أتتذكرين سيارات اللعب التي لا تتحمل البطارية من طفولتك والتي كانت تزداد ضخامة على الأرض بعد دفعة قليلة؟يكمن سر حركتهم في جهاز ميكانيكي ذكي يسمى محرك الاحتكاكنظام الدفع البسيط على ما يبدو هذا سيطر ذات مرة على سوق الألعاب ويحمل ذكريات الحنين للأجيال القادمةوتطبيقات محركات الاحتكاك المحتملة.
محركات الاحتكاك، كما يوحي اسمها، هي أجهزة ميكانيكية تعمل بالاحتكاك. وهي تتكون عادة من عجلة طائرة كبيرة، وقطار معدل التروس المنخفض،وآلية الاحتكاك متصلة بالعجلات المحركةمحور عجلة الطيران عمودي على اتجاه حركة اللعبة.
المبدأ الأساسي يتضمن تحويل الطاقة الميكانيكية المدخلة من الخارج إلى الطاقة الحركية للدراجة، وتخزينها، ثم إطلاقها لدفع اللعبة إلى الأمام.عجلات القيادة تخلق الاحتكاك مع الأرض، تدور عجلة الطيران من خلال قطار التروس. نسبة التروس تضمن أن تدور عجلة الطيران أسرع بكثير من عجلات الدفع ، مما يوفر تخزينًا فعالًا للطاقة.المزيد من الدفع يعني سرعات عجلة الطيران أعلى وطاقة أكبر مخزنةعند الإفراج، يُنقل دوران عجلة الطيران من خلال العجلات إلى عجلات الدفع، مما يحرك اللعبة للأمام.
على عكس محركات الربيع التي يتم سحبها مرة واحدة، فإن محركات الاحتكاك تسمح بـ "ضخ" طاقة متكررة للعمل الممتد، مما يجعلها متفوقة في تطبيقات معينة.
في حين أن تاريخ الاختراع الدقيق لا يزال غير واضح، اكتسبت ألعاب محرك الاحتكاك شعبية في منتصف القرن العشرين. خلال هذا العصر قبل الإلكترونيات، بنيتها البسيطة، والموثوقية،والتكلفة المنخفضة جعلتهم خيارًا رئيسيًا لألعاب الأطفالمن السيارات والقطارات إلى الطائرات والقوارب، تقريباً كل نوع من ألعاب الأطفال تستخدم محركات الاحتكاك.
شهدت السنوات الستين إلى الثمانينات العصر الذهبي للالعاب ذات المحركات الاحتكاكية. كان امتلاك سيارة قوية تعمل بالطاقة الاحتكاكية هو حلم كل طفل.هذه الألعاب لم توفر فقط الترفيه ولكن أيضا أثارت الاهتمام بالمبادئ الميكانيكيةمع تقدم الألعاب الإلكترونية، استبدلت محركات الاحتكاك تدريجيا في هيمنة السوق. ومع ذلك، لا تزال الألعاب التي تعمل بالاحتكاك في أشكال مختلفة اليوم، والحفاظ على جاذبيتها.
يتكون محرك الاحتكاك القياسي من هذه المكونات الرئيسية:
عند دفعها إلى الأمام ، تدور عجلات الدفع ، مما يؤدي إلى إشراك عجلة الطيران من خلال آلية الاحتكاك والعجلات. وهذا يحول الطاقة الميكانيكية إلى طاقة دوران مخزنة. عند الإفراج ،تحويل طاقة عجلة الطيران مرة أخرى من خلال العدادات لدفع اللعبةتعتمد قوة الاحتكاك على معامل الاحتكاك الأرضي للعجلة المحركة والقوة الطبيعية. عجلات المطاط ذات الأسطح المنسوجة عادة ما تعظيم الاحتكاك.
قام المهندسون بتطوير عدة أنواع من محركات الاحتكاك لتعزيز الأداء:
توفر محركات الاحتكاك العديد من الفوائد:
ومع ذلك، فإنها لديها أيضا عيوب:
في حين أن الألعاب الإلكترونية تهيمن اليوم، فإن محركات الاحتكاك لا تزال تخدم تطبيقات محددة:
التقدم المستقبلي في المواد والتصنيع يمكن أن يعزز أداء محركات الاحتكاكفي حين أن تصميمات المعدات المثلى قد تعزز الكفاءةيمكن أن يسمح دمج تكنولوجيا التحكم الذكية بميزات متقدمة مثل الحركة التلقائية أو استرداد الطاقة، مما يشير إلى استمرار الصلة لهذا النظام الميكانيكي الكلاسيكي.
باختصار، محركات الاحتكاك تمثل حلاً ميكانيكياً عبقرياًالموثوقية، والإستدامة تضمن استمرار قابليتها للتطبيقات المحددة. قد يفتح الابتكار المستمر إمكانات جديدة لهذه التكنولوجيا الحاسمة.
