六自由度Stewart平台的基础学问

Stewart平台英文称号为Stewart Platform，最初由英国的 V. Eric Gough 于 1954 年设计。它被归类为用于定位和运动控制的并联机械手设备。它由两个平行板和六个可调理腿组成，可精确调理和控制板。最初，该设备用于测试轮胎;后来，斯图尔特平台开端应用于医疗行业、海洋研讨、建筑行业、太空探求、航空航天、汽车和机械加工行业。它在提供具有高有效载荷的精确运动方面具有最佳用处，这关于飞行模仿器来说是必不可少的。

Stewart 设备底部的板是设备独一的静态部分。该板最好借助螺栓固定在地板或其他名义上。它的六个腿将底板衔接到移动的顶板。为了提供充足的运动范围，腿的两端运用了不同类型的关节。通常每条腿都有一个圆柱形外壳，每条腿的长度能够依据需求改动。这通常运用一种线性致动器来处置。

图 1 - Stewart 平台的支腿通常具有圆柱形直线运动装置（即直线执行器）

由于其六足设计，斯图尔特平台有时被称为“六足”。该平台也被归类为并联机械手，这意味着连杆(或腿)的末端执行器(或“顶板”')经过不同数量(即六个)独立的连杆直接衔接到底座，它们同时工作。

并联机械手的控制更精确，由于误差不会随着每个连杆而累积;相反，它是每条腿的误差散布。

Stewart平台是如何构建的

今天运用的斯图尔特平台机制与最初设计时略有不同。它由两层组成：一层是固定的，一层是可移动的，由六个能够改动长度的腿相连。

图 2 - Stewart 平台的主要组件

通常液压千斤顶或电动线性执行器用于“腿”。支腿能够固定在顶板上的三到六个装置点上，同样也能够固定在平台的底板上。

图 3 – 有时腿能够配对并固定在 Stewart 平台的底板上

固定这些腿的关节能够是万向节、磁性或针等。平台的有效载荷和角旋转才干很大水平上取决于腿和关节的类型。斯图尔特平台机构设计为依据关节角度和腿长在三个方向上中止平移运动和三种方式的旋转运动。

为了驱动支腿并将平台移向所需坐标，需求一个电力电子平台和一个微处置器单元(即“控制器”)。控制器丈量平台的(实践)位置并计算将平台移动到其(新)所需坐标所需的腿长。控制器还担任向腿发送运动命令。这主要经过在控制器中运转的基于数字 PI 或 PID 的控制算法来处置。电力电子级担任放大低功率控制器信号以“驱动”执行器。

Stewart平台的用途有哪些

固然并联机器人用于机械范畴，但它们也用于以下应用：

工程研讨应用

用于空中、海上和陆地车辆的培训和文娱模仿器

家庭文娱系统

专业摄影

医疗和外科应用

可穿戴设备(即智能手表、听力设备、智能手机等)测试

除了上诉用处以外，我们也应用了一些其他有趣的行业，好比南京全控做过5G远程驾驶、地震模仿器、影视造景等方面的运动平台。