Платформа Гофа — Стюарта — разновидность параллельного манипулятора[англ.], в которой используется октаэдральная компоновка стоек. В ней задействованы шесть призматических приводов[англ.], обычно — гидравлических домкратов или электрических линейных приводов, прикрепленных попарно к трём позициям на опорной плите платформы, переходящих в три точки крепления на верхней плите. Все 12 соединений выполняются с помощью универсальных шарниров. Платформа Гофа — Стюарта имеет шесть степеней свободы (три поступательных и три вращательных, как абсолютно твёрдое тело).
Создание
правитьПлатформа Гофа — Стюарта впервые упоминается в статье В.Е.Гофа (англ. V.E. Gough, произносится как Гоф, см. Gough) в 1956 году. Имя Стюарта ассоциируется с этим механизмом потому, что первоначальная работа Гофа и фотография его платформы была упомянута в примечаниях рецензента к статье Д. Стюарта (англ. D. Stewart) в 1965 году. Сам Стюарт в той статье предложил другой гибридный трёхногий механизм, имевший по два мотора на каждой ноге.
Динамика платформы Гофа — Стюарта
править
Механизм имеет шесть независимых ног на шарнирных соединениях. Длины ног можно изменять и, тем самым, можно изменять ориентацию платформы. Прямая кинематическая задача, когда для заданных длин ног решается система уравнений, определяющая положение и ориентацию платформы, имеет до 40 решений. Тем не менее, обратная кинематическая задача, когда по заданному положению и ориентации платформы требуется найти длины ног, имеет единственное и очень простое решение.
Применение
править
Платформа Гофа — Стюарта применяется в станкостроении, подводных исследованиях, авиационных спасательных операциях на море, летательных тренажёрах, позиционировании спутниковых антенн, в телескопах[англ.] и в ортопедической хирургии.
Стыковка в космосе
правитьСистема стыковки с низким воздействием, разработанная НАСА, использует платформу Гофа — Стюарта для манипуляций с космическими средствами передвижения во время стыковки.
Шестиножники
правитьКомпания Geodetic Technology зарегистрировала товарный знак «шестиножник» (англ. — hexapod, гексапод[англ.]) для платформ Гофа — Стюарта, используемых в машиностроении. Однако это не помешало другим машиностроительным фирмам использовать этот термин.
Робокран
правитьДжеймс Альбус[англ.] из Национального института стандартов и технологий создал кран, получивший название Робокран[англ.]. В нём, как и в платформе Гофа — Стюарта, используется октаэдральная компоновка, но вместо стоек используются тросы.
Пространственная рама Тейлора
правитьЧарльз Тейлор (англ. Charles Taylor) использовал платформу Гофа — Стюарта при создании «пространственной рамы Тейлора»[англ.][1] — внешнего фиксатора в ортопедической хирургии, используемого для коррекции деформации костей и лечения сложных переломов.
Тестирование шин
правитьЭрик Гоф был инженером-автомобилестроителем и работал на заводе Dunlop Tyres в Бирмингеме. В 1950-х годах он разработал «универсальную шиноиспытательную машину» и его платформа работала до 1954 года. Машина могла механически тестировать шины под действием комбинированных нагрузок. Гоф умер в 1972 году, но его испытательной машиной продолжали пользоваться до конца 1980-х годов, когда завод был закрыт и снесён. Машина, созданная Гофом, была перевезена в хранилище лондонского Музея науки.
Погрузочный манипулятор
правитьВ Волгоградском государственном аграрном университете,[2] на кафедре «Механика» разработан ряд погрузочных манипуляторов, в основе исполнительного механизма которых используется модифицированная платформа Гофа — Стюарта. Манипулятор-трипод может устанавливаться на самоходные шасси (колёсные, гусеничные и шагающие).
Примечания
править- ↑ index2010. Дата обращения: 25 июля 2022. Архивировано 2 декабря 2020 года.
- ↑ Кафедра "Механика". Дата обращения: 16 июля 2014. Архивировано 7 июня 2017 года.
Литература
править- D. Stewart, A Platform with Six Degrees of Freedom, UK Institution of Mechanical Engineers Proceedings 1965-66, Vol 180, Pt 1, No 15.
- Gough, V. E., Contribution to discussion of papers on research in Automobile Stability, Control and Tyre performance, Proc. Auto Div. Inst. Mech. Eng., pages 392—394, 1956—1957.
- Bonev, I.A., The True Origins of Parallel Robots, ParalleMIC online review.