Progressive Automations vill presentera ännu ett imponerande projekt av en av våra innovativa kunder!
Trent Peterson, utexaminerad från California Polytechnic State University, har designat en Stewart Platform-robot som ska användas i en av Cal Polys robotkurser. Syftet med denna design är att visa upp vad som lärs ut i den teoretiska delen av kursen, vilket ger studenterna möjlighet att tillämpa sina kunskaper och verifiera invers kinematik genom att studera robotens funktion, rörelseomfång och begränsningar.
Mekanisk design
För att börja designa den här roboten behövde man skapa en plattform som var enkel att montera och demontera i olika konfigurationer med hjälp av en insexnyckel. En Stewart-plattform krävs för att ha linjära ställdon som inkluderar någon form av positionsåterkoppling så att slutanvändaren kan konfigurera och styra robotens rörelser. Efter att ha övervägt hydrauliska och pneumatiska linjära ställdon beslutades det att elektriska linjära ställdon skulle vara enklare att integrera i byggandet av den här roboten.
Viktiga funktioner hos de elektriska linjära ställdon som används
Sex av de PA-14P-8-35 Återkopplingslinjära ställdon användes i detta projekt. Denna enhet har en slaglängd på 20 cm med en maximal kraftklassning på 16,5 kg. Utan belastning kan detta ställdon röra sig med en hastighet på 2 varv per sekund, medan det vid full belastning rör sig med 1,38 varv per sekund. Detta ställdon har sin egen positionsåterkoppling i form av en potentiometer, vilket är ett av de viktigaste kraven för denna robots design. Andra mekaniska konstruktioner som ingick i tillverkningen av denna robot var magnetiska sfäriska leder, plattformsmaterial, axelkopplingar, geometrisk konfiguration och ett elektronikhölje.
Elektrisk design
Arduino erbjuder en mängd olika mikroprocessorer för styrning av alla typer av projekt, till exempel en robot. Arduino Due valdes för användning i detta projekt på grund av dess klockfunktioner, minnesstorlek och SRAM som kan användas för funktionalitet och prestanda vid drift av Stewart-plattformen. Även om Due kan styra motorer via sina PWM-utgångar, har den inte hårdvaran för att driva dem. Därför användes även en HexaMoto Shield i denna montering.
Programvarudesign
Trent skapade en kinematisk simulering av Stewart-plattformen med hjälp av Matlab – ett matrisbaserat språk som möjliggör det mest naturliga uttrycket av beräkningsmatematik.
1 6-6 Konfigurationsmodell för invers kinematiklösning
Mycket forskning lades ner på att ställa in, initialisera, kalibrera och rikta in Stewart Platform-robotens prestanda. Plattformkonfiguration, såväl som positionsberäkning av linjära ställdon, ställdes också in via ett grafiskt användargränssnitt (GUI) som skapades med hjälp av Matlab. Detta var för att säkerställa att slutanvändare enkelt kan ansluta till själva plattformen och använda den.
2 Stewart-plattformsrobot - Cal Poly SLO av Trent Peterson
Efter att ha testat Stewart Platform-roboten drogs slutsatsen att den var framgångsrik i sin design, montering och implementering. ”Den täcker många aspekter av robotar på en introduktionsnivå, inklusive invers kinematik, simulering, montering och demontering samt rörelseimplementering.”
Grattis till Trent för att ha designat och implementerat denna Stewart-plattformsrobot för ett robotkurslaboratorium, sponsrat av Progressive Automations!