Progressive Automations vil gerne præsentere jer for endnu et imponerende projekt fra en af vores innovative kunder!
Trent Peterson, der er uddannet fra California Polytechnic State University, har designet en Stewart Platform-robot, der skal bruges i et af Cal Polys robotkurser. Formålet med designet er at vise, hvad der læres i den teoretiske del af kurset, så de studerende får mulighed for at anvende deres viden og verificere invers kinematik ved at studere robottens funktion, bevægelsesområde og begrænsninger.
Mekanisk design
For at begynde at designe denne robot, skulle der skabes en platform, der var nem at samle og skille ad i forskellige konfigurationer ved hjælp af en unbrakonøgle. En Stewart-platform skal have lineære aktuatorer, der inkluderer en form for positionsfeedback, så slutbrugeren kan konfigurere og styre robottens bevægelser. Efter at have overvejet hydrauliske og pneumatiske lineære aktuatorer, blev det besluttet, at elektriske lineære aktuatorer ville være lettere at integrere i bygningen af denne robot.
Nøglefunktioner ved de anvendte elektriske lineære aktuatorer
Seks af de PA-14P-8-35 Lineære aktuatorer med feedback blev brugt i dette projekt. Denne enhed har en slaglængde på 20 cm med en maksimal kraftklassificering på 16,5 kg. Uden belastning kan denne aktuator bevæge sig med en hastighed på 5 cm pr. sekund, mens den ved fuld belastning bevæger sig med 3,9 cm pr. sekund. Denne aktuator har sin egen positionsfeedback i form af et potentiometer, hvilket er et af de vigtigste krav til denne robots design. Andre mekaniske konstruktioner, der blev inkluderet i fremstillingen af denne robot, var magnetiske sfæriske samlinger, platformmateriale, akselkoblinger, geometrisk konfiguration og et elektronikkabinet.
Elektrisk design
Arduino tilbyder en række mikroprocessorer til styring af ethvert projekt, såsom en robot. Arduino Due blev valgt til brug i dette projekt på grund af dens clock-funktioner, hukommelsesstørrelse og SRAM, der kan bruges til funktionalitet og ydeevne ved betjening af Stewart-platformen. Selvom Due er i stand til at styre motorer via dens PWM-udgange, har den ikke hardwaren til at drive dem. Derfor blev et HexaMoto Shield også brugt i denne samling.
Softwaredesign
Trent skabte en kinematisk simulering af Stewart-platformen ved hjælp af Matlab – et matrixbaseret sprog, der muliggør den mest naturlige udtryksform af beregningsmatematik.
1 6-6 Konfigurationsmodel for invers kinematisk løsning
Der blev lagt en masse forskning i opsætning, initialisering, kalibrering og hjemstilling af Stewart Platform-robottens ydeevne. Platformkonfiguration, såvel som positionsberegning af lineære aktuatorer, blev også indstillet via en grafisk brugergrænseflade (GUI), der blev oprettet ved hjælp af Matlab. Dette var for at sikre, at slutbrugerne nemt kan oprette forbindelse til selve platformen og betjene den.
2 Stewart Platform Robot - Cal Poly SLO af Trent Peterson
Efter at have testet Stewart Platform-robotten, blev det konkluderet, at den var vellykket i sit design, samling og implementering. "Den dækker mange facetter af robotter på et introduktionsniveau, herunder invers kinematik, simulering, samling og adskillelse samt bevægelsesimplementering."
Tillykke til Trent for at designe og implementere denne Stewart Platform Robot til et robotkursuslaboratorium, sponsoreret af Progressive Automations!