Nền tảng Stewart 6DOF: 5 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Nền tảng Stewart 6DOF là một nền tảng robot có thể khớp theo 6 bậc tự do. Thường được cấu tạo với 6 bộ truyền động tuyến tính, phiên bản thu nhỏ này sử dụng 6 servo để mô phỏng chuyển động truyền động tuyến tính. Có ba chuyển động tuyến tính x, y, z (ngang, dọc và dọc), và ba chuyển động quay là pitch, roll và yaw.

Nền tảng Stewart thường được sử dụng cho các ứng dụng như mô phỏng chuyến bay, công nghệ máy công cụ, công nghệ cần trục, nghiên cứu dưới nước, cứu hộ trên biển, bò tót cơ học, định vị đĩa vệ tinh, kính viễn vọng và phẫu thuật chỉnh hình.

Phiên bản này của nền tảng Stewart được điều khiển bằng vi điều khiển Arduino Uno và được cung cấp bởi nguồn điện 5v.

Vật liệu cần thiết:

6 động cơ servo

Acrylic hoặc gỗ

1 Arduino Uno

1 breadboard

Nhiều tụ điện

6 nút bấm

1 mô-đun cần điều khiển

12 khớp bi và 6 trục ren

6 miếng standoff

Bước 1: Thiết kế tệp CAD

Bắt đầu đo khung gắn cho servo và grommet cao su để luồn dây và tạo các lỗ lớn hơn một chút trên một đa giác lục giác. Thêm các lỗ lắp cho giá đỡ nếu cần. Hãy nhớ để lại khoảng cách thích hợp để các servo không đẩy vào nhau khi lắp. Kết quả cuối cùng (được hiển thị ở trên) phải phù hợp hoàn hảo với động cơ servo và không yêu cầu ngắt để giữ cấu trúc lại với nhau. In 4 bản sao của tệp, 2 bản không có lỗ cho grommet cao su. Ngoài ra, hãy in một bản sao của hình lục giác, thu nhỏ 70%, nhưng không có lỗ cho động cơ servo, đây sẽ là tấm trên cùng.

Bạn có thể cắt laser hoặc in 3D các tệp này, nhưng hãy điều chỉnh độ dày của vật liệu một cách thích hợp để 2 tờ sẽ hoàn toàn khớp với chiều cao của giá đỡ cho servo.

Tôi đã sử dụng Adobe Illustrator cho dự án này.

Bước 2: Lắp ráp

Bắt đầu bằng cách kẹp các động cơ servo vào giữa các tấm acrylic mà chúng ta đã in ra ở bước cuối cùng. chú ý luồn dây qua, bó dây gọn gàng cho lần sau. Tiếp theo, keo nóng / băng dính / gắn các giá đỡ ngắn vào tấm trên cùng acrylic trên các cạnh ngắn của đa giác lục giác, như hình trên. Hãy nhớ thêm một chút khoảng cách giữa các điểm chờ.

Lắp ráp các khớp nối bóng, lưu ý rằng chúng phải có cùng chiều dài. Gắn các khớp bi vào còi servo đi kèm với động cơ servo bằng vít tự doa, sử dụng khoảng cách thích hợp để các khớp bi có đủ độ tự do. Hình trên.

Cuối cùng, Gắn mặt kia của cơ cấu khớp bi vào giá đỡ trên acrylic bằng các vít bình thường có trong gói khớp bóng. Sau đó, thêm còi servo vào servo sao cho nó tạo thành một góc 90 độ so với bên trong khi servo ở vị trí 0, điều chỉnh khớp nối bi và còi servo cho phù hợp. Bạn có thể sử dụng điện thoại để xem nền tảng có ngang bằng hay không, được hiển thị ở trên.

Bước 3: Điện tử

Bắt đầu bằng cách gắn dây jumper vào dây servo, tôi thích sử dụng màu tương ứng để chúng trông gọn gàng hơn. Kết nối 5v và GND với breadboard và chân tín hiệu (pwn) với Arduino Uno ở các chân 3, 5, 6, 9, 10, 11. Thêm các nút nhấn vào breadboard, với dây dẫn đến 5v, một điện trở để GND ở phía bên kia và một dây tín hiệu đi đến chân kỹ thuật số trên Arduino. Những điều này sẽ kiểm soát các lệnh thiết lập cho nền tảng. Tiếp tục bằng cách cắm mô-đun cần điều khiển, 5v và GND vào breadboard, đầu ra X và Y cho đầu vào tương tự. Đây là điều khiển cần điều khiển chính cho nền tảng.

Tách cáp USB, lấy dây nguồn và dây GND và kết nối chúng với cáp jumper, kết nối với các chân nguồn trên breadboard. USB này sẽ cấp nguồn cho hệ thống từ nguồn điện. Thêm các loại tụ điện vào dải nguồn trên breadboard, hãy ghi nhớ các chân âm và dương. Các tụ điện này giúp các servo chạy bởi vì chúng kéo rất nhiều dòng điện, và các tụ điện này sẽ sạc và tạo ra các xung để giúp điều đó.

Bước 4: Lập trình

Tôi sẽ không đi sâu vào khía cạnh lập trình của dự án này vì khả năng là vô tận, nhưng bạn nên bắt đầu bằng cách di chuyển các nhánh servo và nắm được cách khớp nối nền tảng sau đó đặt các servo ở các vị trí khác nhau thông qua Arduino để khám phá thêm các cách để kiểm soát nền tảng.

Bước 5: Xin chúc mừng

Bạn vừa mới xây dựng nền tảng khởi nghiệp của mình! Chúc may mắn! Khả năng là vô tận!