アクチュエーターへの包括的なガイド：彼らは何ですか、アクチュエーターの種類とそれらがどのように機能するか
多くの場合、デバイスまたはシステムの重要な要素はショーストッパーではありません。それらは、デザインやケースの外向きの美しさではありません。それらはしばしば賞賛される機能ではありません。ほとんどの場合、デバイスの重要な要素は、より審美的に心地よいシェルの後ろに隠されています。
アクチュエーターは、この隠れたシステムの完璧な例です。なぜなら、それらは幅広いシステムに必要な作品であり、信じられないほどのアクションをめったにクレジットすることはめったにないからです。したがって、この記事では、アクチュエーターが何であるか、アクチュエーターの仕組み、アクチュエーターの種類、プロジェクトに適したアクチュエーターを選択する方法について説明します。
マシンの アクチュエータ バルブを開くためのメカニズムまたはシステムの移動と制御を担当しています。簡単に言えば、それは「ムーバー」です。
アクチュエーターには、制御メカニズムとエネルギー供給の両方が必要です。通常、制御デバイスはバルブです。バルブには、アクティブになるには低エネルギー信号が必要です。電圧、空気圧または油圧液の圧力、または人間の力でさえ活性化できます。電流、油圧、または空気圧の圧力も、エネルギー供給の可能性です。
彼らは、ピストン、モーター、または別のデバイスを使用して、電気ソースまたは流体源から電力を変換することにより作業します。最も基本的な形式では、アクチュエーターはバルブを開閉します。一方、位置調整または制御バルブは、ポジショニング信号を解釈して、中間位置に正確に移動します。制御システムは、ソフトウェアによって機械的に、または電気的に電力を供給して、手動または自動的に操作できます。
アクチュエータにより、任意のマシンの動きを生成できます。基本的に、アクチュエーターはエネルギーをトルクに変換し、そのトルクを使用してメカニズムまたはシステムを動かしたり調節したりするモーターとして機能します。彼らは動きを引き起こし、停止することができます。
アクチュエータはどのように機能しますか？
アクチュエータは、人体の筋肉が足、腕、指、その他の身体部分を動かすことを可能にするように、動きを可能にする機械装置の部分です。入ってくるエネルギーと信号を機械的な力に変換することにより、動きを可能にします。発信運動は回転または線形のいずれかである可能性がありますが、中心力は電気、空気圧（空気）、または油圧（水）になります。したがって、アクチュエーターは、私たちのドアのアクセス制御システムから、近くの倉庫ロボットから重い持ち上げを実行するまで、私たちの周りにいます。携帯電話のサイレントバージョンでさえ、振動を生成するアクチュエーターが含まれます。
前述のように、アクチュエータは、エネルギーを動きに変換するのに役立つと同時に、その動きとエネルギーの制御を支援する可能性があります。
エネルギーの種類、入力量、および動き速度は、アクチュエータシステムの変数です。アクチュエーターが使用する同一のコンポーネントは、アクチュエーターの種類と機能に応じて、さまざまな視覚的な外観を持っています。
アクチュエータのコンポーネント
アクチュエータが必要です いくつかの基本コンポーネント。これらのコンポーネントには次のものが含まれます。
- 電源： 前述のように、電源は電気、空気またはガス、水、またはあらゆるエネルギー源である可能性がありますが、これらはアクチュエーターが最も頻繁に使用するものです。
- パワーコンバーター： 電源からパワーコンバーターを介してアクチュエーターに電源を透過します。この操作は、コントローラーまたはその設計で指定された測定またはユニットに従います。
- アクチュエーター： 物理メカニカルデバイスであるアクチュエーターは、変換を実行します。使用している入力/出力と目的の結果に応じて、異なるように見える場合があります。
- 機械的負荷： 機械的負荷は、アクチュエーターがシステムに作成するエネルギーに反対するストレスまたは力です。結果として、システムがより多くの電力を生成します。
- コントローラ： コントローラはアクチュエータを開き、出力を管理する装置で、その力、寿命、方向を指導します。システムの独立した動作を防止するほか、オペレータが制御できる変換の両端で制限することもできます。
アクチュエータのタイプとその使用方法
7つの基本 アクチュエータタイプ これらはすべて独特の目的を持っている。
でんきせんけい
電動リニアアクチュエータ 一般的に自動化アプリケーションでは、機械部品やツールが制御された線形運動を必要とする場合に使用されます。線形位置決めが必要な場合は、さまざまな分野で使用されます。
でんどうかいてん
電気的 ロータリアクチュエータ 自動化アプリケーションでは、ゲート、バルブ、その他の類似部品が特定の回転位置に移動するように制御できる場合に使用されます。また、これらは位置決めを必要とするさまざまな分野で使用されます。
りゅうたいりょくせんけい
物体が特定の位置に慎重に移動する必要がある場合、 流体動力リニアアクチュエータ 通常は自動化アプリケーションで使用されます。線形位置決めが必要な場合は、さまざまな分野で使用されます。ダンパの開閉、クランプ、溶接などは典型的な用途である。
流体動力回転
物体が制御された方法で特定の位置に回転する必要がある場合、 流体動力回転アクチュエータ を使用します。流体動力の最も一般的な用途 ロータリアクチュエータ 自動化アプリケーションです。空気または他のガスおよび油圧流体は、アクチュエータに動力を提供するいくつかの異なる媒体である。
リニアチェーンアクチュエータ
これ リニアチェーンアクチュエータ 一般に、運動制御アプリケーションにおいて直線的な押し込みまたは引き寄せ動作が提供される。チェーンが直線の場合、隣接する接続がロックされて剛性コンポーネントが作成されます。特定のアプリケーションで使用可能な領域に応じて、さまざまなサイズとチェーンデザイン、チェーンストレージの選択があります。
手動線形
操作ツールやワークピースなど、正確に位置決めされたビジネス用途のほとんどは、手動 リニアアクチュエータ。 無動力手動アクチュエータは、ハンドルやつまみを回転させることで開閉します。ガイドスクリュー、ラック、ピニオンギア、ベルト伝動などの追加の荷重と駆動力能力を持つさまざまな種類があります。
手動回転
バルブ操作は手動回転アクチュエータの主な用途である。これらは、手動バルブ操作器やアクチュエータと呼ばれることがあります。ボールバルブ、バタフライバルブ、逆止弁、遮断弁にはいくつかの異なるタイプがあります。その他の用途には、回転を制御し拘束する必要がある用途が含まれます。
アプリケーションに適したアクチュエータを選択する8つのステップ
もちろん、さまざまなアクチュエータが複数の業界で使用されており、誰もがニーズに適しているわけではありません。ここには、最適な製品を選ぶための簡単なガイドがあります。
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必要な移動タイプの決定
関数に決定的な線形運動が必要かどうか、または関数に応じて最終関数に追加の動力が必要かどうかを確認できます。しかし、あなたはこの運動がどれだけ遠くに行くことを望んでいるか考えてみるかもしれません。
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エネルギー入力の考慮事項
電動アクチュエータは広く使用されており、より包括的なタスクを実行することができます。しかしながら、所望の電流が必ずしも実行可能ではない場合には、油圧アクチュエータおよび空気圧アクチュエータを使用して、高圧入力の要件を除去することができる。
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正確
「一般」ルールに基づいて、より小さく、より詳細で、より詳細な作業（選択と処理を含む）には、より正確な作業が必要です。対照的に、重労働はそれなしで過ごすかもしれません。この要素はあなたが選択したアクチュエータに重大な影響を与えます。
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どんな力が一番いいのか
アクチュエーターの主な目標は、何でも動かすことです。ただし、必要な力の量は、アイテムがどれだけ重いまたは特大であるかによって異なります。十分な負荷容量を持つものを選択するときに、アクチュエータが移動する必要があるもののサイズを考慮してください。
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移動のためのスペースはどれくらいありますか？
すべてのアクチュエーターには、目的の使用に合わせて選択するときに考慮する必要があるストローク長があります。
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どんな速度をお探しですか？
アクチュエータの速度は重要な要因です。なぜなら、より多くの力を必要とするアクチュエーターは、力が少ないものよりも遅くなることが多いためです。
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運用環境とは何ですか？
産業用アプリケーションと、インテリアラボとワークショップのより構造化された設定の両方が、アクチュエーターを定期的に利用しています。
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どのように取り付けられますか？
アクチュエーターにはいくつかの取り付けオプションがあります。たとえば、デュアルピボット取り付けメカニズムにより、アイテムは拡張および撤回中に回転または回転します。アクチュエータは、固定マウントメカニズムにより、より安全に位置に保持されます。
アクチュエータをマウントする方法
アクチュエータを取り付ける2つの主要な方法があります。デュアルピボット取り付けと静止マウント：
デュアルピボットマウント
アクチュエーターは、アクチュエータの両端にある各ブラケットに取り付けられたマウントピンまたはクレビスを使用して、ピボットプラットフォームに取り付けられています。クロスピンが両方をスライドさせてアクチュエータとブラケットを接続するため、これらは取り付けブラケットです。アクチュエーターは各ピンの周りを回転させ、動いているものとともにシフトし、より動的な機能を可能にします。
固定マウント
アクチュエータは、固定された設置を備えた固定場所からプッシュまたはプルの動きを生成する場合があり、アクチュエーターをシャフト取り付けブラケットに固定することを伴います。たとえば、これはボタンがインストールされる方法です。
アクチュエーターの実際のアプリケーション
アクチュエーターは、十分な力を提供できる場合、特定のアプリケーションに最適です。適切な負荷速度特性を持ち、動作範囲内で高効率で動作し、信頼性の高い設計を持っています。
産業用オートメーションとロボット工学は、アクチュエーターなしで何かをすることを想像することは不可能な2つの業界です。これらのコンポーネントにより、生産機が動き回ってアイテムを拾うことができます。アクチュエーターは、さまざまな動きを可能にするために、農業および大規模の建設機で頻繁に採用されています。ソーラーパネルは、アクチュエーターがどのように使用されるかの見事な例です。アクチュエーターを備えたソーラーパネルは、太陽が昇り、最も太陽エネルギーをキャプチャするために1日を通して角度を継続的に調整します。
アクチュエーターは、家具からロボット掃除機まで、あらゆる方向に移動する必要があるほぼすべてのスマートホームアプライアンスの一般的なコンポーネントです。多くのおもちゃには、いくつかの小さなアクチュエーターが統合されています。可能性は無限です。
結論
ほぼすべての現代の家庭および産業装置はアクチュエーターを使用しています。ただし、この分野の開発は、人工知能（AI）、ブロックチェーン、モノのインターネット（IoT）、3D印刷などなどの最先端のテクノロジーと比較して、最小限のメディアの注目を集めています。
パフォーマンス特性が改善された新しいアクチュエーターは、今後数年間に概念化され、現在調査されているアクチュエーターは市場に参入します。
