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    六自由度Stewart平臺的基礎知識
    發布時間:2022-10-25 10:57

      Stewart平臺英文名稱為Stewart Platform,最初由英國的 V. Eric Gough 于 1954 年設計。它被歸類為用于定位和運動控制的并聯機械手設備。它由兩個平行板和六個可調節腿組成,可精確調節和控制板。最初,該設備用于測試輪胎;后來,斯圖爾特平臺開始應用于醫療行業、海洋研究、建筑行業、太空探索、航空航天、汽車和機械加工行業。它在提供具有高有效載荷的精確運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 設備底部的板是設備唯一的靜態部分。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。為了提供充足的運動范圍,腿的兩端使用了不同類型的關節。通常每條腿都有一個圓柱形外殼,每條腿的長度可以根據需要改變。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動裝置(即直線執行器)

      由于其六足設計,斯圖爾特平臺有時被稱為“六足”。該平臺也被歸類為并聯機械手,這意味著連桿(或腿)的末端執行器(或“頂板”')通過不同數量(即六個)獨立的連桿直接連接到底座,它們同時工作。

      并聯機械手的控制更精確,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平臺是如何構建的

      ‍今天使用的斯圖爾特平臺機制與最初設計時略有不同。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行器用于“腿”。支腿可以固定在頂板上的三到六個安裝點上,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

      固定這些腿的關節可以是萬向節、磁性或針等。平臺的有效載荷和角旋轉能力很大程度上取決于腿和關節的類型。斯圖爾特平臺機構設計為根據關節角度和腿長在三個方向上進行平移運動和三種方式的旋轉運動。

      為了驅動支腿并將平臺移向所需坐標,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)所需坐標所需的腿長??刂破鬟€負責向腿發送運動命令。這主要通過在控制器中運行的基于數字 PI 或 PID 的控制算法來處理。電力電子級負責放大低功率控制器信號以“驅動”執行器。
     

      Stewart平臺的用途有哪些

      雖然并聯機器人用于機械領域,但它們也用于以下應用:

      工程研究應用

      用于空中、海上和陸地車輛的培訓和娛樂模擬器

      家庭娛樂系統

      專業攝影

      醫療和外科應用

      可穿戴設備(即智能手表、聽力設備、智能手機等)測試

      除了上訴用途以外,我們也應用了一些其他有趣的行業,比如5G遠程駕駛、地震模擬器等,您可以在南京全控的應用案例中查看:六自由度Stewart平臺應用案例。

    關鍵詞: Stewart平臺
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