SANLAB 重型六軸動感平台：定義國防軍工與航太測試的新基準

 

在現代高科技產業的快速發展下，特別是航太、軍工、國防、無人載具（UAV）、整合感測與通訊（ISAC）以及衛星通訊等領域，設備的可靠性與精準度往往決定了任務的成敗，這些領域的設備，如戰車砲塔、艦載雷達、光電追蹤系統與紅外線測試儀器，通常必須在極端惡劣的動態環境中運作。傳統的實地測試（Field Testing）不僅耗資巨大、耗時漫長，且難以在受控環境下完美重現特定的極端條件（例如五級海象或是極端崎嶇的越野地形），因此，高階的「六軸動感平台（6DOF Motion Platform）」成為了實驗室與研發中心不可或缺的核心測試設備。

SANLAB 作為全球頂尖的機器人技術與動態模擬系統製造商，專注於開發具備高剛性、大負載與極限環境耐受度的重型六軸動感平台（SMotion 系列），此解決方案的出現，徹底改變了重工業與國防產業的測試技術標準，透過精密的伺服馬達控制、獨家的氣壓平衡技術（Electro-Pneumatic）以及強大的洗出演算法（Washout Filter），SANLAB 平台能夠在實驗室內百分之百還原真實世界的六個自由度運動（Surge 縱向、Sway 橫向、Heave 垂直、Roll 滾轉、Pitch 俯仰、Yaw 偏航）。

運動平台為遙控武器站 (RCWS) 系統提供了一個穩定且可控制的基座，用以模擬真實世界的動態環境。實現針對特定任務環境的目標鎖定、後座力反應及操作員回饋的系統級驗證。

解決現代國防與航太測試的三大核心難題

極限重量與動態負載的測試瓶頸

現代主力戰車（MBT）的砲塔或是大型艦載雷達系統，其重量動輒數噸至十數噸，傳統的動感平台多為輕量化鋁合金設計，根本無法承受此類重型設備的靜態重量，更遑論在劇烈搖晃時產生的巨大動態慣性，這導致研發單位只能依賴耗時的戶外實車測試，無法在研發初期進行準確的實驗室驗證。

運動平台為砲塔式武器系統提供了一個穩定且可控制的基座。支援在特定任務負載與戰場條件下，針對後座力、旋轉運動、校準精度及機械耐久性進行功能性測試。

惡劣環境防護與全天候運作的匱乏

軍事與航太設備必須面對極端的環境考驗，包括鹽害、沙塵、豪雨以及極端溫差。然而，市面上多數精密的模擬測試設備僅能存在於擁有恆溫空調的無塵室或實驗室中。當研發人員需要將動感平台移至戶外靶場、造船廠或是極端氣候模擬室進行複合測試時，傳統設備往往會因為水氣侵入或粉塵卡死而迅速損壞。

示意圖說明六軸運動平台專為嚴酷環境測試設計，整合 IP66 防護、耐腐蝕能力，實現全天候穩定運作效能。

系統整合延遲與硬體迴路（HIL）對接困難

在現代整合感測與通訊（ISAC）或無人載具的演算法開發中，系統需要進行極低延遲的「硬體迴路（Hardware-in-the-Loop, HIL）」測試，許多娛樂或商用等級的動感平台缺乏工業標準的通訊協定，無法與車廠或國防單位的工業控制器（PLC）、車輛微控制器（ECU）或 dSPACE 等模擬主機進行毫秒級的即時資料交換，導致模擬動作與物理數據產生脫節，嚴重影響測試的精準度。

高度整合的即時控制架構示意圖：EtherCAT 網路連接 6DOF 平台、工業控制器與 HIL 模擬伺服器（ECU 模擬），具備 <8ms 超低延遲通訊功能。

SANLAB SMotion 系列重型六軸動感平台不僅僅是一台會動的機器，它是一套融合了材料科學、精密機電控制與高階軟體演算法的綜合工業系統。其核心特色直接針對上述產業痛點進行了突破性的工程設計。

工業級重型鋼構與極限負載能力（Heavy Duty & Structural Rigidity）

SANLAB 的產品線跨度極大，從輕型的 50 公斤負載到巨型的 14,000 公斤（14 噸）負載（如 SM14.000-1030-C01-EP6D）皆有涵蓋，其平台底座與上平台採用高強度的焊接鋼結構，並配備精密的滾珠螺桿（Precision Ground Ball Screw）與重型 AC 伺服馬達，這種極高結構冗餘度（Structural Redundancy）的設計，確保了設備在進行極限動態測試（例如模擬坦克高速越過壕溝的衝擊）時，不會產生結構共振或金屬疲勞變形。極高的剛性保證了從驅動器到測試物體的力量傳遞是絕對精確且無損耗的。

SMotion14000 是一款 14000kg 超旗艦級有效負載、1030mm 超長行程的 6DOF 運動平台，具備 22,000 kg·m² 頂級慣性矩，專為最嚴苛的航太、鐵道或結構耐久性測試而設計。

創新的電-氣動混合平衡技術（Electro-Pneumatic Technology）

對於 SM3000、SM6000、SM8000 甚至 SM14000 等重型平台，SANLAB 引入了獨家的電-氣動混合技術（EP6D 配置），在傳統純電動平台中，伺服馬達不僅要提供加速的動態力，還必須持續消耗巨大電流來「扛住」上方數噸重的負載，這會導致馬達嚴重發熱並縮短壽命；SANLAB 的設計在致動器旁並聯了輔助氣壓缸，由氣壓缸負責支撐平台的靜態重量，讓伺服馬達只需專注於處理動態加速度，這項技術能減少高達 50% 的電力消耗，徹底解決了重載模擬時的熱衰竭問題，並大幅延長了馬達與機構的生命週期。

無縫接軌的工業通訊與硬體迴路（HIL）整合

SANLAB 捨棄了容易產生延遲的消費級介面，全面採用工業標準架構，平台搭載基於 IPC 的即時控制器（Real-time Controller），支援 EtherCAT 與 CANBus 等高速工業通訊協定，研發單位可以直接用一條網線將動感平台接入現有的 Beckhoff 或 Siemens PLC 控制系統，或是與 dSPACE、Speedgoat 等即時模擬主機進行對接，其端到端的延遲極低，確保在進行自動駕駛演算法驗證或砲塔穩定系統的「駕駛者迴路（Driver-in-the-Loop）」測試時，虛擬場景的物理運算能與平台的物理動作達到完美的毫秒級同步。

全天候環境適應性與軍規防護（All-Weather & IP66 Readiness）

考量到海軍與陸軍設備的嚴苛測試需求，SANLAB SMotion 系列提供了戶外使用（Outdoor Use）的選配方案。關鍵零組件與致動器防護罩經過特殊的抗腐蝕與密封處理，使其防護等級可達 IP66，這讓平台不僅能安裝在室內實驗室，更能直接部署於半露天的測試場地、造船廠甲板或極端氣候模擬室內，無懼沙塵、高濕度、鹽霧與噴水的侵襲，實現真正的全天候不間斷測試。

專屬高階洗出演算法（Advanced Washout Filter）

受限於實驗室的物理空間，動感平台的行程終究有其物理極限，SANLAB 搭載了專為專業模擬打造的高階洗出演算法，透過高通濾波器（High-Pass Filter）提供瞬間的加速度衝擊感（Onset Cue）；並利用低通濾波器（Low-Pass Filter）進行「傾斜協調（Tilt-Coordination）」，在持續加速度的模擬中，巧妙地將平台傾斜，利用地心引力的分量欺騙人體前庭神經，產生持續加速或過彎的錯覺；最後再以低於人體感知閾值的極慢速度偷偷將平台歸位（Washout）。這種強大的演算法讓有限的機械行程，在測試人員與感測器眼中，化為無限的運動空間。

SANLAB 的重型六軸動感平台已廣泛部署於全球頂尖的軍工廠、航太機構與國家級研究單位。其多樣化的自由度與極高的負載極限，使其在以下四大核心應用中展現出無可取代的價值：

砲塔與遙控武器站測試

在現代陸戰中，主力戰車或裝甲車在高速越野移動時，必須依賴火砲雙軸穩定系統來確保命中率，SANLAB 的 SM8000 與 SM14000 平台能夠直接將實體砲塔或遙控武器站（RCWS）安裝於上平台，透過輸入實車在靶場採集的真實地形震動數據（Field Data Signal Replication），平台能在實驗室內精確重現車輛在崎嶇路面高速行駛時的劇烈顛簸與傾斜，工程師可藉此反覆測試與調校伺服馬達的響應速度與穩定演算法，大幅縮短研發週期並節省龐大的實彈測試成本。

艦載雷達、天線與光電系統穩定

安裝於軍艦上的相位陣列雷達、衛星通訊天線或光電追蹤系統，必須在惡劣的海象中保持絕對的穩定指向，SANLAB 平台具備超長行程的設計（如 SM3000 行程高達 600mm，SM8000 更達 1020mm），能夠完美模擬四級至六級海象下船艦緩慢但幅度極大的起伏（Heave）、橫搖（Roll）與縱搖（Pitch），結合其優異的防護設計，研發單位甚至可以在模擬造浪池或雨淋環境中同步進行測試，確保設備在極端海況下的追蹤精度。

戰術車輛駕駛模擬與人員訓練（Tactical Vehicle & Flight Simulators）

國防單位在培訓新型裝甲車駕駛或直升機飛行員時，安全與成本是首要考量，透過將全尺寸的駕駛艙副本安裝於 SM1500 或 SM3000 平台上，並搭配 SANLAB 的 UDP 通訊與虛擬實境（VR）視覺系統，學員可以體驗到最真實的加速、煞車、過彎離心力甚至是車輛翻覆時的極限動態，其高強度的鋼構設計，即使面對大量學員日復一日的粗暴操作，依然能保持零故障的高妥善率。

無人載具（UAV）與感測器開發

針對無人機起降系統測試、空中攝影雲台防手震測試，或是紅外線感測器（IR Sensor）在劇烈氣流下的影像穩定度驗證，中小型平台如 SM100、SM500 提供了完美的解決方案。這些平台能提供高頻率的微小震動還原，精準模擬無人機旋翼產生的共振或是高空亂流干擾，確保整合感測與通訊（ISAC）系統在真實飛行中的數據連續性與可靠度。

除了標準化硬體，SANLAB 最具優勢在於其「軟硬體高度客製化工程」，工程團隊將協助您計算待測物的重心動態變化（CoG Shift）、慣性力矩（Moment of Inertia），並可依據測試實驗室的空間限制，調整致動器的幾何安裝角度與上平台尺寸，同時透過專屬的 SMotion API 與 GUI 控制台，為您的客製化模擬情境（如特殊震動頻率過濾、外部訊號縮放比例）進行底層控制碼的深度調校。