Progressive Automations by vám rada predstavila ďalší pôsobivý projekt jedného z našich inovatívnych zákazníkov!
Trent Peterson, absolvent California Polytechnic State University, navrhol robota so Stewartovou platformou, ktorý sa použije v jednom z kurzov robotiky na Cal Poly. Účelom tohto dizajnu je ukázať, čo sa učí v teoretickej časti predmetu, dať študentom možnosť uplatniť svoje vedomosti a overiť inverznú kinematiku štúdiom prevádzky robota, jeho rozsahu pohybu a obmedzení.
Mechanický návrh
Na začiatok návrhu tohto robota bolo potrebné vytvoriť platformu, ktorú je možné jednoducho montovať a demontovať do rôznych konfigurácií pomocou imbusového kľúča. Stewartova platforma musí mať lineárne aktuátory, ktoré obsahujú nejakú formu polohovej spätnej väzby, aby koncový používateľ mohol konfigurovať a riadiť pohyby robota. Po zvážení hydraulických a pneumatických lineárnych aktuátorov sa rozhodlo, že elektrické lineárne aktuátory bude jednoduchšie integrovať do stavby tohto robota.
Kľúčové vlastnosti použitých elektrických lineárnych aktuátorov
V tomto projekte bolo použitých šesť lineárnych aktuátorov so spätnou väzbou PA-14P-8-35. Táto jednotka má Zdvih 8 palcov s maximálnou silou 35 lbs. Bez zaťaženia sa tento aktuátor môže pohybovať rýchlosťou 2 in palcov za sekundu, zatiaľ čo pri plnom zaťažení sa bude pohybovať rýchlosťou 1.38 in palcov za sekundu. Tento aktuátor má vlastnú polohovú spätnú väzbu vo forme potenciometra, čo je jedna z hlavných požiadaviek na dizajn tohto robota. Ďalšie mechanické prvky použité pri výrobe tohto robota zahŕňali magnetické guľové kĺby, materiál platformy, hriadeľové spojky, konfiguráciu geometrie a kryt elektroniky.
Elektrický návrh
Arduino ponúka množstvo mikroprocesorov na riadenie rôznych projektov, ako je napríklad robot. Arduino Due bol vybraný pre tento projekt vďaka svojim taktovacím možnostiam, veľkosti pamäte a SRAM, ktoré možno využiť na funkčnosť a výkon pri prevádzke Stewartovej platformy. Hoci Due dokáže riadiť motory cez svoje výstupy PWM, nemá hardvér na ich napájanie. Preto bol v tejto zostave použitý aj štít HexaMoto.
Softvérový návrh
Trent vytvoril kinematickú simuláciu Stewartovej platformy pomocou MATLABu – maticovo orientovaného jazyka, ktorý umožňuje čo najprirodzenejšie vyjadrenie výpočtovej matematiky.
1 Model konfigurácie 6-6 na riešenie inverznej kinematiky
Vykonalo sa množstvo výskumu s cieľom nastaviť, inicializovať, kalibrovať a realizovať homing (nastavenie referenčnej polohy) výkonu robota so Stewartovou platformou. Konfigurácia platformy, ako aj výpočet polohy lineárnych aktuátorov, boli taktiež nastavené cez grafické používateľské rozhranie (GUI) vytvorené v MATLABe. Cieľom bolo zabezpečiť, aby sa koncoví používatelia mohli k platforme jednoducho pripojiť a obsluhovať ju.
2 Robot so Stewartovou platformou – Cal Poly SLO, autor Trent Peterson
Po otestovaní robota so Stewartovou platformou sa dospelo k záveru, že jeho dizajn, montáž a implementácia boli úspešné. „Pokryje mnoho aspektov robotiky na úvodnej úrovni, vrátane inverznej kinematiky, simulácie, montáže a demontáže a realizácie pohybu.“
Blahoželáme Trentovi k návrhu a implementácii tohto robota so Stewartovou platformou pre laboratórium kurzov robotiky, sponzorované spoločnosťou Progressive Automations!