创建快速,均匀,线性的执行器


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我见过的大多数线性执行器是不均匀和/或缓慢的。那些使用凸轮或类似曲轴的机构(以及几乎所有液压/气动机构)的机器人,如果不进行一些编程就不能以恒定的速度运动。那些使用类似螺丝的机制是均匀的,但速度较慢。

除了缠绕在棍棒上的齿条和小齿轮/绳索外,还有哪些其他快速,均匀的线性致动器?均匀是指速度是均匀的(或者移动的距离与电动机旋转的角度线性相关)


电磁阀?如果我有一个放在弹簧上的气动/液压/电磁执行器(激活会压缩弹簧,去激活会使弹簧放松),并设计弹簧以随着长度的变化而改变直径,这是否能达到您的目的?它将允许快速更换,并且使弹簧更换直径与长度有关,可以使力的变化线性化(消除了较短/更大的阻力问题)。
Everett

@Everett:嗯,有趣的,虽然这样的设计弹簧可能不那么容易..
Manishearth

您能快速定义您的意思吗?有什么用途?我见过基于螺杆驱动的快速线性执行器。
雅各布2012年

@Jakob:好吧,对于螺旋驱动器,通常需要高转速的电动机才能获得不错的速度,这与齿条和小齿轮不同。基本上,它应该与使用同一电动机的齿轮齿条一样快。我还没有看到基于螺丝的线性执行器这么快,但是你说的对,它们存在:)。我的糟糕...
Manishearth 2012年

Answers:


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如果我们知道您要使用它的目的,那么给出答案会更容易。这样可以从速度,成本和空间要求方面了解您的要求。

正如Rocketmagnet指出的那样,您可以使用皮带驱动器或长螺距螺钉。您已经提到了齿轮齿条系统。这些都涉及到常规(DC)电动机以及将角运动转换为线性运动的机械系统:

  • 皮带传动
  • 齿轮齿条
  • 刚性链条执行器(这也很酷,可以折叠成一个很小的空间)

    在此处输入图片说明

其他方法包括:

  • 线性电动机 -这非常酷,它包含一系列磁极,这些磁极沿线性方向加速转子这些可以非常快速和精确!这也可以在开环中控制(例如步进电机)。

    在此处输入图片说明

    上面是直线电机的横截面

  • 气压缸-速度可以使用控制阀进行控制,气动执行器因其合规性而在机器人应用中也很受欢迎。
  • 液压缸

维基百科上有一篇关于线性执行器的文章,也有一个比较表,有优缺点!


我主要想用它来快速,准确地收回手臂。线性电动机非常有趣,我将对此进行研究。谢谢!
Manishearth 2012年

并非所有的线性电动机都可以开环使用。实际上,我认为您在此处显示的类型不仅需要位置的闭环控制,而且还需要类似于BLDC电机的电机驱动器。
Rocketmagnet 2012年

如果需要,可以像步进电机一样以开环方式控制BLDC电机。它只要求您知道它的初始位置,并且每个阶段都留有足够长的时间,以确保它已到达下一步。如果您不知道初始位置,则可以在所有相位状态中循环一次。
ronalchn 2012年

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我不知道这是否适合用作齿条和小齿轮,或用绳索缠绕在棍棒上,但是简单的皮带驱动执行器非常快速且平稳。我在SMD贴装机上使用的是一个,我需要非常好的速度和运动的平稳性。

皮带驱动执行器

基于螺钉的线性执行器根本不需要太慢,它仅取决于所用螺钉的螺距。使用长螺距螺钉,电动机每转一圈将获得更多的行程。

长螺距滚珠丝杠

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