Stworzenie szybkiego, jednolitego siłownika liniowego

13

Większość siłowników liniowych, które widziałem, są nierównomierne i / lub wolne. Osoby używające mechanizmu krzywkowego lub wału korbowego (i prawie wszystkiego hydraulicznego / pneumatycznego) nie mogą być poruszane ze stałą prędkością bez pewnego programowania. Osoby korzystające z mechanizmu śrubowego są jednolite, ale powolne.

Jakie inne szybkie, jednolite siłowniki liniowe oprócz zębatki i koła zębatego / liny owiniętych wokół drążka? Przez uniform rozumiem, że prędkość jest równomierna (Lub odległość jest liniowo zależna od kąta obróconego przez silnik)

Manishearth
źródło
Elektrozawór? Jeśli mam pneumatyczny / hydrauliczny / elektromagnetyczny siłownik, na który założyłem sprężynę (aktywacja ściska sprężynę, dezaktywacja pozwala sprężynie się zrelaksować) i zaprojektować sprężynę tak, aby zmieniała średnicę wraz ze zmianą długości, czy nie osiągnęłoby to celu? Umożliwiłoby to szybkie zmiany, a posiadanie średnicy zmiany sprężyny w stosunku do długości powinno zlinearyzować zmianę siły (eliminując problem krótszej / większej rezystancji).
Everett,
@Everett: Hmm, ciekawe, choć zaprojektowanie takiej sprężyny może nie być takie łatwe ..
Manishearth,
Czy potrafisz szybko zdefiniować, co masz na myśli? Jaka jest aplikacja? Widziałem szybkie siłowniki liniowe oparte na napędach śrubowych.
Jakob
@Jakob: Cóż, z napędem śrubowym, do uzyskania przyzwoitej prędkości wymagane są silniki o dużej prędkości obrotowej - w przeciwieństwie do zębatki i zębnika. Zasadniczo powinien być tak szybki jak zębatka i zębnik z tym samym silnikiem. Nie widziałem jeszcze tak szybko liniowego siłownika liniowego, ale masz rację, istnieją :). Mój zły ...
Manishearth,

Odpowiedzi:

10

Łatwiej byłoby udzielić odpowiedzi, gdybyśmy wiedzieli, do czego chcesz tego użyć. To dałoby wyobrażenie o twoich wymaganiach pod względem prędkości, kosztów i wymagań dotyczących przestrzeni.

Jak wskazał Rocketmagnet, możesz użyć napędu pasowego lub śruby o dużym skoku. Wspomniałeś już o systemie zębatkowym. Wszystkie dotyczą konwencjonalnego silnika (DC) wraz z układem mechanicznym przekształcającym ruch kątowy w ruch liniowy:

  • napęd pasowy
  • wkręt
  • zębatka i zębnik
  • siłownik ze sztywnym łańcuchem (jest również fajny, można go złożyć na niewielkiej przestrzeni)

    wprowadź opis zdjęcia tutaj

Inne metody obejmują:

  • Silnik liniowy - jest całkiem fajny, obejmuje linię biegunów magnetycznych, które przyspieszają wirnik w kierunku liniowym. Mogą być bardzo szybkie i precyzyjne! Można to również kontrolować w otwartej pętli (jak silnik krokowy).

    wprowadź opis zdjęcia tutaj

    Powyżej znajduje się przekrój silnika liniowego

  • Cylinder pneumatyczny - prędkość można kontrolować za pomocą zaworu sterującego, siłowniki pneumatyczne są również dość popularne w zastosowaniach robotyki ze względu na ich zgodność.
  • Cylinder hydrauliczny

Wikipedia ma artykuł na temat siłowników liniowych , a także tabelę porównawczą z zaletami i wadami!

ronalchn
źródło
Chciałem go głównie użyć do szybkiego i dokładnego wycofania ręki. Silnik liniowy jest dość interesujący, przyjrzę się temu. Dzięki!
Manishearth,
Nie wszystkie silniki liniowe mogą być używane w otwartej pętli. W rzeczywistości uważam, że pokazany tutaj typ wymaga nie tylko kontroli położenia w zamkniętej pętli, ale także sterownika silnika podobnego do silnika BLDC.
Rocketmagnet
Silnik BLDC może być sterowany w otwartej pętli, jak silnik krokowy, jeśli chcesz. Wymaga jedynie znajomości jego początkowej pozycji i pozostawienia każdej fazy wystarczająco długo, aby mieć pewność, że osiągnęła kolejny krok. Jeśli nie znasz początkowej pozycji, możesz przełączyć wszystkie stany faz raz.
ronalchn
7

Nie wiem, czy to kwalifikuje się jako zębatka, czy lina owinięta wokół drążka, ale prosty siłownik z napędem pasowym jest bardzo szybki i gładki. Używam jednego do maszyny Pick and Place SMD, w której potrzebuję bardzo dobrej prędkości i płynności ruchu.

Napęd z napędem pasowym

Siłowniki liniowe oparte na śrubach wcale nie muszą być wolne, zależy to tylko od skoku zastosowanej śruby. Użyj śruby o dużym skoku, a uzyskasz o wiele większy skok na obrót silnika.

Śruba kulowa o długim skoku

Rocketmagnet
źródło