Popularny post davidpi Napisano Wrzesień 24, 2012 Popularny post Udostępnij Napisano Wrzesień 24, 2012 Chciałbym zaprezentować Wam, chyba pierwszy na Forbocie, manipulator równoległy typu Platforma Stewarta. Urządzenie powstało w ramach pracy magisterskiej na Wydziale Mechatroniki i Budowy Maszyn Politechniki Świętokrzyskiej pod czujnym okiem dr inż. Pawła Łaskiego. Temat pracy: projekt manipulatora o zamkniętym łańcuchu kinematycznym, o sześciu stopniach swobody z napędem elektrycznym. Projektowanie. Projekt konstrukcji mechanicznej został wykonany w Solid Worksie. Wszystkie układy elektroniczne projektowane były w Eagle, a algorytmy sterowania wyprowadzane z pomocą Matlaba. Poniżej widać projekt konstrukcji mechanicznej. Mechanika: Manipulator posiada 6 stopni swobody. Składa się z nieruchomej podstawy, sześciu jednakowych i symetrycznie rozmieszczonych ramion oraz ruchomej platformy. Podstawa wykonana z polietylenu HDPE, platforma ruchoma z poliamidu. Ramiona składają się z dolnej części w postaci płaskownika z włókna szklanego, górnej w postaci pręta stalowego (w przyszłości będzie pręt z włókna węglowego) i dwóch przegubów kulistych. Urządzenie napędza sześć serwonapędów Tower Pro MG995. Zamocowane one są za pomocą uchwytów z aluminium. Elektronika: Część elektroniczna składa się z trzech modułów. Pierwszy to moduł sterownika głównego. Zbudowany został w oparciu o ATMegę 128 taktowaną kwarcem 16MHz. Zajmuje się on praktycznie jedynie wykonywaniem obliczeń kinematyki. Moduł ten komunikuje się ze światem zewnętrznym za pomocą USARTu. Na płytce wyprowadzone są dwa złącza DB9 służące do połączenia z komputerem w standardzie napięć RS232 i z kontrolerem w standardzie TTL. Ponadto ATMega 128 połączona jest za pomocą drugiego kanału USART ze sterownikiem serwonapędów. Drugi moduł to moduł sterownika serwonapędów. Zbudowany jest w oparciu o ATMegę 8 z kwarcem 8MHz. Sygnał PWM generowany jest programowo za pomocą dwóch timerów. Trzeci moduł to moduł kontrolera. Za jego pomocą użytkownik może sterować manipulatorem. Jego sercem jest ATMega 8 z kwarcem 8MHz. Dwie gałki z potencjometrami służą do zmiany pozycji i orientacji platformy roboczej. Kontroler ma również trzy mikroswitche za pomocą których można zmieniać informacje wyświetlane na LCD oraz funkcje potencjometrów. Na LCD wyświetlane są ustawiana pozycja i orientacja platformy, oraz współrzędne przegubowe serwonapędów. Urządzenie zasilane jest z zasilacza komputerowego DELL. Do pracy wymaga napięcia +5V i zapasu wydajności prądowej ok. 9A. Sterowanie: Manipulator wypracowuje zadaną przez użytkownika pozycję i orientacje platformy roboczej w bazowym układzie współrzędnych. Układ ten związany jest z podstawa manipulatora. Po załączeniu zasilania robot przyjmuje pozycję startową. Za pomocą kontrolera lub komputera do układu sterowania przesyłana jest pozycja i orientacja platformy jaką robot ma wypracować. Układ sterowania wyznacza tor ruchu w postaci linii prostej z punktu aktualnego do docelowego i wykonuje ruch wzdłuż tej prostej z krokiem nie większym niż 1 mm. Po każdym kroku na bieżąco przeliczana jest kinematyka odwrotna i wyliczane nowe wartości współrzędnych przegubowych. Po wyliczeniu układ sterowania wysyła do sterownika serwonapędów współrzędne przegubowe serw do wypracowania. Zadanie odwrotne kinematyki wymaga w każdym cyklu obliczeń rozwiązania sześciu układów trzech równań nieliniowych z trzema niewiadomymi ( po jednym dla każdego ramienia). Układy te rozwiązywane są Metodą Newtona – Raphsona. Obliczenia są dosyć skomplikowane, dlatego mimo użycia kwarcu 16MHz udało się uzyskać tylko 15 – 20 cykli obliczeń na sekundę. Widać na filmach, że manipulator porusza się takimi drobnymi kroczkami. Drugą słabością manipulatora są niewątpliwie niezbyt mocne napędy. Objawia się to niedokładnością w pracy i takimi momentami przestojów. Mimo to konstrukcja spełnia swoje założenia i chyba nie wyszła tak najgorzej. Tutaj kilka pozostałych zdjęć, a w najbliższym czasie postaram sie dodać jakiś filmy z pracy urządzenia. Pojawiły się dwa filmy 🙂 10 Link do komentarza Share on other sites More sharing options...
Harnas Wrzesień 24, 2012 Udostępnij Wrzesień 24, 2012 Świetna konstrukcja. Możesz wstawić jakiś filmy? Link do komentarza Share on other sites More sharing options...
davidpi Wrzesień 24, 2012 Autor tematu Udostępnij Wrzesień 24, 2012 Dziękuje. Właśnie cały czas próbuje wrzucić coś na YT. Jak tylko mi się uda to podam linki. Link do komentarza Share on other sites More sharing options...
piotreks-89 Wrzesień 24, 2012 Udostępnij Wrzesień 24, 2012 No super Ci to wyszło 😉 Prezentuje się naprawdę profesjonalnie. Możesz wrzucić jakiś filmik z działania całej platformy? Mocowania dla serw gdzieś kupiłeś czy zlecałeś ich wykonanie? Link do komentarza Share on other sites More sharing options...
Polecacz 101 Zarejestruj się lub zaloguj, aby ukryć tę reklamę. Zarejestruj się lub zaloguj, aby ukryć tę reklamę. Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay! • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny • Usługa projektowania PCB na zlecenie • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber Zobacz również » Film z fabryki PCBWay
davidpi Wrzesień 24, 2012 Autor tematu Udostępnij Wrzesień 24, 2012 Kilka rzeczy wykonał mi kolega JarekK z forum. Płyty podstawy i mocowania serw są właśnie od niego. Platforma i elementy z włókna szklanego zostały wykonane na uczelni w laboratorium CNC. Link do komentarza Share on other sites More sharing options...
mog123 Wrzesień 25, 2012 Udostępnij Wrzesień 25, 2012 Analogi z pada od ps2?🙂 Link do komentarza Share on other sites More sharing options...
deuther Wrzesień 25, 2012 Udostępnij Wrzesień 25, 2012 Podziwiam, że podjąłeś się równoległego i zrealizowałeś to;) Kawał dobrej roboty! Mam dwa pytania: Mógłbyś wrzucić równania? Jak poradziłeś sobie z prawami do publikacji projektu, nie było problemów ze strony uczelni? Link do komentarza Share on other sites More sharing options...
davidpi Wrzesień 25, 2012 Autor tematu Udostępnij Wrzesień 25, 2012 Analogi z pada od ps2?🙂 Chyba tak. Kupiłem na bazarach za 5pln Mógłbyś wrzucić równania? Jak poradziłeś sobie z prawami do publikacji projektu, nie było problemów ze strony uczelni? Odnośnie równań to nie mogę się nimi podzielić, gdyż projekt będzie prawdopodobnie jeszcze rozwijany. Będzie zmiana na napędy pneumatyczne i zrobiona dynamika. Natomiast odnośnie praw to promotor nie miał nic przeciwko umieszczaniu materiałów tutaj więc chyba nie bedzie problemu. Ale oczywiście żadnych istotnych szczegółów technicznych na razie nie mogę zdradzać 😋 Link do komentarza Share on other sites More sharing options...
Sen Wrzesień 25, 2012 Udostępnij Wrzesień 25, 2012 Nie rozumiem zbytnio do czego mogłoby być to zastosowane ale konstrukcja ogólnie ok Link do komentarza Share on other sites More sharing options...
davidpi Wrzesień 25, 2012 Autor tematu Udostępnij Wrzesień 25, 2012 Nie rozumiem zbytnio do czego mogłoby być to zastosowane ale konstrukcja ogólnie ok Zastosowań jest kilka. Można zrobić frezarkę 5-cio osiową montując na platformie wrzeciono. Bardzo często stosuje się takie platformy do budowy symulatorów. Na Kieleckich targach przemysłu obronnego był symulator rosomaka. Kabina osadzona na takiej platformie, symulowała ruchy jakie wykonuje maszyna podczas jazdy w terenie. Link do komentarza Share on other sites More sharing options...
ojebejbe Październik 4, 2012 Udostępnij Październik 4, 2012 Bardzo ładnie wygląda. Estetyka wykonania godna podziwu 🙂 Nie rozumiem zbytnio do czego mogłoby być to zastosowane ale konstrukcja ogólnie ok Fotel w którym grasz w gry rajdowe, symulujący wszystkie wertepy, etc. Pozycjonowanie anteny satelitarnej,itp. Mógłbyś wrzucić równania? Ale, że w sensie konkretnie jakie? Do sterowania taką platformą (zadanie odwrotne kinematyki) wystarczy Ci tw. Pitagorasa 😉 Zagadnienie sterowania platformą Stewarta opisane są w jednej z instrukcji laboratoryjnych Pracowni Nauki Programowania i Aplikacji Robotów Przemysłowych Politechniki Łódzkiej. Link do komentarza Share on other sites More sharing options...
deuther Październik 11, 2012 Udostępnij Październik 11, 2012 Nie stwierdziłem konkretnie jakie równania mnie interesują, ponieważ spodziewałem się, że dostane całkowite;) Nie tyle chodzi mi o kinematykę równoległego, co zastosowanie w tej kinematyce (z założenia napędzanej translacyjnie) napędów obrotowych. Link do komentarza Share on other sites More sharing options...
ojebejbe Październik 12, 2012 Udostępnij Październik 12, 2012 Wcześniej nie zwróciłem uwagi na płytki, które pełnią funkcję "ramienia serwa". Nie jest trochę tak, że z platwormy Stewarta zrobił Ci się bardziej robot Delta? 🙂 W sumie sterowanie rotacją (a nie przeniesieniem rotacji na ruch liniowy, np. przekładnią ślimakową, co właściwie można traktować w obliczeniach jako ruch liniowy) takiej platformy nie jest nowym pomysłem. Nie wiem na ile temat jest do rozwinięcia i nie mam zamiaru umniejszać Twojej pracy (temat jest ciekawy i przede wszystkim nie jest popularny). Chciałbyś raczej rozwinąć projekt pod kątem szybkości efektora, precyzji, czy może obciążalności? Czekam na filmy z kolejnych etapów 🙂 Link do komentarza Share on other sites More sharing options...
davidpi Październik 15, 2012 Autor tematu Udostępnij Październik 15, 2012 Projekt ma być rozwijany i zostanie skończony jako praca doktorska. Napędy zostaną zmienione na mięśnie pneumatyczne. Do sterowania zostanie dołożona dynamika. I sterowanie mięśniami prawdopodobnie w logice rozmytej. Do tego trochę pracy badawczej. Zobaczymy co z tego wyjdzie 🙂 Link do komentarza Share on other sites More sharing options...
gohandi Październik 15, 2012 Udostępnij Październik 15, 2012 Praca ciekawa, jakby co polecam pracę dr Karpiela . Link do komentarza Share on other sites More sharing options...
Pomocna odpowiedź
Bądź aktywny - zaloguj się lub utwórz konto!
Tylko zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony
Utwórz konto w ~20 sekund!
Zarejestruj nowe konto, to proste!
Zarejestruj się »Zaloguj się
Posiadasz własne konto? Użyj go!
Zaloguj się »