6DOF Stewart Platform: 5 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

6DOF Stewart Platform er en robotplattform som kan artikulere i 6 frihetsgrader. Vanligvis konstruert med 6 lineære aktuatorer, bruker denne nedskalerte miniversjonen 6 servoer for å simulere den lineære aktiveringsbevegelsen. Det er de tre lineære bevegelsene x, y, z (lateralt, langsgående og vertikalt), og de tre rotasjonene pitch, roll, & yaw.

Stewart-plattformer brukes ofte til applikasjoner som flysimulatorer, maskinverktøyteknologi, kranteknologi, undersjøisk forskning, luft-til-sjø-redning, mekaniske okser, parabolposisjonering, teleskoper og ortopedisk kirurgi.

Denne versjonen av Stewart -plattformen styres med en Arduino Uno mikrokontroller og drives av en 5v strømforsyning.

Materialer som trengs:

6 servomotorer

Akryl eller tre

1 Arduino Uno

1 brødbrett

Flere kondensatorer

6 trykknapper

1 joystick -modul

12 kuleledd og 6 gjengede aksler

6 standoff -brikker

Trinn 1: Designe CAD -filer

Begynn å måle monteringsbraketten for servoen og gummigummien for gjengetråder, og lag litt større hull på en sekskantet polygon. Legg til monteringshull for avstand om nødvendig. Husk å legge igjen passende avstand, slik at servoene ikke skyver mot hverandre når de er montert. Det endelige resultatet (vist ovenfor) skal passe perfekt til servomotoren og bør ikke kreve avstand for å holde strukturen sammen. Skriv ut 4 kopier av filen, 2 uten hull for gummigummien. Skriv også ut en kopi av den sekskantede formen, nedskaleret 70%, men uten hullene for servomotorene blir dette topplaten.

Du kan laserskjære eller 3D -skrive ut disse filene, men juster materialtykkelsene på en passende måte slik at 2 ark vil passe perfekt til høyden på festebraketten for servoene.

Jeg brukte Adobe Illustrator for dette prosjektet.

Trinn 2: Montering

Start med å smøre servomotorene inn mellom arkene med akryl som vi trykte ut i det siste trinnet. vær oppmerksom på å tre ledningene gjennom, og sett sammen ledningene pent for senere. Deretter varm lim/tape/monter de korte avstandene til topplaten i akryl på de korte kantene på den sekskantede polygonen, som vist ovenfor. Husk å legge til litt mellomrom mellom avstandene.

Sett sammen kuleleddene, husk at de må ha samme lengde. Fest kuleleddene til servohornene som følger med servomotoren med selvborende skruer, bruk passende avstand slik at kuleleddene har et komplett frihetsområde. Vist ovenfor.

Fest til slutt den andre siden av kuleleddmekanismen til avstandene på akryl med vanlige skruer som følger med kuleleddpakken. Deretter legger du servohornene til servoene slik at den skal danne en 90-graders vinkel mot innsiden når servoen er i nullposisjon, justere kuleleddene og servohornene deretter. Du kan bruke en telefon for å se om plattformen er plan, vist ovenfor.

Trinn 3: Elektronikk

Start med å feste hoppetråder til servotrådene, jeg liker å bruke den tilsvarende fargen slik at de ser penere ut. Koble 5v og GND til brødbrettet, og signalpinnen (pwn) til Arduino Uno i pinnene 3, 5, 6, 9, 10, 11. Legg til trykknapper på brødbrettet, med en ledning til 5v, en motstand mot GND på den andre siden, og en signalkabel som går til en digital pinne på Arduino. Disse vil kontrollere settkommandoer for plattformen. Fortsett ved å koble til en joystick -modul, 5v og GND til brødbrettet, X- og Y -utgang til analoge innganger. Dette er den viktigste joystick -kontrollen for plattformen.

Fjern en USB -kabel, ta strøm- og GND -ledningene og koble dem til startkabler, som kobles til strømnålene på brødbrettet. Denne USB -enheten vil drive systemet fra en strømbank. Legg til diverse kondensatorer i strømlisten på brødbrettet, husk de positive og negative pinnene. Disse kondensatorene hjelper servoene å kjøre fordi de trekker mye strøm, og kondensatorene vil lade og sende ut pulser for å hjelpe det.

Trinn 4: Programmering

Jeg vil ikke gå i dybden med programmeringsaspektet ved dette prosjektet fordi mulighetene er uendelige, men du bør begynne med å bevege servoarmene og få et grep om hvordan du skal artikulere plattformen og deretter sette servoene i forskjellige posisjoner gjennom Arduino til oppdage ytterligere måter å kontrollere plattformen på.

Trinn 5: Gratulerer

Du har nettopp bygget din stewart -plattform! Lykke til! Mulighetene er endeløse!