Was ist eine Stewart-Plattform?

Eine Stewart-Plattform ist ein paralleles Manipulatorgerät, das zur Positionierung und Bewegungssteuerung verwendet wird. Das Gerät besteht aus zwei Platten, die durch sechs verstellbare Beine verbunden sind, die eine genaue Einstellung und Kontrolle ermöglichen. Obwohl die Stewart-Plattform ursprünglich zum Testen von Reifen verwendet wurde, fand sie bald Anwendung in der Luft- und Raumfahrt-, Automobil- und Bearbeitungsindustrie. Es ist vielleicht am bekanntesten für seine Verwendung bei der Bereitstellung der präzisen Bewegung, die von Flugsimulatoren erforderlich ist.

Die Grundplatte eines Stewart-Geräts ist der einzige Teil des Geräts, der nicht verstellbar ist. Es wird normalerweise mit dem Boden oder einer anderen stabilen Oberfläche verschraubt. Sechs Beine befestigen die Grundplatte an der verstellbaren oberen Platte. Beide Enden der Beine sind mit Universalgelenken verbunden, die eine große Bewegungsfreiheit ermöglichen. Jedes der Beine hat ein Zylindergelenk, so dass das Bein nach Bedarf aus- oder einklappen kann.

Aufgrund des sechsbeinigen Designs wird die Stewart-Plattform manchmal als Hexapod bezeichnet. Der Begriff kann verwendet werden, um jedes sechsbeinige Gerät zu beschreiben. Die Stewart-Plattform wird auch als Parallelmanipulator klassifiziert, was bedeutet, dass die Beine der Plattform nur an der Grund- und Oberplatte befestigt sind, aber nicht aneinander. Im Gegensatz dazu verwendet ein serieller Manipulator eine Reihe von starren Strukturen, die durch Gelenke verbunden sind. Die Manipulation eines dieser starren Abschnitte wirkt sich direkt auf die Positionierung der Abschnitte danach aus.

Parallele Manipulatoren weisen gegenüber seriellen Manipulatoren mehrere Vorteile auf. Beispielsweise kann ein paralleler Manipulator genauer gesteuert werden, da Fehler in einem einzelnen Bein enthalten sind. Bei einem seriellen Manipulator wird ein Bewegungsfehler einer der starren Strukturen in jeder der folgenden Strukturen verstärkt. Parallele Manipulatoren können auch viel größere und schwerere Arbeitslasten bewältigen und haben ein besseres Verhältnis von Festigkeit zu Masse als serielle Manipulatoren.

Das Gerät, das die Stewart-Plattform werden sollte, wurde erstmals 1954 von V. Eric Gough aus dem Vereinigten Königreich entwickelt. Gough arbeitete als Ingenieur in der Dunlop Tyres Factory in Birmingham, England, als er eine frühe Version der Stewart-Plattform baute 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 er eine verstellbare Plattform für den Einsatz in Flugsimulatoren vorschlug. So erhielt das Gerät seinen Namen, obwohl einige Ingenieure es aus Rücksicht auf seinen ursprünglichen Erfinder als Gough-Stewart-Plattform bezeichnen.