Progressive Automations è lieta di presentarvi un altro progetto straordinario realizzato da uno dei nostri clienti più innovativi!
Trent Peterson, laureato presso la California Polytechnic State University, ha progettato un robot a piattaforma Stewart da utilizzare in uno dei corsi di Robotica di Cal Poly. Lo scopo di questo progetto è mostrare ciò che si apprende nella parte teorica del corso, dando agli studenti la possibilità di applicare le proprie conoscenze e verificare la cinematica inversa studiando il funzionamento del robot, la sua escursione e le sue limitazioni.
Progettazione meccanica
Per iniziare a progettare questo robot, era necessario creare una piattaforma facile da assemblare e smontare in varie configurazioni utilizzando una chiave a brugola. Una piattaforma Stewart richiede attuatori lineari che includano una qualche forma di feedback di posizione, in modo che l’utente finale possa configurare e controllare i movimenti del robot. Dopo aver preso in considerazione attuatori lineari idraulici e pneumatici, si è deciso che gli attuatori lineari elettrici sarebbero stati più facili da integrare nella costruzione di questo robot.
Caratteristiche principali degli attuatori lineari elettrici utilizzati
In questo progetto sono stati utilizzati sei attuatori lineari con feedback PA-14P-8-35. Questo modello ha una corsa di 8 pollici e un carico massimo di 35 lb. Senza carico, questo attuatore può muoversi a una velocità di 2 pollici al secondo, mentre a pieno carico si muove a 1,38 pollici al secondo. Questo attuatore dispone di feedback di posizione tramite un potenziometro, che è uno dei requisiti principali per la progettazione di questo robot. Altre realizzazioni meccaniche incluse nella costruzione di questo robot sono stati snodi sferici magnetici, materiale della piattaforma, giunti per albero, configurazione geometrica e un contenitore per l’elettronica.
Progettazione elettrica
Arduino offre una varietà di microcontrollori per il controllo di qualsiasi progetto, come un robot. L’Arduino Due è stato selezionato per questo progetto grazie alle sue capacità di clock, alla dimensione della memoria e alla SRAM, utili per la funzionalità e le prestazioni nella gestione della piattaforma Stewart. Sebbene il Due sia in grado di controllare i motori tramite le sue uscite PWM, non dispone dell’hardware per alimentarli. È stato quindi utilizzato anche uno shield HexaMoto.
Progettazione software
Trent ha creato una simulazione cinematica della piattaforma Stewart utilizzando Matlab – un linguaggio basato su matrici che consente un’espressione naturale della matematica computazionale.
1 Modello di configurazione 6-6 per la soluzione di cinematica inversa
Sono state svolte molte ricerche per la configurazione, l’inizializzazione, la calibrazione e la referenziazione del funzionamento del robot a piattaforma Stewart. La configurazione della piattaforma, così come il calcolo della posizione degli attuatori lineari, sono stati impostati anche tramite un’interfaccia grafica (GUI) creata con Matlab. Questo per garantire che gli utenti finali possano collegarsi facilmente alla piattaforma stessa e utilizzarla.
2 Robot a piattaforma Stewart - Cal Poly SLO di Trent Peterson
Dopo i test del robot a piattaforma Stewart, si è concluso che il progetto ha avuto successo nella progettazione, nell’assemblaggio e nell’implementazione. “Copre molte sfaccettature della robotica a livello introduttivo, tra cui cinematica inversa, simulazione, montaggio e smontaggio e implementazione del movimento.”
Complimenti a Trent per aver progettato e realizzato questo robot a piattaforma Stewart per un laboratorio di un corso di robotica, sponsorizzato da Progressive Automations!