تود Progressive Automations أن تقدم لكم مشروعًا آخر مُلفتًا لأحد عملائنا المبتكرين!
قام ترينت بيترسون، خريج جامعة كاليفورنيا الحكومية للفنون التطبيقية، بتصميم روبوت منصة ستيوارت ليُستخدم في أحد مساقات الروبوتات في Cal Poly. الغرض من هذا التصميم هو استعراض ما يُتعلَّم في الجزء النظري من الفصل، ومنح الطلاب القدرة على تطبيق معرفتهم والتحقق من الحركيات العكسية بدراسة تشغيل الروبوت ونطاق حركته وحدوده.
التصميم الميكانيكي
لبدء تصميم هذا الروبوت، كان لابد من إنشاء منصة يسهل تجميعها وفكها في تكوينات مختلفة باستخدام مفتاح سداسي. تتطلب منصة ستيوارت وجود مشغلات خطية تتضمن نوعًا من التغذية الراجعة الموضعية بحيث يمكن للمستخدم النهائي ضبط حركات الروبوت والتحكم بها. وبعد دراسة استخدام المشغلات الخطية الهيدروليكية والهوائية، تقرر أن المشغلات الخطية الكهربائية أسهل في التكامل ضمن بناء هذا الروبوت.
الميزات الرئيسية للمشغلات الخطية الكهربائية المستخدمة
استُخدم ستة من مشغلات PA-14P-8-35 ذات التغذية الراجعة في هذا المشروع. يمتلك هذا الطراز طول شوط قدره 8 بوصات مع تصنيف قوة قصوى يبلغ 35 lbs. بدون حمولة، يمكن لهذا المشغل أن يتحرك بسرعة 2 inches في الثانية، بينما يتحرك عند الحمولة الكاملة بسرعة 1.38 inches في الثانية. يمتلك هذا المشغل تغذية راجعة موضعية خاصة به على شكل مقياس جهد (Potentiometer)، وهي من أعلى متطلبات تصميم هذا الروبوت. وشملت التراكيب الميكانيكية الأخرى في تصنيع هذا الروبوت مفاصل كروية مغناطيسية، ومادة المنصة، ووصّالات أعمدة، وتكوينات هندسية، وهيكلًا للإلكترونيات.
التصميم الكهربائي
توفر Arduino مجموعة متنوعة من المعالجات الدقيقة للتحكم بأي مشروع، مثل الروبوت. تم اختيار Arduino Due لاستخدامه في هذا المشروع نظرًا لقدرات ساعته، وحجم ذاكرته، وذاكرة SRAM التي يمكن استخدامها للوظائف والأداء في تشغيل منصة ستيوارت. وعلى الرغم من أن Due قادر على التحكم بالمحركات عبر مخارج PWM، إلا أنه لا يمتلك العتاد لتغذيتها كهربائيًا. لذلك استُخدم أيضًا درع HexaMoto ضمن المجموعة.
تصميم البرمجيات
أنشأ ترينت محاكاة حركية لمنصة ستيوارت باستخدام Matlab – وهي لغة مبنية على المصفوفات تتيح التعبير الأكثر طبيعية للرياضيات الحاسوبية.
نموذج ضبط 1 6-6 لحل الحركيات العكسية
بُذل جهد بحثي كبير لإعداد وتهيئة ومعايرة وإرجاع (Homing) أداء روبوت منصة ستيوارت. كما جرى ضبط تكوين المنصة وحساب المواضع الخاصة بـالمشغلات الخطية عبر واجهة مستخدم رسومية (GUI) صُممت باستخدام Matlab. كان الهدف ضمان قدرة المستخدمين النهائيين على الاتصال بالمنصة نفسها وتشغيلها بسهولة.
2 روبوت منصة ستيوارت - Cal Poly SLO بواسطة ترينت بيترسون
بعد اختبار روبوت منصة ستيوارت، خُلص إلى نجاحه في التصميم والتجميع والتنفيذ. «يغطي العديد من جوانب الروبوتات على مستوى تمهيدي، بما في ذلك الحركيات العكسية والمحاكاة والتجميع والفك وتنفيذ الحركة.»
تهانينا لترينت على تصميم وتنفيذ روبوت منصة ستيوارت لمعمل مساق الروبوتات، برعاية Progressive Automations!