Vad är en Stewart-plattform?

En stewart-plattform är en parallell manipulatoranordning som används för positionering och rörelsekontroll. Enheten består av två plattor förenade av sex justerbara ben som gör det möjligt att justera och kontrollera exakt. Trots att ursprungligen användes för att testa däck hittade stewart-plattformen snart tillämpningar inom flyg-, bil- och maskinindustrin. Det är kanske mest känt för dess användning för att tillhandahålla den exakta rörelsen som krävs av flygsimulatorer.

Basplattan på en stewart-anordning är den enda delen av enheten som inte är justerbar. Det är vanligtvis bultat på golvet eller någon annan stabil yta. Sex ben fäster basplattan på den justerbara övre plattan. Båda ändarna på benen är anslutna med universalförband som möjliggör ett brett rörelseområde. Var och en av benen har ett cylinderförband så att benet kan teleskopera ut eller kollapsa ned efter behov.

På grund av sexbensdesignen kallas stewart-plattformen ibland en hexapod. Termen kan användas för att beskriva vilken sexbens enhet som helst. Steart-plattformen klassificeras också som en parallell manipulator, vilket innebär att plattformens ben endast är fästa vid basen och den övre plattan, men inte på varandra. Däremot använder en seriell manipulator en serie styva strukturer som är anslutna med lederna. Manipuleringen av en av dessa styva sektioner påverkar direkt placeringen av sektionerna efter det.

Parallella manipulatorer visar flera fördelar jämfört med seriella manipulatorer. Till exempel kan en parallell manipulator styras mer exakt eftersom fel finns i ett enda ben. Med en seriell manipulator förstärks ett fel i rörelsen för en av de styva strukturerna i var och en av följande strukturer. Parallella manipulatorer kan också hantera mycket större och tyngre arbetsbelastning och har ett bättre styrka-till-massförhållande än seriella manipulatorer.

Enheten som skulle bli stewart-plattformen designades först av V. Eric Gough från Storbritannien 1954. Gough arbetade som ingenjör på Dunlop Tires Factory i Birmingham, England när han byggde en tidig version av stewart-plattformen som skulle vara används vid testning av däck. Drygt ett decennium senare presenterade D. Stewart ett papper för den brittiska institutionen för mekaniska ingenjörer som föreslog en justerbar plattform som skulle användas i flygsimulatorer. Så här fick enheten sitt namn, även om vissa ingenjörer hänvisar till den som en Gough-stewart-plattform i beroende av sin ursprungliga uppfinnare.