O platformă cu mai multe-grade-de-libertate este un dispozitiv mecatronic capabil de mișcare spațială complexă. Valoarea sa de bază constă în simularea comportamentului dinamic în medii reale prin mișcare multi-dimensională. Designul structural al acestui tip de platformă integrează tehnologii multidisciplinare precum mecanica, electronica și controlul și este utilizat pe scară largă în simularea aerospațială, interacțiunea cu realitatea virtuală, producția de precizie și alte domenii.
Dintr-o perspectivă mecanică, o platformă cu mai multe-grade-de-libertate constă de obicei dintr-o bază, un mecanism cinematic, un sistem de antrenare și un efector final. Baza oferă suport stabil, în timp ce mecanismul cinematic este componenta sa de bază. Exemplele comune includ mecanismul paralel Stewart și mecanismul paralel Delta. O platformă Stewart conectează platformele superioare și inferioare prin șase sau mai multe actuatoare hidraulice sau electrice retractabile, obținând șase grade de libertate (translație de-a lungul axelor X, Y și Z și rotație în jurul a trei axe). Platformele Delta utilizează structuri de legătură ușoare, concentrându-se pe mișcarea plană cu viteză mare-și rotație unghiulară-limitată. Îmbinările acestor mecanisme necesită rulmenți de{10}}înaltă precizie sau articulații sferice pentru a minimiza efectele frecării și ale jocului asupra preciziei mișcării.
Platforma este alimentată de un sistem de antrenare, care poate include cilindri electrici, cilindri hidraulici sau servomotoare combinate cu șuruburi cu bile. Acționările electrice sunt curentul principal datorită răspunsului lor rapid și controlului flexibil, în timp ce acționările hidraulice sunt potrivite pentru sarcini mari. Sistemul de control folosește senzori (cum ar fi codificatoare și giroscoape) pentru a furniza feedback în timp real-cu privire la datele de poziție și atitudine și combină algoritmi (cum ar fi controlul PID sau compensarea feedback-ului de forță) pentru a asigura acuratețea și stabilitatea mișcării.
Proiectarea structurală a unei platforme cu mai multe-grade-de-libertate necesită un echilibru între capacitatea de încărcare, intervalul de mișcare și răspunsul dinamic. De exemplu, platformele de simulare aerospațială trebuie să reziste la sarcini de mai multe-tone și să simuleze accelerații extreme, în timp ce dispozitivele de divertisment VR acordă prioritate designului ușor și răspunsului rapid. În viitor, odată cu progresele în știința materialelor (cum ar fi compozitele din fibră de carbon) și în tehnologia de control, platformele cu mai multe-grade--de libertate se vor dezvolta către o precizie mai mare și un consum mai mic de energie, extinzându-și și mai mult potențialul de aplicare în domenii emergente, cum ar fi reabilitarea medicală și depozitarea inteligentă.
