アクチュエータとは何ですか?

アクチュエータ

アクチュエータは、エネルギー(主に電気、空気、または油圧)を機械的動力に変換することによってモビリティを実現するのに役立つ機械またはデバイスの一部です。言い換えれば、それは動きを可能にするほとんどすべての機械の部分です。

アクチュエータ分解図

それはあなたの体の操作と比較されるかもしれません。脚や腕の動きを動かす体内の筋肉のように、アクチュエータはシステム内で動作して機械的な動作を実行します。

アクチュエータは、簡単なデジタル制御システムから携帯電話のバイブレータまで、私たちの周りのほぼすべてのマシンに存在します。それらは、家電製品、車両、産業機器、ロボット、その他無数の物に見られます。

アクチュエーターマシン     アクチュエータ

リニアアクチュエータとは何ですか?

A リニアアクチュエータ は、回転運動を直線運動に変換するツールです-真っ直ぐ上下の動き。アクチュエータの機能に応じて、このムーブメントは、電気、油圧、または空気圧のエネルギーで駆動できます。たとえば、電気および圧電アクチュエータは、DCまたはACモーターによって供給される電圧または電流の入力で動作します。油圧アクチュエータは非圧縮性の液体を使用し、空気圧アクチュエータは空気を使用します。出力信号は機械的エネルギーです。

機械学習や人工知能とは異なり、リニアアクチュエータはあまり話題になりません。しかし、今日の私たちの世界で彼らが果たす役割は、おそらくこれまでに発明されたどのデバイスよりも重要です。

たとえば、産業用メカトロニクスシステムでは、アクチュエータは、電気入力信号が供給されたときにロボットアームなどのデバイスが移動できるようにする責任を完全に負っています。あなたの自動車は、エンジン制御システムのアクチュエーターを使用してエアフラップを調整し、電気、アイドル速度、およびガス管理を最適化して完全に燃焼させます。アクチュエータは「発動機」です。

リニアアクチュエータのしくみ

油圧リニアアクチュエータ

油圧リニアアクチュエータは、油圧作動油で中空管内のピストンに不均衡な圧力を加えることで直線運動を生み出し、その結果、外部のものを操作するのに十分な強力なトルクが発生します。

油圧リニアアクチュエータの主な利点は、それが生み出すことができる大量のトルクです。これは、流体がほとんど非圧縮性であるためです。単動油圧アクチュエータには、一方向にしか動かないピストンがあり、後進にはバネが必要です。複動式油圧アクチュエータは、両端の圧力を使用して、両側からの相対的な動きを軽減します。それらは主に非常に重い負荷を伝達するために使用され、大きな建設機械が油圧で頻繁に作動するのとまったく同じスタイルです。

空気圧リニアアクチュエータ

空気圧リニアアクチュエータは、最もシンプルで費用効果の高いアクチュエータです。圧縮空気を使用して、ピストンを伸ばしたり伸ばしたりすることで動きを作り出します。ピストンの収縮は、スプリングを使用するか、反対側の端に流体を供給することによって行われます。

空気圧リニアアクチュエータは、比較的コンパクトな設置面積で高トルクと高速度を実現するのに理想的です。迅速なポイントツーポイントの動きが彼らの強みであり、ハードストップによって簡単に台無しになることはありません。この頑丈な性質により、防爆性や高温などの困難な条件に対する耐性が必要なデバイスで人気があります。

圧電アクチュエータ

ピエゾは、セラミックなどの固体材料のセットで、電荷に反応して拡大または縮小し、機械的な圧力が加えられるとエネルギーを生成します。圧電アクチュエータは、電気標識によってこの動きを最大限に活用して、短い高速で高速な応答のストロークを作成します。

圧電アクチュエータが生成する運動は、多くの場合、電界と平行です。それにもかかわらず、場合によっては、ユニットが横方向の圧電効果で動作するように設定されている場合、運動は電界に直交します。ピエゾアクチュエータの欠点は、通常、実際の長さの約5%しか移動しないため、一度に数ミクロンしか移動しないことです。したがって、100mmのピエゾはストロークで約1mmしか動きませんが、これは非常に小さいものです。

電動リニアアクチュエータ

その名前が示すように、電動リニアアクチュエータは電気エネルギーを使用して直線運動を可能にします。それらは電気信号に従ってピストンを前後に動かすことによって作動し、主に引っ張る、押す、ブロックする、持ち上げる、排出する、クランプする、または下降するなどの動きに使用されます。

リニアアクチュエータは、その衝撃を遅くするギアボックスとともに高速回転運動を生成するモーターと連動します。その結果、これによりトルクが上昇し、それが親ねじに変わり、回転シャフトまたはドライブナットの直線運動を引き起こします。リンクの極性をエンジンからバッテリーにシフトすると、エンジンが反対方向に回転する可能性があります。

 

電動リニアアクチュエータは、シャフトの長さを増減することで実現される個別のストロークで利用できます。さまざまなギアを使用すると、さまざまなレートを実現することもできます。概して、スクリューの速度が大きいほど、ドライブは少なくなります。上部と下部の仕上げのプライマリアクチュエータシャフトのスイッチは、ストロークまたは動きの終わりに達するとねじれを停止します。回転が終わりに達すると、スイッチはエンジンへの電力を遮断します。

    リニアアクチュエータの容量

    パフォーマンスメトリックは、特定のアイテムの品質を評価できるようにする測定可能な出力です。アクチュエータは、多くのパフォーマンスメトリクスの下で考慮されます。最も一般的なものは、トルク、速度、および耐久性です。最近、エネルギー効率は重要であると見なすことができます。考慮できる他の側面には、数量、質量、作業要件などが含まれます。

    トルクまたは力

    トルクは、アクチュエータの操作で考慮する必要がある最も重要な要素の1つです。考慮すべき2つのトルクメトリックがあります。静的負荷と動的負荷です。静的負荷トルクまたは力は、アクチュエータが静止しているときのアクチュエータの能力を示します。動的負荷は、移動中のこのデバイスのトルク能力を表します。

    速度

    アクチュエータの速度は、想定される負荷の重量によって異なります。通常、力が大きいほど、速度は遅くなります。したがって、アクチュエータに負荷がかかっていない場合は、レートメトリックを確認する必要があります。

    アクチュエータの耐久性

    アクチュエータの種類と会社の設計により、アクチュエータの頑丈さが決まります。油圧アクチュエータは電気アクチュエータに比べて耐久性と耐久性が高いと考えられていますが、使用される材料の品質に関する詳細な仕様はおそらくメーカー次第です。

    アクチュエータのエネルギー性能

    省エネへの懸念が高まり、その運用コストへの即時の影響により、エネルギー効率はあらゆる種類の機械で成長している指標です。必要最小限のエネルギーを使用するアクチュエータは、エネルギー性能で最も高く評価されます。

    リニアアクチュエータは、モーターの回転運動を直線または直線のプッシュ/プル運動に変換します。リニアアクチュエータは、数ポンドの力を傾けたり、持ち上げたり、引いたり、押したりする必要があるあらゆる種類のアプリケーションに最適です。

    正確な精度とスムーズな動きの制御を備えた、快適で安全でクリーンな動きが必要な場合は、通常、電動リニアアクチュエータが推奨されるソリューションです。次のプロジェクトで電動リニアアクチュエータを使用することに興味がある場合は、FirgelliAutomationsが必要なものを提供します。

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