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Stewart平臺英文名稱為Stewart Platform，最初由英國的 V. Eric Gough 于 1954 年設(shè)計。它被歸類為用于定位和運(yùn)動控制的并聯(lián)機(jī)械手設(shè)備。它由兩個平行板和六個可調(diào)節(jié)腿組成，可精確調(diào)節(jié)和控制板。最初，該設(shè)備用于測試輪胎;后來，斯圖爾特平臺開始應(yīng)用于醫(yī)療行業(yè)、海洋研究、建筑行業(yè)、太空探索、航空航天、汽車和機(jī)械加工行業(yè)。它在提供具有高有效載荷的精確運(yùn)動方面具有最佳用途，這對于飛行模擬器來說是必不可少的。
Stewart 設(shè)備底部的板是設(shè)備唯一的靜態(tài)部分。該板最好借助螺栓固定在地板或其他表面上。它的六個腿將底板連接到移動的頂板。為了提供充足的運(yùn)動范圍，腿的兩端使用了不同類型的關(guān)節(jié)。通常每條腿都有一個圓柱形外殼，每條腿的長度可以根據(jù)需要改變。這通常使用一種線性致動器來處理。
圖 1 - Stewart 平臺的支腿通常具有圓柱形直線運(yùn)動裝置（即直線執(zhí)行器）
由于其六足設(shè)計，斯圖爾特平臺有時被稱為“六足”。該平臺也被歸類為并聯(lián)機(jī)械手，這意味著連桿(或腿)的末端執(zhí)行器(或“頂板”')通過不同數(shù)量(即六個)獨(dú)立的連桿直接連接到底座，它們同時工作。
并聯(lián)機(jī)械手的控制更精確，因為誤差不會隨著每個連桿而累積;相反，它是每條腿的誤差分布。
Stewart平臺是如何構(gòu)建的
今天使用的斯圖爾特平臺機(jī)制與最初設(shè)計時略有不同。它由兩層組成：一層是固定的，一層是可移動的，由六個可以改變長度的腿相連。
圖 2 - Stewart 平臺的主要組件
通常液壓千斤頂或電動線性執(zhí)行器用于“腿”。支腿可以固定在頂板上的三到六個安裝點(diǎn)上，同樣也可以固定在平臺的底板上。
圖 3 – 有時腿可以配對并固定在 Stewart 平臺的底板上
固定這些腿的關(guān)節(jié)可以是萬向節(jié)、磁性或針等。平臺的有效載荷和角旋轉(zhuǎn)能力很大程度上取決于腿和關(guān)節(jié)的類型。斯圖爾特平臺機(jī)構(gòu)設(shè)計為根據(jù)關(guān)節(jié)角度和腿長在三個方向上進(jìn)行平移運(yùn)動和三種方式的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。
為了驅(qū)動支腿并將平臺移向所需坐標(biāo)，需要一個電力電子平臺和一個微處理器單元(即“控制器”)?？刂破鳒y量平臺的(實際)位置并計算將平臺移動到其(新)所需坐標(biāo)所需的腿長?？刂破鬟€負(fù)責(zé)向腿發(fā)送運(yùn)動命令。這主要通過在控制器中運(yùn)行的基于數(shù)字 PI 或 PID 的控制算法來處理。電力電子級負(fù)責(zé)放大低功率控制器信號以“驅(qū)動”執(zhí)行器。
Stewart平臺的用途有哪些
雖然并聯(lián)機(jī)器人用于機(jī)械領(lǐng)域，但它們也用于以下應(yīng)用：
工程研究應(yīng)用
用于空中、海上和陸地車輛的培訓(xùn)和娛樂模擬器
家庭娛樂系統(tǒng)
專業(yè)攝影
醫(yī)療和外科應(yīng)用
可穿戴設(shè)備(即智能手表、聽力設(shè)備、智能手機(jī)等)測試
除了上訴用途以外，我們也應(yīng)用了一些其他有趣的行業(yè)，比如5G遠(yuǎn)程駕駛、地震模擬器等，您可以在南京全控的應(yīng)用案例中查看：六自由度Stewart平臺應(yīng)用案例。
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