要約
バイオエンジニアリングロボットは、凹凸のある表面でも操作できる能力があるため、急速に開発されています。
この進歩により、さまざまなモーターを使用した多用途の電気システム開発の実験への道が開かれます。
この研究論文では、低予算のステッピング モーター コントローラーと広く使用されているマイクロコントローラー ユニットを積み重ねることにより、12 個のステッピング モーターの制御を可能にするメイン システムとしての汎用プリント基板 (PCB) の設計、製造、解析について説明します。
。
設計の背後にある主な動機は、必要な電力バジェットを満たしながら、四足ロボットの複数のステッピング モーターを制御するためのコンパクトで効率的なハードウェア ソリューションを提供することです。
研究は、ハードウェアのアーキテクチャ、スタッカブル設計、電力バジェット計画、および徹底的な分析に焦点を当てています。
さらに、PDN (配電ネットワーク) 解析シミュレーションが実行され、電圧と電流密度が予想されるパラメーターの範囲内にあることを確認します。
また、ハードウェア設計では、製造容易性設計 (DFM) が深く掘り下げられています。
開発ボード上にコントローラーをスタックできる機能により、ボードのコンポーネント交換の実現可能性についての洞察が得られます。
この研究で得られた知見は、便利なフォームファクタと信頼性の高い性能を提供するバイオインスピレーションロボット用の多軸アプリケーションのステッピングモータ制御システムの進歩に大きく貢献します。
要約(オリジナル)
Bio-engineered robots are under rapid development due to their maneuver ability through uneven surfaces. This advancement paves the way for experimenting with versatile electrical system developments with various motors. In this research paper, we present a design, fabrication and analysis of a versatile printed circuit board (PCB) as the main system that allows for the control of twelve stepper motors by stacking low-budget stepper motor controller and widely used micro-controller unit. The primary motivation behind the design is to offer a compact and efficient hardware solution for controlling multiple stepper motors of a quadruped robot while meeting the required power budget. The research focuses on the hardware’s architecture, stackable design, power budget planning and a thorough analysis. Additionally, PDN (Power Distribution Network) analysis simulation is done to ensure that the voltage and current density are within the expected parameters. Also, the hardware design deep dives into design for manufacturability (DFM). The ability to stack the controllers on the development board provides insights into the board’s components swapping feasibility. The findings from this research make a significant contribution to the advancement of stepper motor control systems of multi-axis applications for bio-inspired robot offering a convenient form factor and a reliable performance.
arxiv情報
| 著者 | Abid Shahriar,Monim Hasan Anik |
| 発行日 | 2024-08-26 09:19:39+00:00 |
| arxivサイト | arxiv_id(pdf) |
提供元, 利用サービス
arxiv.jp, Google