6DOF Stewart-Plattform - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:20

Die 6DOF Stewart Platform ist eine Roboterplattform, die in 6 Freiheitsgraden artikulieren kann. Diese verkleinerte Mini-Version wird normalerweise mit 6 Linearaktuatoren konstruiert und verwendet 6 Servos, um die lineare Aktuatorbewegung zu simulieren. Es gibt die drei linearen Bewegungen x, y, z (seitlich, längs und vertikal) und die drei Rotationen Nicken, Rollen und Gieren.

Stewart-Plattformen werden häufig für Anwendungen wie Flugsimulatoren, Werkzeugmaschinentechnik, Krantechnik, Unterwasserforschung, Luft-zu-See-Rettung, mechanische Bullen, Satellitenschüsselpositionierung, Teleskope und orthopädische Chirurgie verwendet.

Diese Version der Stewart-Plattform wird mit einem Arduino Uno-Mikrocontroller gesteuert und von einem 5-V-Netzteil gespeist.

Benötigte Materialien:

6 Servomotoren

Acryl oder Holz

1 Arduino Uno

1 Steckbrett

Mehrere Kondensatoren

6 Drucktasten

1 Joystick-Modul

12 Kugelgelenke und 6 Gewindewellen

6 Abstandsstücke

Schritt 1: Entwerfen von CAD-Dateien

Beginnen Sie mit der Messung der Montagehalterung für das Servo und der Gummitülle zum Einfädeln von Drähten und machen Sie etwas größere Löcher in einem sechseckigen Polygon. Fügen Sie bei Bedarf Befestigungslöcher für Abstandshalter hinzu. Denken Sie daran, einen geeigneten Abstand zu lassen, damit die Servos bei der Montage nicht gegeneinander drücken. Das Endergebnis (oben gezeigt) sollte perfekt zum Servomotor passen und keine Abstandshalter erfordern, um die Struktur zusammenzuhalten. Drucken Sie 4 Kopien der Datei, 2 ohne Löcher für die Gummitülle. Drucken Sie auch eine Kopie der sechseckigen Form, die um 70% verkleinert ist, jedoch ohne die Löcher für die Servomotoren, dies ist die obere Platte.

Sie können diese Dateien laserschneiden oder 3D-drucken, aber passen Sie die Materialstärken entsprechend an, damit 2 Blätter perfekt der Höhe der Montagehalterung für die Servos entsprechen.

Ich habe Adobe Illustrator für dieses Projekt verwendet.

Schritt 2: Montage

Beginnen Sie mit dem Einlegen der Servomotoren zwischen die Acrylplatten, die wir im letzten Schritt ausgedruckt haben. Achten Sie darauf, die Drähte durchzufädeln und die Drähte für später ordentlich zu bündeln. Als nächstes Heißkleber / Klebeband / montieren Sie die kurzen Abstandshalter an die Acryloberplatte an den kurzen Kanten des sechseckigen Polygons, wie oben gezeigt. Denken Sie daran, zwischen den Abstandshaltern etwas Abstand hinzuzufügen.

Montieren Sie die Kugelgelenke, beachten Sie, dass sie die gleiche Länge haben müssen. Befestigen Sie die Kugelgelenke mit selbstbohrenden Schrauben an den Servohörnern, die im Lieferumfang des Servomotors enthalten sind. Verwenden Sie den entsprechenden Abstand, damit die Kugelgelenke alle Freiheiten haben. Oben gezeigt.

Befestigen Sie schließlich die andere Seite des Kugelgelenkmechanismus mit den normalen Schrauben, die im Kugelgelenkpaket enthalten sind, an den Abstandshaltern auf dem Acryl. Dann die Servohörner so an den Servos anbringen, dass sie bei Servo-Nullstellung einen 90-Grad-Winkel nach innen bilden, die Kugelgelenke und Servohörner entsprechend anpassen. Sie können ein Telefon verwenden, um zu sehen, ob die Plattform eben ist, siehe oben.

Schritt 3: Elektronik

Beginnen Sie mit dem Anbringen von Überbrückungsdrähten an den Servodrähten, ich verwende gerne die entsprechende Farbe, damit sie ordentlicher aussehen. Verbinden Sie 5 V und GND mit dem Steckbrett und den Signalstift (pwn) mit dem Arduino Uno in den Stiften 3, 5, 6, 9, 10, 11. Fügen Sie dem Steckbrett Druckknöpfe hinzu, mit einem Draht zu 5 V, einem Widerstand zu GND auf der anderen Seite und ein Signalkabel, das zu einem digitalen Pin des Arduino führt. Diese steuern Set-Befehle für die Plattform. Fahren Sie fort, indem Sie ein Joystick-Modul, 5 V und GND an das Steckbrett, den X- und Y-Ausgang an die analogen Eingänge anschließen. Dies ist die Haupt-Joystick-Steuerung für die Plattform.

Ziehen Sie ein USB-Kabel ab, nehmen Sie die Strom- und GND-Drähte und verbinden Sie sie mit Überbrückungskabeln, die mit den Stromstiften auf dem Steckbrett verbunden sind. Dieser USB versorgt das System über eine Powerbank mit Strom. Fügen Sie der Steckdosenleiste auf dem Steckbrett verschiedene Kondensatoren hinzu, denken Sie an die positiven und negativen Pins. Diese Kondensatoren helfen den Servos zu laufen, weil sie viel Strom ziehen, und die Kondensatoren laden sich auf und geben Impulse aus, um dies zu unterstützen.

Schritt 4: Programmierung

Ich werde nicht näher auf den Programmieraspekt dieses Projekts eingehen, da die Möglichkeiten endlos sind, aber Sie sollten damit beginnen, die Servoarme zu bewegen und zu verstehen, wie die Plattform artikuliert wird, und dann die Servos über den Arduino in verschiedene Positionen stellen Entdecken Sie weitere Möglichkeiten zur Steuerung der Plattform.

Schritt 5: Herzlichen Glückwunsch

Sie haben gerade Ihre Stewart-Plattform erstellt! Viel Glück! Die Möglichkeiten sind endlos!