مکانیزم استوارت یک ربات موازی شامل دو جسم صلب است: یک سکوی متحرک و یک بستر پایه که موقعیت و جهت بستر پایه ثابت بوده و موقعیت و جهت سکوی متحرک با تغییر طول بازوها تغییر می نماید. این دو جسم با شش بازو به یکدیگر متصل هستند که این اتصالات می توانند مفصل کروی یا یونیورسال باشند. به صورت کلی برای یک مجموعه طول داده شده برای بازوها، موقعیت و جهت سکوی متحرک قابل تعیین است. در دو دههٔ گذشته مکانیزم استوارت موضوع اصلی بسیاری از متون مربوط به ربات های موازی بوده است و در رشته های مختلف مهندسی کاربرد داشته است. مهم ترین مزیت مکانیزم استوارت در مقایسه با مکانیزم های سریال، سفتی ذاتی و نسبت بالای بار به وزن آن است.
زیاد بودن نسبت جرم بار به جرم مکانیزم: در مکانیزم های مرسوم سریال، نسبت بار قابل حمل مکانیزم به جرم خود مکانیزم حداکثر تا ۰٫۳ می رسد، در حالی که این نسبت در مکانیزم استوارت می تواند تا ۲٫۵ افزایش پیدا کند. این یکی از مزایایی است که منجر به کاربردهایی مانند شبیه سازی پرواز برای مکانیزم استوارت شده است.
حذف هرگونه نقطه قفل در فضای کاری: نقطه قفل یا تکینگی سینماتیکی به نقطه ای در فضای کاری ربات گفته می شود که در آن نقطه، ربات یک یا چند درجه آزادی از دست می دهد. وجود چنین نقاطی که در آن ها دترمینان ماتریس ژاکوبین ربات صفر می شود، به شدت موجب محدود شدن عملکرد ربات می شود. وجود این نقاط در فضای کاری مکانیزم های سریال امری عادی است در حالی که در مکانیزم استوارت نقطه قفل در فضای کاری وجود ندارد و مکانیزم در فضای کاری خود هرگز قفل نمی شود و ماتریس ژاکوبین آن همواره برابر ماتریس همانی است.
استحکام بالا در برابر بارهای خارجی: از مهم ترین ویژگی های این مکانیزم، استحکام بالای آن در برابر بارهای خارجی و عوامل ناخواسته مانند نیروی باد است. این ویژگی به دلیل ساختار هندسی موازی مکانیزم ایجاد می شود.
کاهش هزینه نگهداری و تعمیرات: در مکانیزم استوارت به دلیل دسترسی آسان به همه قسمت های مکانیزم و نیز یکسان بودن کلیه قطعات و المان های مصرفی، هزینه نگهداری و تعمیرات نسبت مکانیزم های هم کلاس دیگر کاهش می یابد.
دست یابی به دقت های بالا: در مکانیزم های سریال، به دلیل اینکه هر لینک ربات پس از لینک دیگر آن و به صورت سری قرار دارد، خطای موقعیت دهی هر لینک با خطای تمامی لینک های قبل از آن جمع می شود. به عبارت دیگر، خطای مطلق موقعیت دهی پنجه انتهایی ربات برابر مجموع خطاهای تمامی لینک ها می باشد. در حالی که در مکانیزم استوارت به دلیل موازی بودن عملگرها، خطای هر عملگر با عملگرهای دیگر جمع نمی شود. به علاوه، خطای ناشی از تغییر شکل و خمش عملگرها بسیار کمتر است. بنابراین، با فرض دقت یکسان در عملگرهای مکانیزم های سریال و استوارت، در مکانیزم استوارت می توان به دقت عملکرد بهتری دست یافت. این به معنای کاهش نسبت هزینه به دقت عملکرد می باشد که برای تصمیم گیری در خصوص انتخاب مکانیزم استوارت برای به کارگیری مورد نیاز است.
عدم نیاز به اسلیپ رینگ و کابل کشی پیچیده: در مکانیزم های سریال، با حرکت مکانیزم، کابل هایی که محموله ربات را به زمین متصل می کنند تابیده می شوند. برای جلوگیری از این اتفاق از واسط هایی به نام اسلیپ رینگ برای حفظ اتصال الکتریکی کابل ها استفاده می شود که این خود باعث بروز مشکلاتی از قبیل افزایش تلفات یا قطعی می شود. در مکانیزم استوارت، هر چند که انتهای مکانیزم می تواند بدون هیچ محدودیتی دوران کند، ولی می توان با عبور دادن کابل های محموله از وسط صفحه بالایی مکانیزم، مانع تابیده شدن آن ها شد که این خود موجب ساده شدن کابل کشی و در نتیجه کاهش هزینه ها می شود.
آنچه امروزه به عنوان مکانیزم استوارت تعمیم یافته شناخته می شود، شامل دو جسم صلب است که با شش بازو با مفاصل کروی در دو طرف یا کروی در یک طرف و مفصل دو محوره در طرف دیگر، به یکدیگر متصل هستند.به طور عمومی یک مکانیزم استوارت تعمیم یافته شامل دو جسم صلب است که با شش قید هندسی به یکدیگر متصل شده اند. یکی از این اجسام صلب پایه خوانده می شود و ثابت است و جسم صلب دیگر سکوی متحرک خوانده شده و از روی مقادیر شش قید قابل جانمایی است.لذا مکانیزم استوارت تعمیم یافته را می توان در چهار کلاس زیر دسته بندی کرد:
۳D3A: سه قید طولی و سه قید زاویه ای
۴D2A: چهار قید طولی و دو قید زاویه ای
زیاد بودن نسبت جرم بار به جرم مکانیزم: در مکانیزم های مرسوم سریال، نسبت بار قابل حمل مکانیزم به جرم خود مکانیزم حداکثر تا ۰٫۳ می رسد، در حالی که این نسبت در مکانیزم استوارت می تواند تا ۲٫۵ افزایش پیدا کند. این یکی از مزایایی است که منجر به کاربردهایی مانند شبیه سازی پرواز برای مکانیزم استوارت شده است.
حذف هرگونه نقطه قفل در فضای کاری: نقطه قفل یا تکینگی سینماتیکی به نقطه ای در فضای کاری ربات گفته می شود که در آن نقطه، ربات یک یا چند درجه آزادی از دست می دهد. وجود چنین نقاطی که در آن ها دترمینان ماتریس ژاکوبین ربات صفر می شود، به شدت موجب محدود شدن عملکرد ربات می شود. وجود این نقاط در فضای کاری مکانیزم های سریال امری عادی است در حالی که در مکانیزم استوارت نقطه قفل در فضای کاری وجود ندارد و مکانیزم در فضای کاری خود هرگز قفل نمی شود و ماتریس ژاکوبین آن همواره برابر ماتریس همانی است.
استحکام بالا در برابر بارهای خارجی: از مهم ترین ویژگی های این مکانیزم، استحکام بالای آن در برابر بارهای خارجی و عوامل ناخواسته مانند نیروی باد است. این ویژگی به دلیل ساختار هندسی موازی مکانیزم ایجاد می شود.
کاهش هزینه نگهداری و تعمیرات: در مکانیزم استوارت به دلیل دسترسی آسان به همه قسمت های مکانیزم و نیز یکسان بودن کلیه قطعات و المان های مصرفی، هزینه نگهداری و تعمیرات نسبت مکانیزم های هم کلاس دیگر کاهش می یابد.
دست یابی به دقت های بالا: در مکانیزم های سریال، به دلیل اینکه هر لینک ربات پس از لینک دیگر آن و به صورت سری قرار دارد، خطای موقعیت دهی هر لینک با خطای تمامی لینک های قبل از آن جمع می شود. به عبارت دیگر، خطای مطلق موقعیت دهی پنجه انتهایی ربات برابر مجموع خطاهای تمامی لینک ها می باشد. در حالی که در مکانیزم استوارت به دلیل موازی بودن عملگرها، خطای هر عملگر با عملگرهای دیگر جمع نمی شود. به علاوه، خطای ناشی از تغییر شکل و خمش عملگرها بسیار کمتر است. بنابراین، با فرض دقت یکسان در عملگرهای مکانیزم های سریال و استوارت، در مکانیزم استوارت می توان به دقت عملکرد بهتری دست یافت. این به معنای کاهش نسبت هزینه به دقت عملکرد می باشد که برای تصمیم گیری در خصوص انتخاب مکانیزم استوارت برای به کارگیری مورد نیاز است.
عدم نیاز به اسلیپ رینگ و کابل کشی پیچیده: در مکانیزم های سریال، با حرکت مکانیزم، کابل هایی که محموله ربات را به زمین متصل می کنند تابیده می شوند. برای جلوگیری از این اتفاق از واسط هایی به نام اسلیپ رینگ برای حفظ اتصال الکتریکی کابل ها استفاده می شود که این خود باعث بروز مشکلاتی از قبیل افزایش تلفات یا قطعی می شود. در مکانیزم استوارت، هر چند که انتهای مکانیزم می تواند بدون هیچ محدودیتی دوران کند، ولی می توان با عبور دادن کابل های محموله از وسط صفحه بالایی مکانیزم، مانع تابیده شدن آن ها شد که این خود موجب ساده شدن کابل کشی و در نتیجه کاهش هزینه ها می شود.
آنچه امروزه به عنوان مکانیزم استوارت تعمیم یافته شناخته می شود، شامل دو جسم صلب است که با شش بازو با مفاصل کروی در دو طرف یا کروی در یک طرف و مفصل دو محوره در طرف دیگر، به یکدیگر متصل هستند.به طور عمومی یک مکانیزم استوارت تعمیم یافته شامل دو جسم صلب است که با شش قید هندسی به یکدیگر متصل شده اند. یکی از این اجسام صلب پایه خوانده می شود و ثابت است و جسم صلب دیگر سکوی متحرک خوانده شده و از روی مقادیر شش قید قابل جانمایی است.لذا مکانیزم استوارت تعمیم یافته را می توان در چهار کلاس زیر دسته بندی کرد:
۳D3A: سه قید طولی و سه قید زاویه ای
۴D2A: چهار قید طولی و دو قید زاویه ای
wiki: پلتفرم استوارت