Creazione di un attuatore rapido, uniforme e lineare

La maggior parte degli attuatori lineari che ho visto sono non uniformi e / o lenti. Coloro che usano una camma o un meccanismo simile ad un albero a gomito (e quasi tutto ciò che è idraulico / pneumatico) non possono essere spostati a velocità costante senza alcuna programmazione. Quelli che usano un meccanismo a vite sono uniformi, ma lenti.

A parte una cremagliera e un pignone / una corda avvolti attorno a un bastone, quali altri attuatori lineari veloci e uniformi esistono? Per uniforme, intendo che la velocità è uniforme (O la distanza spostata dipende linearmente dall'angolo ruotato dal motore)

actuator

— Manishearth
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Solenoide? Se avessi un attuatore pneumatico / idraulico / a solenoide su cui inserisco una molla (l'attivazione comprime la molla, la disattivazione consente alla molla di rilassarsi) e progettare la molla per cambiare diametro al variare della lunghezza, questo non raggiungerebbe il tuo obiettivo? Consentirebbe cambi rapidi e avere il diametro di variazione della molla in relazione alla lunghezza dovrebbe linearizzare la variazione di forza (eliminando il problema di resistenza più breve / maggiore).

— Everett,

@Everett: Hmm, interessante, anche se progettare una primavera del genere potrebbe non essere così facile ..

— Manishearth,

Potresti definire cosa intendi per veloce? Qual è l'applicazione? Ho visto attuatori lineari veloci basati su avvitatori.

— Jakob,

@Jakob: Beh, con una trasmissione a vite, in genere sono necessari motori ad alto numero di giri per ottenere una velocità decente, a differenza di una cremagliera e un pignone. Fondamentalmente, dovrebbe essere veloce come un pignone e cremagliera utilizzando lo stesso motore. Non ho ancora visto un attuatore lineare a vite così veloce, ma hai ragione, esistono :). Mio cattivo ...

— Manishearth,

Risposte:

Sarebbe più facile dare una risposta se sapessimo per cosa vuoi usarlo. Ciò darebbe un'idea delle vostre esigenze in termini di velocità, costi e requisiti di spazio.

Come ha sottolineato Rocketmagnet, è possibile utilizzare una trasmissione a cinghia o una vite a passo lungo. E hai già menzionato un sistema a pignone e cremagliera. Questi sono tutti coinvolti in un motore convenzionale (DC) insieme a un sistema meccanico per convertire il movimento angolare in movimento lineare:

trasmissione a cinghia
vite
pignone e cremagliera
attuatore a catena rigida (anche questo è bello, può essere ripiegato in un piccolo spazio)

Altri metodi includono:

Motore lineare - È piuttosto interessante, coinvolge una linea di poli magnetici, che accelera il rotore in una direzione lineare. Questi possono essere molto veloci e precisi! Questo può anche essere controllato in anello aperto (come un motore passo-passo).

Sopra è una sezione trasversale di un motore lineare
Cilindro pneumatico: la velocità può essere controllata mediante una valvola di controllo, gli attuatori pneumatici sono anche abbastanza popolari per le applicazioni di robotica a causa della sua conformità.
Cilindro idraulico

Wikipedia ha un articolo sugli attuatori lineari e anche una tabella di confronto con vantaggi e svantaggi!

— ronalchn
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Volevo principalmente usarlo per una retrazione rapida e accurata di un braccio. Il motore lineare è piuttosto interessante, lo esaminerò. Grazie!

— Manishearth,

Non tutti i motori lineari possono essere utilizzati ad anello aperto. In effetti, penso che il tipo che hai mostrato qui richiede non solo un controllo ad anello chiuso per la posizione, ma anche un driver del motore simile a un motore BLDC.

— Rocketmagnet,

Un motore BLDC può essere controllato in anello aperto come un motore passo-passo, se lo si desidera. Richiede solo che tu conosca la sua posizione iniziale e che lasci ciascuna fase abbastanza a lungo da essere sicura di aver raggiunto il passo successivo. Se non si conosce la posizione iniziale, è possibile scorrere una volta tutti gli stati di fase.

— ronalchn,

Non so se questo si qualifichi come cremagliera o pignone o avvolto con una corda attorno a un bastone, ma un semplice attuatore a cinghia è molto veloce e fluido. Ne sto usando uno per una macchina pick and place SMD dove ho bisogno di un'ottima velocità e fluidità di movimento.

Attuatore di trasmissione a cinghia

Gli attuatori lineari basati su viti non devono essere affatto lenti, dipende solo dal passo della vite che si utilizza. Usa una vite a passo lungo e ottieni molta più corsa per giro del motore.

Vite a ricircolo di sfere a passo lungo

— Rocketmagnet
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