Η Progressive Automations θα ήθελε να σας παρουσιάσει ένα ακόμη εντυπωσιακό έργο ενός από τους καινοτόμους πελάτες μας!
Ο Trent Peterson, απόφοιτος του California Polytechnic State University, σχεδίασε ένα ρομπότ πλατφόρμας Stewart για χρήση σε ένα από τα μαθήματα Ρομποτικής του Cal Poly. Σκοπός αυτού του σχεδιασμού είναι να αναδείξει όσα μαθαίνονται στο θεωρητικό μέρος του μαθήματος, δίνοντας στους φοιτητές τη δυνατότητα να εφαρμόσουν τις γνώσεις τους και να επαληθεύσουν την αντίστροφη κινηματική μελετώντας τη λειτουργία, το εύρος κίνησης και τους περιορισμούς του ρομπότ.
Μηχανικός σχεδιασμός
Για να ξεκινήσει ο σχεδιασμός αυτού του ρομπότ, έπρεπε να δημιουργηθεί μια πλατφόρμα που να συναρμολογείται και να αποσυναρμολογείται εύκολα σε διάφορες διαμορφώσεις με ένα κλειδί Allen. Μια πλατφόρμα Stewart απαιτεί να διαθέτει γραμμικούς ενεργοποιητές που να περιλαμβάνουν κάποια μορφή ανάδρασης θέσης, ώστε ο τελικός χρήστης να μπορεί να ρυθμίζει και να ελέγχει τις κινήσεις του ρομπότ. Μετά την εξέταση υδραυλικών και πνευματικών γραμμικών ενεργοποιητών, αποφασίστηκε ότι οι ηλεκτρικοί γραμμικοί ενεργοποιητές θα ήταν πιο εύκολο να ενσωματωθούν στην κατασκευή του ρομπότ.
Βασικά χαρακτηριστικά των ηλεκτρικών γραμμικών ενεργοποιητών που χρησιμοποιήθηκαν
Χρησιμοποιήθηκαν έξι PA-14P-8-35 Feedback Linear Actuators σε αυτό το έργο. Αυτή η μονάδα έχει Διαδρομή 8 ιντσών με μέγιστη δύναμη 35 lbs. Χωρίς Φορτίο, ο ενεργοποιητής μπορεί να κινηθεί με Ταχύτητα 2 inches per second, ενώ σε πλήρες Φορτίο θα κινηθεί με 1.38 inches per second. Ο ενεργοποιητής διαθέτει δική του ανάδραση θέσης με τη μορφή ποτενσιόμετρου, που αποτελεί μία από τις βασικές απαιτήσεις για τον σχεδιασμό του ρομπότ. Άλλα μηχανικά στοιχεία που χρησιμοποιήθηκαν στην κατασκευή ήταν μαγνητικοί σφαιρικοί σύνδεσμοι, υλικό πλατφόρμας, σύνδεσμοι αξόνων, διαμόρφωση γεωμετρίας και περίβλημα ηλεκτρονικών.
Ηλεκτρικός σχεδιασμός
Η Arduino προσφέρει ποικιλία μικροεπεξεργαστών για τον έλεγχο κάθε έργου, όπως ενός ρομπότ. Ο Arduino Due επιλέχθηκε για αυτό το έργο λόγω των δυνατοτήτων χρονισμού, του μεγέθους μνήμης και της SRAM που μπορούν να αξιοποιηθούν για τη λειτουργικότητα και την απόδοση κατά τη λειτουργία της πλατφόρμας Stewart. Αν και ο Due είναι ικανός να ελέγχει Κινητήρες μέσω των εξόδων PWM, δεν διαθέτει το υλικό για την τροφοδότησή τους. Επομένως, χρησιμοποιήθηκε επίσης ένα HexaMoto Shield σε αυτή τη διάταξη.
Σχεδιασμός λογισμικού
Ο Trent δημιούργησε μια κινηματική προσομοίωση της πλατφόρμας Stewart χρησιμοποιώντας Matlab – μια γλώσσα βασισμένη σε πίνακες που επιτρέπει τον πιο φυσικό τρόπο έκφρασης υπολογιστικών μαθηματικών.
1 6-6 Μοντέλο διαμόρφωσης για λύση αντίστροφης κινηματικής
Έγινε εκτεταμένη έρευνα για τη ρύθμιση, αρχικοποίηση, βαθμονόμηση και «home» (επιστροφή στην αρχική θέση) της απόδοσης του ρομπότ πλατφόρμας Stewart. Η διαμόρφωση της πλατφόρμας, όπως και ο υπολογισμός θέσης των γραμμικών ενεργοποιητών, ρυθμίστηκαν επίσης μέσω γραφικού περιβάλλοντος χρήστη (GUI) που δημιουργήθηκε με Matlab. Αυτό διασφάλισε ότι οι τελικοί χρήστες μπορούν εύκολα να συνδεθούν με την πλατφόρμα και να την χειριστούν.
2 Ρομπότ πλατφόρμας Stewart - Cal Poly SLO, Trent Peterson
Μετά τις δοκιμές, το ρομπότ πλατφόρμας Stewart κρίθηκε επιτυχημένο στον σχεδιασμό, τη συναρμολόγηση και την υλοποίηση. «Καλύπτει πολλές πτυχές της ρομποτικής σε εισαγωγικό επίπεδο, συμπεριλαμβανομένης της αντίστροφης κινηματικής, της προσομοίωσης, της συναρμολόγησης και αποσυναρμολόγησης και της υλοποίησης κίνησης.»
Συγχαρητήρια στον Trent για τον σχεδιασμό και την υλοποίηση αυτού του ρομπότ πλατφόρμας Stewart για εργαστήριο μαθήματος ρομποτικής, με την υποστήριξη της Progressive Automations!