史都華平台

(AMiBA)無線電望遠鏡,量測宇宙微波背景的實驗設備,架在碳纖維強化聚合物的史都華平台上]]
史都華平台是有六個稜柱接點的並聯式機械手,其稜柱接點多半是油壓或是電子式的,兩兩成對裝在平台的三個位置。稜柱接點的下方也是兩兩成對接在平台底盤的三個位罝,但配對會和平台的配對錯開。六個稜柱接點兩端共12個接點,都是用万向接头連接。史都華平台上方的物體的移動有六自由度,包括三個方向的移动,以及三個方向的轉動

史都華平台有許多其他的名稱。在包括飛行模擬的許多應用中,會將史都華平台稱為運動平台(motion base)。有時也會稱為是六軸平台六自由度平台,原因是因為其可能運動的自由度,其自由度是因為多重致動器的組合而成。史都華平台也可以稱為協同運動平台(synergistic motion platform)因為致動器在規劃上需要協同作業。因為有六個致動器,也會稱為是hexapod,這個名稱最初是公司針對機床上使用史都華平台的商标。
歷史
配置六個致動器的史都華平台最早是由英國的Eric Gough使用,在1954年開始運作,後來在1965年由在史都華(D Stewart)提交給英國機械工程師學會的論文中發佈。1962年時,美國工程師Klaus Cappel獨立發明史都華平台,時間在史都華的論文之前。Klaus將此設計申請專利,授權給第一家飛行模擬公司,建造了第一個商業販售的八面體史都華平台運動模擬器。

此一機械的名稱常稱為「史都華平台」,也有些人認為"Gough–Stewart platform"的名稱比較合適,因為史都華的原始設計其實有一些差异,也有些人認為三位發明此機械的工程師都應該被提到。

應用
史都華平台已用在飛行模擬器、機床工具機、、吊車、海底研究、地震模擬、衛星天線定位、、機械人、骨科手術應用中。

飛行模擬器
史都華平台常用在飛行模擬器中,特別是需要六個自由度的。此應用是由Redifon公司發展的,其模擬器在1962年時可以用來模擬波音707、麥道DC-8、卡拉維爾客機、卡拉維爾CL-44、波音727、維克斯子爵、维克斯先锋型、康维尔990、C-130運輸機、維克斯VC10及福克F27等飛機。

在飛行模擬器應用中,史都華平台的酬載包括複製的座艙以及視覺顯示系統,一般會有數排,模擬受訓飛機機組人員在飛機上會看到的場景。若是大型運輸機的全飛行模擬器,酬載會到15,000公斤。

類似的平台也用在中,一般會裝設在大型的上,以模擬短程的加速。長程的加速會透過車輛往前或往後的傾斜來達成,目前也有研究在探訪如何合併這兩種效應。

Robocrane
國家標準技術研究所(NIST)的James S. Albus開發了Robocrane,平台不是放在六個致動器上,是用六個纜線懸吊支持。

LIDS
NASA開發的低衝擊對接系統(Low Impact Docking System)使用了史都華平台模擬太空船對接時的動作。

CAREN
Motek Medical發展的電腦輔助復健環境(Computer Assisted Rehabilitation Environment,簡稱CAREN)配合了虛擬實境來進行進階的生化及臨床研究。

泰勒空間框架
查爾斯·泰勒博士用史都華平台開發了,是用於骨外科手術的,用來矯正骨骼的變形及治療複雜骨折。
力學試驗
史都華平台最早的機械應用是由Eric Gough用在機械試驗上,Eric Gough是車輛工程師,在英國伯明翰的登祿普輪胎工廠工作。他在1950年代發明了「通用輪胎測試機」,設備在1954年運作(Universal Tyre-Testing Machine)" (also called the "Universal Rig") in the 1950s and his platform was operational by 1954.,可以應用在生醫的領域(例如脊柱研究),原因是要複製人類及動物複雜及大幅度的運動。在木土工程領域的地震模擬中也有類似的需求。可以用全領域的動力量測演算法控制此機器,用來研究剛性樣品上的複雜現象(例如裂紋在混凝土塊上的傳播),測試設備需要可以承受大的負載,而且要可以精確的位移。

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*执行器
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參考資料
延伸閱讀
*Bonev, I.A., "[http://www.parallemic.org/Reviews/Review007.html The True Origins of Parallel Robots]", ParalleMIC online review

外部連結
*[https://www.nist.gov/image/octahedralhexapodmachinejpg Picture of the NIST/Ingersoll prototype octahedral hexapod]
*[https://web.archive.org/web/20101105083634/http://www.engr.sjsu.edu/rellis/courses/ME250/ME250pres/hexapod_Shirke.ppt Hexapod Structures for Surgery]
*[http://www.hexapods.net/pdf/Hexapod_In_Astronomy_Paper.pdf Hexapod for Astronomy]

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