيج المستمر للعربات.
4) صعوبة تركيب الطارد المباشر. اتضح أنها ثقيلة، وبما أن العديد من الدلتا مصنوعة من المغناطيس، فلن تكون هناك طريقة للتسريع. على الرغم من وجود حل واحد أنيق وسهل - وهو تركيب جهاز بثق مباشر جاهز مع علبة تروس. مثل E3D Titan Aero أو Bondtech BMG. 5) مشاكل في دقة تصنيع الأجزاء - أي مخالفات واختلالات ستظهر حتى لو كانت على نفس المحور. ويتم طيها على طول المحاور. كي تختصرهل تريد طابعة صغيرة (لا تزيد عن 300*300 ملم) ذات حركية سريعة؟ ثم يجب عليك الذهاب إلى Ultimaker أو H-bot/CoreXY. هل تحتاج إلى طابعة ذات مساحة طباعة كبيرة أو طاردين مستقلين؟ ثم إلى Makerbot. إذا قمت بطباعة المزهريات والشيشة والأجزاء الطويلة إلى حد ما - دلتا. لكل شيء آخر هناك كلاسيكي - Prusa. تجربة العربات المزدوجة والشوكولاتة والنقوش؟ نعم اي شئ. والأهم من ذلك - أنه يمكنك إضافة 4 ألوان رخيصة.