Progressive Automations vam želi predstaviti še en izjemen projekt enega od naših inovativnih kupcev!
Trent Peterson, diplomant Kalifornijske politehniške državne univerze, je zasnoval robota s Stewartovo platformo za uporabo v enem od Cal Polyjevih predmetov robotike. Namen te zasnove je prikazati, kaj se uči v teoretičnem delu predmeta, študentom pa omogočiti, da svoje znanje uporabijo in preverijo inverzno kinematiko z raziskovanjem delovanja robota, njegovega območja gibanja in omejitev.
Mehanska zasnova
Za začetek zasnove tega robota je bilo treba ustvariti ploščad, ki jo je mogoče z imbus ključem preprosto sestaviti in razstaviti v različne konfiguracije. Stewartova platforma mora imeti linearne aktuatorje, ki zagotavljajo neko obliko povratne zveze o položaju, da lahko končni uporabnik konfigurira in nadzira gibanje robota. Po razmisleku o hidravličnih in pnevmatskih linearnih aktuatorjih je bilo odločeno, da bodo električni linearni aktuatorji enostavnejši za integracijo pri izdelavi tega robota.
Ključne lastnosti uporabljenih električnih linearnih aktuatorjev
V tem projektu je bilo uporabljenih šest linearnih aktuatorjev s povratno zvezo PA-14P-8-35. Ta enota ima hod 8 palcev z največjo nazivno silo 35 lbs. Brez obremenitve se lahko ta aktuator premika s hitrostjo 2 in na sekundo, pri polni obremenitvi pa se premika z 1.38 in na sekundo. Ta aktuator ima lastno povratno zvezo o položaju v obliki potenciometra, kar je ena glavnih zahtev za zasnovo tega robota. Drugi mehanski elementi, vključeni v izdelavo tega robota, so bili magnetni kroglasti sklepi, material ploščadi, spojke gredi, konfiguracija geometrije in ohišje za elektroniko.
Električna zasnova
Arduino ponuja različne mikrokrmilnike za krmiljenje najrazličnejših projektov, kot je robot. Arduino Due je bil za ta projekt izbran zaradi svojih taktnih zmožnosti, velikosti pomnilnika in SRAM-a, ki jih je mogoče izkoristiti za funkcionalnost in zmogljivost pri upravljanju Stewartove platforme. Čeprav je Due sposoben krmiliti motorje prek svojih PWM-izhodov, nima strojne opreme za njihovo napajanje. Zato je bil v tej sestavi uporabljen tudi HexaMoto Shield.
Programska zasnova
Trent je ustvaril kinematično simulacijo Stewartove platforme z uporabo MATLAB-a – matrično zasnovanega jezika, ki omogoča najbolj naraven izraz računske matematike.
1 Model konfiguracije 6–6 za rešitev inverzne kinematike
Veliko raziskav je bilo vloženih v nastavitev, inicializacijo, kalibracijo in referenciranje delovanja robota s Stewartovo platformo. Konfiguracija ploščadi ter izračun položaja linearnih aktuatorjev sta bila prav tako izvedena prek grafičnega uporabniškega vmesnika (GUI), ustvarjenega v MATLAB-u. Tako je zagotovljeno, da se končni uporabniki lahko preprosto povežejo s ploščadjo in jo upravljajo.
2 Robot s Stewartovo platformo – Cal Poly SLO, avtor Trent Peterson
Po testiranju robota s Stewartovo platformo je bilo ugotovljeno, da je po zasnovi, sestavi in izvedbi uspešen. »Na uvodni ravni pokriva številne vidike robotike, vključno z inverzno kinematiko, simulacijo, sestavo in razstavljanjem ter implementacijo gibanja.«
Čestitke Trentu za zasnovo in izvedbo tega robota s Stewartovo platformo za laboratorij pri predmetu robotike, sponzor: Progressive Automations!