Πλατφόρμα 6DOF Stewart: 5 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Η πλατφόρμα 6DOF Stewart είναι μια ρομποτική πλατφόρμα που μπορεί να αρθρωθεί σε 6 βαθμούς ελευθερίας. Συνήθως κατασκευασμένη με 6 γραμμικούς ενεργοποιητές, αυτή η μικρότερη έκδοση μίνι χρησιμοποιεί 6 σερβο για να προσομοιώσει την γραμμική κίνηση ενεργοποίησης. Υπάρχουν οι τρεις γραμμικές κινήσεις x, y, z (πλευρικές, διαμήκεις και κατακόρυφες) και οι τρεις περιστροφές βήμα, κύλιση και χασμουρητό.

Οι πλατφόρμες Stewart χρησιμοποιούνται συνήθως για εφαρμογές όπως προσομοιωτές πτήσεων, τεχνολογία εργαλειομηχανών, τεχνολογία γερανών, υποβρύχιες έρευνες, διάσωση από αέρος σε θάλασσα, μηχανικούς ταύρους, τοποθέτηση δορυφορικών πιάτων, τηλεσκόπια και ορθοπεδική χειρουργική.

Αυτή η έκδοση της πλατφόρμας Stewart ελέγχεται με μικροελεγκτή Arduino Uno και τροφοδοτείται από τροφοδοτικό 5v.

Χρειαζονται ΥΛΙΚΑ:

6 σερβοκινητήρες

Ακρυλικό ή ξύλο

1 Arduino Uno

1 σανίδα ψωμιού

Πολλαπλοί πυκνωτές

6 κουμπιά

1 μονάδα χειριστηρίου

12 αρθρώσεις σφαιρών και 6 άξονες με σπείρωμα

6 κομμάτια αναμονής

Βήμα 1: Σχεδιασμός αρχείων CAD

Ξεκινήστε να μετράτε το βραχίονα στήριξης για το σερβο, και το λαστιχένιο βραχίονα για τα καλώδια με σπείρωμα και κάντε ελαφρώς μεγαλύτερες τρύπες σε ένα εξαγωνικό πολύγωνο. Προσθέστε τρύπες στερέωσης για στεγανά αν χρειαστεί. Θυμηθείτε να αφήσετε κατάλληλη απόσταση ώστε τα σερβίτσια να μην πιέζονται μεταξύ τους όταν είναι τοποθετημένα. Το τελικό αποτέλεσμα (φαίνεται παραπάνω) πρέπει να ταιριάζει απόλυτα με τον σερβοκινητήρα και δεν πρέπει να απαιτεί εκκρεμότητες για να συγκρατεί τη δομή μαζί. Εκτυπώστε 4 αντίγραφα του αρχείου, 2 χωρίς τρύπες για τη λαστιχένια σχάρα. Επίσης, εκτυπώστε ένα αντίγραφο του εξαγωνικού σχήματος, μειωμένο κατά 70%, αλλά χωρίς τις τρύπες για τους σερβοκινητήρες, αυτή θα είναι η επάνω πλάκα.

Μπορείτε να κόψετε με λέιζερ ή να εκτυπώσετε τρισδιάστατα αυτά τα αρχεία, αλλά να προσαρμόσετε κατάλληλα το πάχος των υλικών ώστε 2 φύλλα να ταιριάζουν απόλυτα με το ύψος του βραχίονα στήριξης για τα σερβίτσια.

Χρησιμοποίησα το Adobe Illustrator για αυτό το έργο.

Βήμα 2: Συναρμολόγηση

Ξεκινήστε με το σάντουιτς των σερβοκινητήρων ανάμεσα στα φύλλα ακρυλικού που εκτυπώσαμε στο τελευταίο βήμα. δώστε προσοχή να περάσετε τα καλώδια και να τα δέσετε τακτοποιημένα για αργότερα. Στη συνέχεια, ζεστή κόλλα/ταινία/τοποθετήστε τις κοντές προεξοχές στην ακρυλική επάνω πλάκα στις κοντές άκρες του εξαγωνικού πολυγώνου, όπως φαίνεται παραπάνω. Θυμηθείτε να προσθέσετε λίγο διάστημα μεταξύ των αναμονών.

Συναρμολογήστε τις αρθρώσεις της μπάλας, λάβετε υπόψη ότι πρέπει να έχουν το ίδιο μήκος. Συνδέστε τους σφαιρικούς συνδέσμους σε σέρβο κέρατα που περιλαμβάνονται με τον σερβοκινητήρα με βίδες που τρυπάνε, χρησιμοποιήστε το κατάλληλο διάστημα ώστε οι αρθρώσεις σφαιρών να έχουν όλο το εύρος ελευθερίας. Οπως φαίνεται παραπάνω.

Τέλος, στερεώστε την άλλη πλευρά του μηχανισμού σφαιρικής άρθρωσης στις προεξοχές του ακρυλικού με κανονικές βίδες που περιλαμβάνονται στη συσκευασία της σφαιρικής άρθρωσης. Στη συνέχεια, προσθέστε τα κέρατα σερβο στα σερβο, έτσι ώστε να σχηματίζει γωνία 90 μοιρών προς τα μέσα όταν το σερβο είναι σε μηδενική θέση, προσαρμόστε ανάλογα τις αρθρώσεις της σφαίρας και τα κέρατα σερβο. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα τηλέφωνο για να δείτε αν η πλατφόρμα είναι επίπεδη, όπως φαίνεται παραπάνω.

Βήμα 3: Ηλεκτρονικά

Ξεκινήστε με την τοποθέτηση καλωδίων jumper στα σερβο καλώδια, μου αρέσει να χρησιμοποιώ το αντίστοιχο χρώμα ώστε να φαίνονται πιο καθαρά. Συνδέστε το 5v και το GND στο breadboard και τον ακροδέκτη σήματος (pwn) στο Arduino Uno στις ακίδες 3, 5, 6, 9, 10, 11. Προσθέστε κουμπιά στο breadboard, με ένα σύρμα στο 5v, μια αντίσταση GND στην άλλη πλευρά και ένα καλώδιο σήματος που πηγαίνει σε μια ψηφιακή ακίδα στο Arduino. Αυτά θα ελέγχουν τις καθορισμένες εντολές για την πλατφόρμα. Συνεχίστε συνδέοντας μια μονάδα joystick, 5v και GND στο breadboard, την έξοδο X και Y σε αναλογικές εισόδους. Αυτός είναι ο κύριος έλεγχος χειριστηρίου για την πλατφόρμα.

Απογυμνώστε ένα καλώδιο USB, παίρνοντας τα καλώδια τροφοδοσίας και GND και συνδέστε τα με καλώδια βραχυκυκλωτήρων, τα οποία συνδέονται με τις ακίδες τροφοδοσίας στο breadboard. Αυτό το USB θα τροφοδοτήσει το σύστημα από μια τράπεζα ισχύος. Προσθέστε ποικίλους πυκνωτές στην ηλεκτρική λωρίδα στο breadboard, λάβετε υπόψη τις θετικές και αρνητικές ακίδες. Αυτοί οι πυκνωτές βοηθούν τα servos να λειτουργούν επειδή τραβούν πολύ ρεύμα και οι πυκνωτές φορτίζουν και εξάγουν παλμούς για να το βοηθήσουν.

Βήμα 4: Προγραμματισμός

Δεν θα ασχοληθώ σε βάθος με τον προγραμματισμό αυτού του έργου, επειδή οι δυνατότητες είναι ατελείωτες, αλλά θα πρέπει να ξεκινήσετε μετακινώντας τους βραχίονες σερβο και να κατανοήσετε πώς να αρθρώσετε την πλατφόρμα και στη συνέχεια να ρυθμίσετε τα servos σε διαφορετικές θέσεις μέσω του Arduino ανακαλύψτε περαιτέρω τρόπους ελέγχου της πλατφόρμας.

Βήμα 5: Συγχαρητήρια

Μόλις φτιάξατε την πλατφόρμα stewart! Καλή τύχη! Οι πιθανότητες είναι ατελείωτες!