Progressive Automations souhaite vous présenter un autre projet impressionnant de l’un de nos clients innovants !
Trent Peterson, diplômé de la California Polytechnic State University, a conçu un robot à plateforme de Stewart destiné à l’un des cours de robotique de Cal Poly. L’objectif de cette conception est de mettre en valeur ce qui est appris dans la partie théorique du cours, en donnant aux étudiants la possibilité d’appliquer leurs connaissances et de vérifier la cinématique inverse en étudiant le fonctionnement du robot, son amplitude de mouvement et ses limites.
Conception mécanique
Pour commencer la conception de ce robot, il fallait créer une plateforme facile à assembler et à désassembler en différentes configurations à l’aide d’une clé Allen. Une plateforme de Stewart doit disposer de vérins linéaires intégrant une forme de Rétroaction de position afin que l’utilisateur final puisse configurer et contrôler les mouvements du robot. Après avoir envisagé des vérins linéaires hydrauliques et pneumatiques, il a été décidé que des vérins linéaires électriques seraient plus simples à intégrer à la construction de ce robot.
Caractéristiques clés des vérins linéaires électriques utilisés
Six actionneurs linéaires à Rétroaction PA-14P-8-35 ont été utilisés dans ce projet. Cette unité a une course de 8 pouces avec une force maximale de 35 lb. Sans charge, cet actionneur peut se déplacer à une vitesse de 2 pouces par seconde, tandis qu’à pleine charge, il se déplacera à 1,38 pouce par seconde. Cet actionneur dispose de sa propre Rétroaction de position sous la forme d’un potentiomètre, l’une des principales exigences pour la conception de ce robot. Les autres éléments mécaniques inclus dans la fabrication de ce robot comprenaient des rotules sphériques magnétiques, le matériau de la plateforme, des accouplements d’arbre, la configuration géométrique et un boîtier électronique.
Conception électrique
Arduino propose une variété de microcontrôleurs pour piloter tout type de projet, comme un robot. L’Arduino Due a été choisi pour ce projet en raison de ses capacités d’horloge, de la taille de sa mémoire et de sa SRAM, utiles pour la fonctionnalité et les performances lors de l’exploitation de la plateforme de Stewart. Bien que le Due soit capable de contrôler des moteurs via ses sorties PWM, il ne dispose pas du matériel pour les alimenter. Par conséquent, un shield HexaMoto a également été utilisé dans cet ensemble.
Conception logicielle
Trent a créé une simulation cinématique de la plateforme de Stewart avec Matlab – un langage basé sur les matrices permettant l’expression la plus naturelle des mathématiques computationnelles.
1 Modèle de configuration 6-6 pour la résolution de la cinématique inverse
Beaucoup de travail de recherche a été consacré à la configuration, l’initialisation, l’étalonnage et la mise à l’origine des performances du robot à plateforme de Stewart. La configuration de la plateforme, ainsi que le calcul de position des vérins linéaires, ont également été définis via une interface graphique (GUI) créée avec Matlab. L’objectif était de garantir que les utilisateurs finaux puissent facilement se connecter à la plateforme elle-même et la faire fonctionner.
2 Robot à plateforme de Stewart - Cal Poly SLO par Trent Peterson
Après les tests du robot à plateforme de Stewart, la conclusion a été qu’il est réussi dans sa conception, son assemblage et son implémentation. « Il couvre de nombreuses facettes de la robotique à un niveau introductif, y compris la cinématique inverse, la simulation, l’assemblage et le démontage, ainsi que la mise en mouvement. »
Félicitations à Trent pour la conception et la mise en œuvre de ce robot à plateforme de Stewart pour un laboratoire de cours de robotique, parrainé par Progressive Automations !