6DOF Stewart Platform: 5 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

6DOF Stewart Platform är en robotplattform som kan artikulera i 6 grader av frihet. Vanligtvis konstruerad med 6 linjära ställdon, använder denna nedskalade miniversion 6 servon för att simulera den linjära aktiveringsrörelsen. Det finns de tre linjära rörelserna x, y, z (lateralt, längsgående och vertikalt) och de tre rotationerna pitch, roll och yaw.

Stewart-plattformar används vanligtvis för applikationer som flygsimulatorer, maskinverktygsteknik, kranteknik, undervattensforskning, luft-till-sjö-räddning, mekaniska tjurar, parabolplacering, teleskop och ortopedisk kirurgi.

Denna version av Stewart -plattformen styrs med en Arduino Uno -mikrokontroller och drivs av en 5v strömförsörjning.

Material behövs:

6 servomotorer

Akryl eller trä

1 Arduino Uno

1 brödbräda

Flera kondensatorer

6 tryckknappar

1 joystickmodul

12 kulleder och 6 gängade axlar

6 distansbitar

Steg 1: Designa CAD -filer

Börja mäta monteringsfästet för servon och gummitätningen för trådtrådar och gör lite större hål på en sexkantig polygon. Lägg till monteringshål för avstånd vid behov. Kom ihåg att lämna lämpligt avstånd så att servon inte trycker mot varandra när de är monterade. Slutresultatet (visas ovan) bör passa servomotorn perfekt och bör inte kräva avstängningar för att hålla strukturen ihop. Skriv ut 4 kopior av filen, 2 utan hål för gummitätningen. Skriv också ut en kopia av den sexkantiga formen, nedskalad med 70%, men utan hål för servomotorerna blir detta topplattan.

Du kan laserskära eller 3D -skriva ut dessa filer, men justera materialets tjocklek på lämpligt sätt så att 2 ark perfekt matchar höjden på monteringsfästet för servon.

Jag använde Adobe Illustrator för detta projekt.

Steg 2: Montering

Börja med att smörja in servomotorerna mellan de akrylark som vi tryckte ut i det sista steget. var uppmärksam på att trä igenom ledningarna och knyt ihop trådarna ordentligt för senare. Därefter hett lim/tejp/montera de korta avstånden till akrylplattan på kortkanterna på den sexkantiga polygonen, som visas ovan. Kom ihåg att lägga till lite avstånd mellan avstånden.

Montera kullederna, tänk på att de måste vara lika långa. Fäst kullederna på servohornen som medföljer servomotorn med självborrande skruvar, använd lämpligt avstånd så att kullederna har ett helt frihetsintervall. Visat ovan.

Slutligen fäst den andra sidan av kulledsmekanismen på avstånden på akrylen med vanliga skruvar som ingår i kulledspaketet. Lägg sedan till servohornen till servon så att den ska bilda en 90-graders vinkel inåt när servon är i nolläge, justera kullederna och servohornen därefter. Du kan använda en telefon för att se om plattformen är nivå, som visas ovan.

Steg 3: Elektronik

Börja med att fästa bygelkablar på servotrådarna, jag gillar att använda motsvarande färg så att de ser snyggare ut. Anslut 5v och GND till brödbrädet, och signal (pwn) stift till Arduino Uno i stift 3, 5, 6, 9, 10, 11. Lägg till tryckknappar på brödbrädet, med en tråd till 5v, ett motstånd mot GND på andra sidan och en signalkabel som går till en digital stift på Arduino. Dessa kommer att styra uppsättningskommandon för plattformen. Fortsätt genom att ansluta en joystickmodul, 5v och GND till brödbrädet, X- och Y -utgång till analoga ingångar. Detta är den viktigaste styrspaken för plattformen.

Dra av en USB -kabel, ta ström- och GND -kablarna och anslut dem till bygelkablar, som ansluts till strömstiften på brödbrädet. Denna USB kommer att driva systemet från en powerbank. Lägg till olika kondensatorer i strömuttaget på brödbrädan, tänk på de positiva och negativa stiften. Dessa kondensatorer hjälper servon att köra eftersom de drar mycket ström, och kondensatorerna laddar och matar ut pulser för att hjälpa det.

Steg 4: Programmering

Jag kommer inte att gå in på djupet av programmeringsaspekten av detta projekt eftersom möjligheterna är oändliga, men du bör börja med att flytta servoarmarna och få en förståelse för hur du artikulerar plattformen och ställ sedan servon i olika positioner genom Arduino till ytterligare upptäcka sätt att styra plattformen.

Steg 5: Grattis

Du har precis byggt din stewart -plattform! Lycka till! Möjligheterna är oändliga!