
确定线性执行器尺寸时需要了解的内容
本文将帮助您选择适合您的应用的线性执行器,并将涵盖一些可用于确定适合您的执行器的关键标准。如果您觉得需要首先了解有关线性执行器的更多信息,请查看我们的 执行器 101 博客 或我们的 线性执行器如何工作。
线性执行器的类型
主要有四种类型 线性执行器:液压、电动、气动和机械。每一种都有各自的缺点和优点,但一般来说,电动线性执行器可以为您提供简单实施、精度和力量的最佳平衡。由于液压、气动和机械执行器的设置更为复杂,因此在确定这些类型执行器的尺寸时可能需要考虑其他因素。如果您觉得需要了解有关不同类型线性执行器的更多信息,请查看 本指南.
每种类型的线性执行器都有不同的变体,例如 升降柱 和 轨道执行器。选择正确类型和尺寸的线性执行器将取决于您的应用需求。以下是您可能需要确定合适的线性执行器尺寸的一些常见要求。但是,如果您正在寻找一种工具来为您处理数字,请查看我们的 线性执行器计算器.
力量
线性执行器所需的力与您拉、推、举或握的重量有关。线性执行器制造商会给出两种类型的力规格:动态力和静态力。
动力 (或负载)是执行器可以施加来移动物体的最大力。您将使用此规范来确定执行器是否能够移动您所需的负载。一些线性执行器对于推和拉会有不同的动态负载规格,这意味着执行器不能推或拉相同的最大力。
静力 (或负载)是执行器在不移动时可以承受的最大重量。在诸如 坐站两用办公桌,其中执行器在不移动时可能会承受很大的重量。
在任何应用中所需的力不仅取决于您移动的重量,还取决于所使用的执行器的数量和设计的物理几何形状。要确定确切的力要求,您可以应用两个基本物理公式:力的总和和扭矩的总和。如果您仅沿一个轴移动物体,则只需确保所有执行器的总力大于您移动的重量,如右侧的框图所示。但是,例如,如果您使用执行器打开盖子,这会变得更加复杂,因为所涉及的力将以不同的角度施加。如果您擅长三角学并且了解物理学,则可以使用力和扭矩的总和来确定确切的力需求。但如果没有,您可以使用我们方便的 线性执行器计算器, 这是专为这些困难情况而设计的。
笔记: 一旦确定了所需的力要求,最佳做法是选择具有您所需的更大静态和动态力规格的执行器,因为这些规格应该是您操作能力的绝对限制。
行程
您需要使用线性执行器移动物体的距离就是您的行程长度要求。在打开盖子等应用中,您可能需要使用一些三角学来确定与所需线性执行器之间的确切距离。根据您使用的执行器类型,冲程长度的含义可能略有不同(即,就像在轨道执行器中一样,冲程长度是轨道的长度)。但在大多数情况下,一旦您知道想要线性执行器移动的距离,您就应该选择行程长度等于或高于该值的执行器。行程长度会影响线性致动器的一些特征,包括总长度。
速度
在某些应用中,速度将是设计中的关键要求,而在其他情况下,它可能不如行程长度或力重要。与行程长度一样,如果您希望执行器移动所需的速度,那么您应该选择速度规格等于或接近您所需速度的线性执行器。尽管如此,执行器移动的实际速度将受到其移动负载大小的影响。这种影响并不总是很重要,但一些线性执行器制造商将提供速度与负载性能图,如下所示,使您可以估计给定负载下执行器的速度。
一般来说,对于电子线性致动器,较高力的致动器将比较低力的致动器移动得更慢。如果您需要高力和高速执行器,您可能需要考虑其他类型的执行器。
最高速度并不总是很重要,有时您想要控制。如果您需要速度控制,则需要将执行器与 电机驱动器和Arduino微控制器。您需要确保您的执行器能够轻松地与电机驱动器连接,并且在需要闭环控制时可以提供反馈。
电源要求
任何电子线性执行器的功率要求有两个方面:电压输入和最大电流消耗。输入电压或额定电压是执行器设计的电压,并且应该是提供给执行器的最大电压。输入电压可以是交流或直流,通常为标准值,例如 12V DC 或 120V AC。最大电流消耗是执行器安全消耗的最大电流量,与电压不同,执行器的实际电流消耗应低于该值。执行器的实际电流消耗与执行器上的负载大小有关,负载越大,电流消耗越高。
如果您的执行器是项目的主要机电功能,您可以简单地使用其功率要求来确定项目的电源和其他电气组件。但在更复杂的系统中,例如机器人平台,您可能会受到特定电压或最大电流消耗的限制。在电池供电的应用中,电源要求也很重要,因为电流消耗越高,电池耗尽的速度就越快。如果可能,您可以使用更高电压的执行器(即从 12V 到 24V),因为对于相同水平的力和速度,更高电压的执行器将消耗更少的电流。
应用特定注意事项
虽然本博客介绍了一些确定线性执行器尺寸的关键规格,但在选择正确的线性执行器时,您始终需要考虑特定于应用的需求。就像执行器的工作环境一样,这可能会影响耐用性,并包括工作温度、外壳防护等级等规格(知识产权)和执行器的材料。执行器可用的物理尺寸和安装选项可能会或可能不会在项目中工作。其他重要的要求考虑因素包括: 占空比要求、噪声水平要求或反馈要求。
现在您已经拥有了根据您的需求选择合适执行器的工具,您可以查看我们选择的 Firglli Automation 的线性执行器.
[1] https://techathlon.com/ip68-ip67-code- rating-smartphones/