Was ist eine Stewart-Plattform?
Eine Stewart-Plattform ist ein Parallelmanipulator, der zur Positionierung und Bewegungssteuerung verwendet wird. Das Gerät besteht aus zwei Platten, die durch sechs verstellbare Beine verbunden sind, mit denen es präzise eingestellt und gesteuert werden kann. Obwohl ursprünglich zum Testen von Reifen verwendet, fand die Stewart-Plattform bald Anwendung in der Luft- und Raumfahrt-, Automobil- und Maschinenbauindustrie. Es ist vielleicht am besten bekannt für seine Verwendung bei der Bereitstellung der genauen Bewegung, die von Flugsimulatoren benötigt wird.
Die Grundplatte eines Stewart-Geräts ist der einzige Teil des Geräts, der nicht einstellbar ist. Es wird normalerweise mit dem Boden oder einer anderen stabilen Oberfläche verschraubt. Sechs Beine befestigen die Grundplatte an der einstellbaren oberen Platte. Beide Enden der Beine sind mit Kreuzgelenken verbunden, die einen großen Bewegungsspielraum ermöglichen. Jedes der Beine hat ein Zylindergelenk, so dass das Bein nach Bedarf ausgefahren oder heruntergeklappt werden kann.
Aufgrund des sechsbeinigen Designs wird die Stewart-Plattform manchmal als Hexapod bezeichnet. Der Begriff kann verwendet werden, um ein beliebiges sechsbeiniges Gerät zu beschreiben. Die Stewart-Plattform wird auch als Parallelmanipulator eingestuft, dh die Beine der Plattform sind nur an der Basis und der oberen Platte, nicht jedoch aneinander befestigt. Im Gegensatz dazu verwendet ein serieller Manipulator eine Reihe starrer Strukturen, die durch Gelenke verbunden sind. Die Manipulation eines dieser starren Abschnitte wirkt sich direkt auf die Positionierung der Abschnitte danach aus.
Parallelmanipulatoren weisen gegenüber Serienmanipulatoren mehrere Vorteile auf. Beispielsweise kann ein Parallelmanipulator präziser gesteuert werden, da Fehler in einem einzelnen Zweig enthalten sind. Mit einem seriellen Manipulator wird ein Fehler in der Bewegung einer der starren Strukturen in jeder der folgenden Strukturen verstärkt. Parallelmanipulatoren sind auch in der Lage, viel größere und schwerere Arbeitslasten zu bewältigen und haben ein besseres Verhältnis von Festigkeit zu Masse als serielle Manipulatoren.
Das Gerät, das zur Stewart-Plattform werden sollte, wurde erstmals 1954 von V. Eric Gough aus Großbritannien entworfen. Gough arbeitete als Ingenieur bei der Dunlop Tyres Factory in Birmingham, England, als er eine frühe Version der Stewart-Plattform baute wird bei der Prüfung von Reifen verwendet. Etwas mehr als ein Jahrzehnt später legte D. Stewart der britischen Institution of Mechanical Engineers ein Papier vor, in dem eine einstellbare Plattform für Flugsimulatoren vorgeschlagen wurde. So erhielt das Gerät seinen Namen, obwohl einige Ingenieure es in Anlehnung an seinen ursprünglichen Erfinder als Gough-Stewart-Plattform bezeichnen.