Plataforma Stewart 6DOF: 5 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

La plataforma Stewart 6DOF es una plataforma robótica que se puede articular en 6 grados de libertad. Comúnmente construida con 6 actuadores lineales, esta mini versión reducida utiliza 6 servos para simular el movimiento de actuación lineal. Hay tres movimientos lineales x, y, z (lateral, longitudinal y vertical) y las tres rotaciones cabeceo, balanceo y guiñada.

Las plataformas Stewart se utilizan comúnmente para aplicaciones como simuladores de vuelo, tecnología de máquinas herramienta, tecnología de grúas, investigación submarina, rescate aire-mar, toros mecánicos, posicionamiento de antenas parabólicas, telescopios y cirugía ortopédica.

Esta versión de la plataforma Stewart se controla con un microcontrolador Arduino Uno y se alimenta con una fuente de alimentación de 5v.

Materiales necesitados:

6 servomotores

Acrílico o madera

1 Arduino Uno

1 tablero

Condensadores múltiples

6 pulsadores

1 módulo de joystick

12 rótulas y 6 ejes roscados

6 piezas de separación

Paso 1: diseño de archivos CAD

Comience a medir el soporte de montaje para el servo y la arandela de goma para enhebrar cables, y haga agujeros un poco más grandes en un polígono hexagonal. Agregue orificios de montaje para separadores si es necesario. Recuerde dejar un espacio adecuado para que los servos no se empujen entre sí cuando estén montados. El resultado final (mostrado arriba) debe ajustarse perfectamente al servomotor y no debe requerir separadores para mantener la estructura unida. Imprime 4 copias del archivo, 2 sin agujeros para la arandela de goma. Además, imprima una copia de la forma hexagonal, reducida al 70%, pero sin los orificios para los servomotores, esta será la placa superior.

Puede cortar con láser o imprimir en 3D estos archivos, pero ajuste el grosor de los materiales de manera adecuada para que 2 hojas coincidan perfectamente con la altura del soporte de montaje para los servos.

Usé Adobe Illustrator para este proyecto.

Paso 2: Montaje

Comience colocando los servomotores entre las láminas de acrílico que imprimimos en el último paso. preste atención a enhebrar los cables y agrupe los cables prolijamente para más tarde. A continuación, coloque pegamento caliente / cinta adhesiva / monte los separadores cortos en la placa superior acrílica en los bordes cortos del polígono hexagonal, como se muestra arriba. Recuerde agregar un poco de espacio entre los separadores.

Ensamble las rótulas, tenga en cuenta que deben tener la misma longitud. Conecte las rótulas a las bocinas de los servos incluidos con el servomotor con tornillos autoperforantes, use el espacio adecuado para que las rótulas tengan un rango completo de libertad. Mostrado anteriormente.

Finalmente, fije el otro lado del mecanismo de la rótula a los separadores del acrílico con los tornillos normales incluidos en el paquete de la rótula. Luego, agregue las bocinas del servo a los servos para que formen un ángulo de 90 grados hacia el interior cuando el servo esté en una posición cero, ajuste las rótulas y las bocinas del servo en consecuencia. Puede usar un teléfono para ver si la plataforma está nivelada, como se muestra arriba.

Paso 3: Electrónica

Comience conectando cables de puente a los cables de los servos, me gusta usar el color correspondiente para que se vean más prolijos. Conecte el 5v y GND al tablero, y el pin de señal (pwn) al Arduino Uno en los pines 3, 5, 6, 9, 10, 11. Agregue botones al tablero, con un cable a 5v, una resistencia a GND en el otro lado y un cable de señal que va a un pin digital en el Arduino. Estos controlarán los comandos establecidos para la plataforma. Continúe conectando un módulo de joystick, 5v y GND a la placa de pruebas, salida X e Y a las entradas analógicas. Este es el control de joystick principal de la plataforma.

Pele un cable USB, tome los cables de alimentación y GND y conéctelos a los cables de puente, que se conectan a los pines de alimentación en la placa de pruebas. Este USB alimentará el sistema desde un banco de energía. Agregue una variedad de capacitores a la regleta de alimentación en la placa de pruebas, tenga en cuenta los pines positivos y negativos. Estos condensadores ayudan a que los servos funcionen porque absorben mucha corriente, y los condensadores se cargarán y emitirán pulsos para ayudar a eso.

Paso 4: programación

No profundizaré en el aspecto de programación de este proyecto porque las posibilidades son infinitas, pero debe comenzar moviendo los brazos del servo y comprender cómo articular la plataforma y luego configurar los servos en diferentes posiciones a través del Arduino para descubrir más formas de controlar la plataforma.

Paso 5: ¡Felicitaciones

¡Acabas de construir tu plataforma Stewart! ¡Buena suerte! ¡Las posibilidades son infinitas!