Progressive Automations vil gjerne presentere nok et imponerende prosjekt fra en av våre innovative kunder!
Trent Peterson, utdannet ved California Polytechnic State University, har designet en Stewart Platform-robot som skal brukes i et av Cal Polys robotikkkurs. Formålet med dette designet er å vise frem hva som læres i teoridelen av kurset, slik at studentene får muligheten til å anvende kunnskapen sin og verifisere invers kinematikk ved å studere robotens drift, bevegelsesområde og begrensninger.
Mekanisk design
For å begynne å designe denne roboten, måtte man lage en plattform som var enkel å montere og demontere i ulike konfigurasjoner ved hjelp av en unbrakonøkkel. En Stewart-plattform må ha lineære aktuatorer som inkluderer en form for posisjonstilbakemelding, slik at sluttbrukeren kan konfigurere og kontrollere robotens bevegelser. Etter å ha vurdert hydrauliske og pneumatiske lineære aktuatorer, ble det bestemt at elektriske lineære aktuatorer ville være enklere å integrere i byggingen av denne roboten.
Viktige funksjoner ved de elektriske lineære aktuatorene som brukes
Seks av de PA-14P-8-35 Tilbakekoblingslineære aktuatorer ble brukt i dette prosjektet. Denne enheten har en 8-tommers slaglengde med en maksimal kraftvurdering på 35 lb. Uten belastning kan denne aktuatoren bevege seg med en hastighet på 2 tonner per sekund, mens den ved full belastning vil bevege seg med 1,38 tonner per sekund. Denne aktuatoren har sin egen posisjonstilbakemelding i form av et potensiometer, som er et av de viktigste kravene til denne robotens design. Andre mekaniske konstruksjoner som ble inkludert i produksjonen av denne roboten var magnetiske sfæriske ledd, plattformmateriale, akselkoblinger, geometrisk konfigurasjon og et elektronikkskap.
Elektrisk design
Arduino tilbyr en rekke mikroprosessorer for kontroll av ethvert prosjekt, for eksempel en robot. Arduino Due ble valgt for bruk i dette prosjektet på grunn av klokkefunksjonene, minnestørrelsen og SRAM som kan brukes til funksjonalitet og ytelse ved drift av Stewart-plattformen. Selv om Due er i stand til å kontrollere motorer via PWM-utgangene, har den ikke maskinvaren til å drive dem. Derfor ble et HexaMoto-skjold også brukt i denne monteringen.
Programvaredesign
Trent laget en kinematisk simulering av Stewart-plattformen ved hjelp av Matlab – et matrisebasert språk som tillater det mest naturlige uttrykket av beregningsmatematikk.
1 6-6 Konfigurasjonsmodell for invers kinematikkløsning
Mye forskning ble lagt ned i oppsett, initialisering, kalibrering og hjemsetting av ytelsen til Stewart Platform-roboten. Plattformkonfigurasjon, samt posisjonsberegning av lineære aktuatorer, ble også satt via et grafisk brukergrensesnitt (GUI) som ble laget med Matlab. Dette var for å sikre at sluttbrukere enkelt kan koble seg til selve plattformen og betjene den.
2 Stewart-plattformrobot - Cal Poly SLO av Trent Peterson
Etter å ha testet Stewart Platform-roboten, ble det konkludert med at den var vellykket i design, montering og implementering. «Den dekker mange fasetter av roboter på et innledende nivå, inkludert invers kinematikk, simulering, montering og demontering, og bevegelsesimplementering.»
Gratulerer til Trent for å ha designet og implementert denne Stewart-plattformroboten for et robotkurslaboratorium, sponset av Progressive Automations!