Mūsdienu mobilajās iekārtās un automatizētajās platformās stūre kā galvenais izpildmehānisms, kas integrē braukšanas un virziena kontroles funkcijas, nosaka platformas manevrēšanas spēju un darbības efektivitāti ierobežotās telpās vai sarežģītos ceļos. Pateicoties mehāniskās struktūras un elektroniskās vadības sistēmas sinerģijai, stūre ļauj ritenim gan virzīt transportlīdzekli, gan mainīt tā orientāciju, lai pielāgotu braukšanas virzienu, tādējādi nodrošinot mobilajam aprīkojumam augstu elastības un vadāmības pakāpi.
No pamata konstrukcijas viedokļa stūre galvenokārt sastāv no rumbas piedziņas bloka, stūres izpildmehānisma, pozīcijas noteikšanas ierīces un stiprinājuma balstiem. Rumbas piedziņas blokā parasti ietilpst motors, reduktors un riteņa loks. Motora izvadīto griezes momentu pastiprina reduktors un pārsūta uz riteņa loku, liekot stūrei ripot gar zemi, nodrošinot visu transportlīdzekli uz priekšu, atpakaļ vai bremzēšanas jaudu. Stūres izpildmehānisms sastāv no stūres motora un transmisijas sastāvdaļām (piemēram, zobrati, klaņi vai tiešās piedziņas moduļi), kas virza visu riteni, lai tas grieztos ap vertikālo asi vai noteiktu asi, tādējādi mainot riteņa orientāciju un panākot virziena regulēšanu. Pozīcijas noteikšanas ierīces (piemēram, kodētāji, rotējošie transformatori vai leņķa sensori) reāllaikā uzrauga pagrieziena leņķi un braukšanas ātrumu un padod signālus atpakaļ vadības sistēmai, veidojot slēgtu -cilpas vadības ķēdi.
Darbības laikā vadības sistēma ģenerē braukšanas ātruma komandas un stūres leņķa komandas, pamatojoties uz augšējā-līmeņa instrukcijām vai ceļa plānošanas algoritmiem. Piedziņas ātruma komanda iedarbojas uz rumbas piedziņas motoru, regulējot tā ātrumu un griezes momentu, lai sasniegtu dažādus braukšanas ātrumus un vilces spēkus; stūres leņķa komanda iedarbojas uz stūres motoru, liekot riteņiem, izmantojot transmisijas mehānismu, pagriezties mērķa leņķī. Pozīcijas noteikšanas ierīce nepārtraukti apkopo faktiskās leņķa un ātruma vērtības un salīdzina tās ar komandu vērtībām. Vadības algoritms dinamiski koriģē izvadi, lai novērstu novirzes un nodrošinātu, ka stūres saglabā augstu precizitāti un stabilitāti braukšanas un stūrēšanas laikā.
Stūres ratu priekšrocība ir to spēja sasniegt sarežģītus kooperatīvos kustības režīmus, ja ir izvietoti vairāki riteņi. Piemēram, daudzvirzienu mobilajā platformā vairāki stūres rati var neatkarīgi pielāgot stūres leņķi un braukšanas ātrumu pēc nepieciešamības, ļaujot transportlīdzeklim sasniegt nulles -rādiusu, kustību pa diagonāli, pārvietošanos uz sāniem un patvaļīgu izliektu ceļu izsekošanu. Šī iespēja izriet no katra stūres rata neatkarīgas mehāniskās vadāmības un vadības sistēmā ieviestā sinhronizētā koordinācijas algoritma, kas nodrošina precīzu transportlīdzekļa kinemātiskā modeļa izpildi un apmierina augstas-precizitātes pozicionēšanas un elastīgas šķēršļu apiešanas prasības.
Slēgtās -cilpas vadības sistēmā stūres var ne tikai izpildīt statiskus virziena iestatījumus, bet arī dinamiski pielāgot ceļu, pamatojoties uz ārējās vides uztveri (piemēram, datiem no lidara, redzes sensoriem vai inerciālajām mērvienībām). Piemēram, kad priekšā tiek konstatēts šķērslis vai tiek novērotas zemes berzes koeficienta izmaiņas, vadības sistēma var koriģēt stūres leņķi un piedziņas jaudu reāllaikā, lai saglabātu iepriekš noteiktu trajektoriju un novērstu slīdēšanu vai novirzes.
Kopumā stūres rati darbojas, nodrošinot piedziņas jaudu, izmantojot piedziņas bloku, mainot riteņa orientāciju, izmantojot stūres pievadu, un pēc tam veidojot slēgtas -cilpas vadības sistēmu, izmantojot uztveršanu un atgriezenisko saiti, lai panāktu integrētu un precīzu ātruma{1}}virziena regulēšanu. Tā augstā mehāniskās un elektroniskās integrācijas pakāpe ļauj mobilajai platformai būt gan elastīgai, gan stabilai sarežģītos darbības apstākļos, padarot to par neaizstājamu galveno izpildes komponentu mūsdienu viedajās mobilajās sistēmās.
