Vad är en Stewart-plattform?

En stewart-plattform är en parallell manipulatoranordning som används för positionering och rörelsekontroll. Enheten består av två plattor sammanfogade av sex justerbara ben som gör att den kan justeras och kontrolleras exakt. Även om den ursprungligen användes för att testa däck, hittade stewart-plattformen snart tillämpningar inom flyg-, bil- och maskinindustrin. Det är kanske mest känt för sin användning för att tillhandahålla den exakta rörelse som krävs av flygsimulatorer.

Basplattan på en Stewart-enhet är den enda delen av enheten som inte är justerbar. Den är vanligtvis fastskruvad i golvet eller någon annan stabil yta. Sex ben fäster basplattan på den justerbara övre plattan. Båda ändarna av benen är anslutna med universalleder som möjliggör ett brett rörelseområde. Vart och ett av benen har en cylinderled så att benet kan teleskoperas ut eller kollapsa efter behov.

På grund av den sexbeniga designen kallas stewartplattformen ibland en hexapod. Termen kan användas för att beskriva vilken sexbent enhet som helst. Stewart-plattformen klassificeras också som en parallell manipulator, vilket innebär att plattformens ben är fästa endast på basen och den övre plattan men inte till varandra. Däremot använder en seriell manipulator en serie stela strukturer förbundna med leder. Manipuleringen av en av dessa stela sektioner påverkar direkt placeringen av sektionerna efter den.

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 av en av de stela strukturerna i var och en av de strukturer som följer. Parallella manipulatorer klarar också mycket större och tyngre arbetsbelastningar och har ett bättre förhållande mellan styrka och massa än seriella manipulatorer.

Enheten som skulle bli stewart-plattformen designades först av V. Eric Gough från Storbritannien 1954. Gough arbetade som ingenjör på Dunlop Tyres Factory i Birmingham, England när han byggde en tidig version av stewart-plattformen för att vara används vid testning av däck. Drygt ett decennium senare presenterade D. Stewart ett dokument för UK Institution of Mechanical Engineers där han föreslog en justerbar plattform som skulle användas i flygsimulatorer. Detta är hur enheten fick sitt namn, även om vissa ingenjörer hänvisar till den som en Gough-stewart-plattform i vördnad för dess ursprungliga uppfinnare.