Платформа Стюарта 6DOF: 5 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Платформа 6DOF Stewart Platform - это роботизированная платформа, которая может поворачиваться с 6 степенями свободы. Эта уменьшенная в масштабе мини-версия, обычно построенная с 6 линейными приводами, использует 6 сервоприводов для имитации линейного движения срабатывания. Есть три линейных перемещения x, y, z (поперечное, продольное и вертикальное) и три поворота по тангажу, крену и рысканью.

Платформы Стюарта обычно используются в таких приложениях, как авиасимуляторы, станкостроение, крановая техника, подводные исследования, спасательные операции в воздухе в море, механические быки, позиционирование спутниковых антенн, телескопы и ортопедическая хирургия.

Эта версия платформы Stewart управляется микроконтроллером Arduino Uno и питается от источника питания 5 В.

Необходимые материалы:

6 серводвигателей

Акрил или дерево

1 Arduino Uno

1 макет

Несколько конденсаторов

6 кнопок

1 модуль джойстика

12 шаровых опор и 6 резьбовых валов

6 частей противостояния

Шаг 1: проектирование файлов САПР

Начните измерять монтажный кронштейн для сервопривода и резиновую втулку для продевания проводов и сделайте отверстия чуть большего размера на шестиугольном многоугольнике. При необходимости добавьте монтажные отверстия для стоек. Не забудьте оставить подходящее расстояние, чтобы сервоприводы не давили друг на друга при установке. Конечный результат (показанный выше) должен идеально соответствовать серводвигателю и не требовать наличия стоек для удержания конструкции вместе. Распечатайте 4 копии файла, 2 без отверстий для резиновой втулки. Также распечатайте копию шестиугольной формы в уменьшенном на 70% масштабе, но без отверстий для серводвигателей, это будет верхняя пластина.

Вы можете вырезать эти файлы с помощью лазера или 3D-печати, но отрегулируйте толщину материалов соответствующим образом, чтобы 2 листа идеально соответствовали высоте монтажного кронштейна для сервоприводов.

Я использовал Adobe Illustrator для этого проекта.

Шаг 2: Сборка

Начните с размещения серводвигателей между листами акрила, которые мы распечатали на последнем этапе. Обратите внимание на то, чтобы пропустить провода, и аккуратно свяжите их в жгут на будущее. Затем приклейте горячим клеем / скотчем / прикрепите короткие стойки к акриловой верхней пластине на коротких краях шестиугольного многоугольника, как показано выше. Не забудьте добавить небольшой промежуток между стойками.

Соберите шаровые опоры, помните, что они должны быть одинаковой длины. Прикрепите шаровые шарниры к сервоприводам, входящим в комплект серводвигателя, с помощью саморезов, используйте соответствующие расстояния, чтобы шаровые шарниры имели полный диапазон свободы. Показано выше.

Наконец, прикрепите другую сторону механизма шарового шарнира к стойкам на акриле с помощью обычных винтов, входящих в комплект шарового шарнира. Затем добавьте к сервоприводам рожки сервопривода так, чтобы они образовывали угол 90 градусов внутрь, когда сервопривод находится в нулевом положении, соответствующим образом отрегулируйте шаровые опоры и рожки сервопривода. Вы можете использовать телефон, чтобы проверить, выровнена ли платформа, как показано выше.

Шаг 3: Электроника

Начните с прикрепления перемычек к проводам сервопривода. Мне нравится использовать соответствующий цвет, чтобы они выглядели аккуратнее. Подключите 5 В и GND к макетной плате, а сигнальный (pwn) контакт к Arduino Uno на контактах 3, 5, 6, 9, 10, 11. Добавьте кнопки на макетную плату с проводом на 5 В, резистор к GND на другой стороне и сигнальный провод, идущий к цифровому выводу на Arduino. Они будут управлять набором команд для платформы. Затем подключите модуль джойстика, 5 В и GND к макетной плате, а выходы X и Y - к аналоговым входам. Это основной джойстик для управления платформой.

Зачистите USB-кабель, взяв провода питания и GND и подключив их к перемычкам, которые подключаются к контактам питания на макетной плате. Этот USB-порт будет питать систему от внешнего источника питания. Добавьте разные конденсаторы к удлинителю на макетной плате, не забывая о положительных и отрицательных контактах. Эти конденсаторы помогают сервоприводам работать, потому что они потребляют большой ток, и конденсаторы будут заряжаться и выдавать импульсы, чтобы помочь этому.

Шаг 4: программирование

Я не буду подробно останавливаться на программном аспекте этого проекта, потому что возможности безграничны, но вы должны начать с перемещения сервомеханизмов и понять, как артикулировать платформу, а затем установить сервоприводы в разные положения через Arduino, чтобы далее открывать способы управления платформой.

Шаг 5: Поздравляем

Вы только что построили свою платформу для стюарта! Удачи! Возможности безграничны!