基于Stewart平台澳洲大学推出三款3D动态测试机器人平台

Stewart平台属于并行机器人平台的一种，拥有六个灵活运动的制动器，一般采用液压千斤顶或者电子制动器，两两成对与平台基板连接，形成三个支点，通过六个制动器的协调控制可以实现平台基板六个自由度的运动，包括x、y、z坐标方向的移动以及升角（pitch）、偏角（yaw）、摇晃（roll）。Stewart平台并联机构由于具有刚度大、承载能力强、位置误差不累计等特点，在应用上与串联机构形成互补，已成为空间机构学的研究热点。目前，Stewart平台并联机构已经在航空、航天、海底作业、地下开采、制造装配等行业有着广泛的应用。尽管并联机构的实际应用和理论研究取得了大量的研究成果，但是在运动学、奇异性、动力学方面仍然存在一些有挑战性的问题。

图1 Stewart平台概念原型

阿德莱德（Adelaide）大学和弗林德斯（Flinders）大学是位于澳洲南部的两所大学，来自该两所大学的合作团队基于Stewart平台设计开发了三款六自由度3D动态测试机器人平台。第一个版本是用于生物力学研究，运动绝对精度10?m，负重可达1吨，如下图：

图2 第一款小型3D测试机器人平台

随后该团队在之前设计的基础上又设计了两款液压式3D测试机器人平台，运动精度1mm，负重可达4吨，如下图：

图3 液压式六自由度3D运动测试机器人平台

该团队对于制动器的控制采用了多种NI设备，包括PXI控制器、RIO（可重配置I/O）模块和DAQ（数据采集）组件。NI控制器（如PXI-8106RT、PXIe-8133和PXIe-8135）负责执行各种复杂的控制算法，例如轨迹生成、运动学计算、状态机控制、安全性控制和数据采集等。NI控制器中集成了Xilinx FPGA器件以及Zynq-7000 SoC。软件环境则采用NI LabVIEW系统设计软件以及LabVIEW Real-Time、LabVIEW FPGA工具，实现设计代码的复用。

最后在NI举办的工程影响力评选大赛中，该工程进入到了工业机械和控制项目组的决赛。

NI LabVIEW 3D动态测试机器人平台