Progressive Automations möchte Ihnen ein weiteres beeindruckendes Projekt eines unserer innovativen Kunden vorstellen!
Trent Peterson, Absolvent der California Polytechnic State University, hat einen Stewart-Plattform-Roboter entworfen, der in einem der Robotik-Kurse von Cal Poly verwendet werden soll. Der Zweck dieses Designs besteht darin, zu zeigen, was im theoretischen Teil des Kurses gelernt wird, und den Studenten die Möglichkeit zu geben, ihr Wissen anzuwenden und die inverse Kinematik zu überprüfen, indem sie den Betrieb, den Bewegungsbereich und die Einschränkungen des Roboters studieren.
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Der PA-14P wurde wegen seiner Funktion zur Positionsrückmeldung verwendet!
Mechanisches Design
Um mit dem Design dieses Roboters zu beginnen, musste eine Plattform geschaffen werden, die einfach in verschiedenen Konfigurationen mit einem Innensechskantschlüssel zusammen- und auseinandergebaut werden kann. Eine Stewart-Plattform muss lineare Aktuatoren haben, die eine Form von Positionsrückmeldung enthalten, damit der Endbenutzer die Bewegungen des Roboters konfigurieren und steuern kann. Nach der Überlegung, hydraulische und pneumatische lineare Aktuatoren zu verwenden, wurde entschieden, dass elektrische lineare Aktuatoren einfacher in den Bau dieses Roboters zu integrieren sind.
Wesentliche Merkmale der verwendeten elektrischen linearen Aktuatoren
In diesem Projekt wurden sechs der PA-14P-8-35 Feedback-Linearantriebe verwendet. Diese Einheit hat eine Hublänge von 8 Zoll mit einer maximalen Kraft von 35 lbs. Ohne Last kann sich dieser Aktuator mit einer Geschwindigkeit von 2 Zoll pro Sekunde bewegen, während er bei voller Last mit 1,38 Zoll pro Sekunde bewegt. Dieser Aktuator hat seine eigene Positionsrückmeldung in Form eines Potenziometers, was eines der Hauptanforderungen für das Design dieses Roboters ist. Weitere mechanische Konstruktionen, die beim Bau dieses Roboters verwendet wurden, waren magnetische Kugelgelenke, Plattformmaterial, Wellenkupplungen, Geometriekonfiguration und ein Elektronikgehäuse.
Elektrisches Design
Arduino bietet eine Vielzahl von Mikroprozessoren zur Steuerung jedes Projekts, wie z.B. eines Roboters. Der Arduino Due wurde für dieses Projekt aufgrund seiner Taktfähigkeiten, Speicherkapazität und SRAM ausgewählt, die für die Funktionalität und Leistung beim Betrieb der Stewart-Plattform verwendet werden können. Obwohl der Due in der Lage ist, Motoren über seine PWM-Ausgänge zu steuern, hat er nicht die Hardware, um sie mit Strom zu versorgen. Daher wurde auch ein HexaMoto Shield in dieser Montage verwendet.
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Der Arduino Due wurde aus unserem Sortiment ausgewählt, um die Stewart-Plattform zu betreiben!
Software-Design
Trent erstellte eine kinematische Simulation der Stewart-Plattform mit Matlab – einer matrixbasierten Sprache, die den natürlichsten Ausdruck computergestützter Mathematik ermöglicht.
1 6-6 Konfigurationsmodell für die Lösung der inversen Kinematik
Es wurde viel Forschung betrieben, um die Leistung des Stewart-Plattform-Roboters einzurichten, zu initialisieren, zu kalibrieren und zu homing. Die Konfiguration der Plattform sowie die Positionsberechnung der linearen Aktuatoren wurden ebenfalls über eine grafische Benutzeroberfläche (GUI) eingerichtet, die mit Matlab erstellt wurde. Dies sollte sicherstellen, dass Endbenutzer einfach mit der Plattform selbst verbinden und sie bedienen können.
2 Stewart-Plattform-Roboter - Cal Poly SLO von Trent Peterson
Nach dem Testen des Stewart-Plattform-Roboters wurde festgestellt, dass er in seinem Design, seiner Montage und seiner Implementierung erfolgreich war. „Es deckt viele Facetten von Robotern auf einem einführenden Niveau ab, einschließlich inverser Kinematik, Simulation, Montage und Demontage sowie Bewegungsimplementierung.“
Herzlichen Glückwunsch an Trent für das Design und die Implementierung dieses Stewart-Plattform-Roboters für ein Labor im Robotik-Kurs, gesponsert von Progressive Automations!