6DOF Stewart-platform - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Het 6DOF Stewart Platform is een robotplatform dat kan articuleren in 6 vrijheidsgraden. Deze verkleinde miniversie, die gewoonlijk wordt geconstrueerd met 6 lineaire actuatoren, gebruikt 6 servo's om de lineaire bedieningsbeweging te simuleren. Er zijn de drie lineaire bewegingen x, y, z (lateraal, longitudinaal en verticaal), en de drie rotaties stampen, rollen en gieren.

Stewart-platforms worden vaak gebruikt voor toepassingen zoals vluchtsimulators, werktuigmachinetechnologie, kraantechnologie, onderwateronderzoek, reddingsacties in de lucht, mechanische stieren, positionering van satellietschotels, telescopen en orthopedische chirurgie.

Deze versie van het Stewart-platform wordt bestuurd met een Arduino Uno-microcontroller en aangedreven door een 5v-voeding.

Benodigde materialen:

6 servomotoren

Acryl of hout

1 Arduino Uno

1 breadboard

Meerdere condensatoren

6 drukknoppen

1 joystickmodule

12 kogelgewrichten en 6 schroefdraadassen

6 afstandstukken

Stap 1: CAD-bestanden ontwerpen

Begin met het meten van de montagebeugel voor de servo, en de rubberen doorvoertule voor het rijgen van draden, en maak iets grotere gaten op een zeshoekige veelhoek. Voeg indien nodig montagegaten toe voor afstandhouders. Vergeet niet om voldoende afstand te laten zodat de servo's niet tegen elkaar duwen wanneer ze zijn gemonteerd. Het eindresultaat (hierboven weergegeven) moet perfect passen bij de servomotor en er zijn geen afstandhouders nodig om de structuur bij elkaar te houden. Druk 4 exemplaren van het bestand af, 2 zonder gaten voor de rubberen doorvoertule. Druk ook een kopie af van de zeshoekige vorm, verkleind met 70%, maar zonder de gaten voor de servomotoren, zal dit de bovenplaat zijn.

U kunt deze bestanden lasersnijden of 3D printen, maar pas de dikte van de materialen zodanig aan dat 2 vellen perfect passen bij de hoogte van de montagebeugel voor de servo's.

Voor dit project heb ik Adobe Illustrator gebruikt.

Stap 2: Montage

Begin met het inklemmen van de servomotoren tussen de acrylplaten die we in de laatste stap hebben afgedrukt. let erop dat je de draden erdoor haalt, en bundel de draden netjes voor later. Vervolgens heet lijm/tape/monteer de korte afstandhouders op de acryl bovenplaat op de korte randen van de zeshoekige veelhoek, zoals hierboven weergegeven. Vergeet niet om een beetje ruimte tussen de afstandhouders toe te voegen.

Monteer de kogelgewrichten, houd er rekening mee dat ze dezelfde lengte moeten hebben. Bevestig de kogelgewrichten aan de servohoorns die bij de servomotor zijn geleverd met zelfborende schroeven, gebruik de juiste afstand zodat de kogelgewrichten een volledige vrijheid hebben. Hierboven weergegeven.

Bevestig ten slotte de andere kant van het kogelgewrichtmechanisme aan de afstandhouders op het acryl met de normale schroeven die bij het kogelgewrichtpakket zijn inbegrepen. Voeg vervolgens de servohoorns toe aan de servo's zodat deze een hoek van 90 graden naar binnen vormen wanneer de servo in een nulpositie staat, pas de kogelgewrichten en servohoorns dienovereenkomstig aan. U kunt een telefoon gebruiken om te zien of het platform waterpas staat, zoals hierboven weergegeven.

Stap 3: Elektronica

Begin met het bevestigen van jumperdraden aan de servodraden, ik gebruik graag de bijbehorende kleur zodat ze er netter uitzien. Sluit de 5v en GND aan op het breadboard en de signaalpin (pwn) op de Arduino Uno in pinnen 3, 5, 6, 9, 10, 11. Voeg drukknoppen toe aan het breadboard, met een draad naar 5v, een weerstand naar GND aan de andere kant, en een signaaldraad die naar een digitale pin op de Arduino gaat. Deze zullen de set-opdrachten voor het platform besturen. Ga verder door een joystickmodule, 5v en GND aan te sluiten op het breadboard, X- en Y-uitgang op analoge ingangen. Dit is de belangrijkste joystickbediening voor het platform.

Strip een USB-kabel, neem de stroom- en GND-draden en sluit ze aan op startkabels, die worden aangesloten op de voedingspinnen op het breadboard. Deze USB zal het systeem van stroom voorzien via een powerbank. Voeg diverse condensatoren toe aan de stekkerdoos op het breadboard, houd rekening met de positieve en negatieve pinnen. Deze condensatoren helpen de servo's te werken omdat ze veel stroom trekken, en de condensatoren zullen opladen en pulsen uitvoeren om dat te helpen.

Stap 4: Programmeren

Ik zal niet dieper ingaan op het programmeeraspect van dit project omdat de mogelijkheden eindeloos zijn, maar je moet beginnen met het bewegen van de servo-armen en een idee krijgen van hoe je het platform articuleert en vervolgens de servo's in verschillende posities zetten via de Arduino om verder manieren ontdekken om het platform te besturen.

Stap 5: Gefeliciteerd

Je hebt zojuist je Stewart-platform gebouwd! Veel geluk! De mogelijkheden zijn eindeloos!