执行器，作为运动的基石

1. 执行器的基础知识

执行器可以被描述为各种设备和机器中的一个组件，其功能是将不同来源的能量（例如电力、液压、气动力等）转换为 可控机械运动。执行器的具体输入要求和操作特性取决于要转换的能量类型和执行器的预期用途。

执行器如何工作

电动执行器利用电流或电压作为输入来产生所需的机械输出。液压执行器利用不可压缩的流体产生力和运动，而气动执行器则依靠压缩空气来实现相同的结果。无论具体的能量输入如何，最终的结果都是 能量转化为机械能，表现为物理运动或机械任务的执行。

尽管没有像人工智能和机器学习等概念那样获得日常媒体的关注， 执行器在现代世界中发挥着至关重要的作用，这是有史以来大多数其他设备所无法比拟的。它们是众多工业应用中不可或缺的组件，从控制机械臂的机电一体化系统到汽车系统中发动机参数的精确管理。执行器对各种机械和设备的高效运行做出了重大贡献，目前已有数十亿个执行器。

总之，执行器代表了能源和机械输出之间的重要联系，将不同形式的能量转换为受控的物理运动。其可靠而精确的功能使众多技术进步得以实际实现，凸显了其在当今工业领域不可或缺的地位。

“执行器可能不会像人工智能和机器学习那样成为媒体的头条新闻，但它们在我们的现代世界中发挥着不可或缺的作用，这是任何其他设备都无法比拟的。”

2. 不同类型

电动线性执行器

首先，我们有电动线性执行器。将它们想象为执行器系列的主力。它们设计用于产生线性运动，这意味着它们沿直线推或拉。想象一下电动杆的延伸或缩回，从而实现精确且受控的运动。电动线性执行器在各个领域都有应用，从机器人和自动化到可调节家具甚至医疗设备。

旋转执行器

接下来，我们有旋转执行器， 或者 直流齿轮电机, 正如他们有时被称为的那样。它们是电动线性执行器的兄弟姐妹，但它们不是线性运动，而是旋转或转动。它们就像机器的旋转心脏，提供旋转力来移动部件。您会在工业机械、阀门、机器人甚至挡风玻璃刮水器电机等设备中找到旋转执行器，因此您可以想象它们的尺寸范围也很大。所有线性执行器中都有直流齿轮电机，直到添加丝杠和一些电子限位开关，它们才变成线性执行器。电动齿轮电机是电机产生旋转运动的动力，齿轮用于降低速度但增加扭矩，以便为日常应用提供更有用的旋转运动。总结一下直流齿轮电机，它使旋转运动可用。电动机本身不太有用，它们速度太快并且扭矩不大。将齿轮箱添加到电机上以减慢电机速度并增加扭矩，从而形成有用的运动控制装置。

压电促动器

现在，我们来谈谈 压电执行器。他们是使用压电材料的执行器世界的技术魔术师。当施加电场时，这些材料会改变形状，从而产生高精度的运动。压电执行器以其卓越的精度、响应能力和在苛刻环境下运行的能力而闻名。它们经常用于纳米技术、显微镜，甚至高端音频设备等领域。压电执行器的缺点是其行程为微米级，事实上您永远不可能看到行程超过 10 毫米的压电执行器。

液压和气动执行器

继续前行，我们相遇 液压和气动执行器。它们的工作原理不同，但都使用流体动力来产生运动。液压执行器使用不可压缩液体，而气动执行器使用压缩空气。这些执行器以其巨大的力量而闻名，使其成为重型应用的理想选择。您会在建筑机械、工业压力机甚至飞机起落架中找到液压执行器。另一方面，气动执行器常见于自动化系统、气动工具，甚至阀门或闸门的控制中。

最后，我们有 轨道执行器 也称为 滑块执行器。它们就像线性执行器系列的多功能执行器，能够沿着轨道或铁轨进行线性运动。想象一下滑块平稳地来回移动，从而实现精确定位或调整。轨道执行器可用于各种应用，例如机器人、用于拍摄的相机滑块，甚至用于需要沿轨道精确移动的医疗设备。

3. 应用

执行器在为我们日常生活中遇到的各种设备和系统带来运动和自动化方面发挥着至关重要的作用。这些设备充当机器的“肌肉”，将能量转化为机械运动以执行各种任务。从简单的开关到复杂的机器人系统，执行器在众多领域都有应用，提供增强的功能、便利性和效率。

执行器有多种形式，每种形式都是为了满足特定的要求和任务而定制的。让我们探讨一些不同类型的执行器以及它们擅长的一些典型应用：

1. 电动直线执行器：这些执行器广泛用于精确的线性运动控制。它们存在于以下应用中：
   • 家庭自动化：为电动窗帘、可调节家具和自动门锁提供动力。
   • 医疗保健：实现可调节床、病人移位机和医疗设备定位。
   • 工业自动化：控制输送系统、机械臂和物料搬运机构。
2. 液压执行器：这些执行器利用加压流体（通常是油或水）的动力来产生力和运动。它们常见于以下应用中：
   • 航空航天：为副翼、升降舵和起落架等飞行控制面提供动力。
   • 重型机械：操作挖掘机、装载机和液压机。
   • 汽车：控制制动系统、动力转向系统和敞篷车顶。
3. 气动执行器：这些执行器使用压缩空气或气体来产生机械运动。它们广泛应用于以下应用：
   • 机器人技术：实现抓取机构、机械臂和自动化装配线。
   • HVAC 系统：控制风门、阀门和空气压缩机以实现高效的气候控制。
   • 医疗设备：辅助假肢、气动泵和手术器械。
4. 压电执行器：这些执行器利用压电效应通过某些材料的变形产生运动。它们适用于以下领域：
   • 纳米定位：实现扫描探针显微镜和原子力显微镜的超精确运动。
   • 光学和光子学：微调镜子、透镜定位和激光束控制。
   • 医疗设备：促进精确剂量、显微外科手术和微创手术。
5. 旋转执行器 在各种应用中发挥着重要作用，为多种任务提供旋转运动。以下是旋转执行器常用的一些关键应用：
   • 机器人技术: 旋转执行器 广泛用于机器人系统中，以实现精确且受控的旋转运动。它们为机器人关节提供动力，允许进行多功能和铰接运动，这对于从工业自动化到医疗保健辅助机器人等任务至关重要。
   • 制造和工业自动化：旋转执行器在制造过程中得到应用，例如装配线、物料搬运和机械加工操作。它们可以实现机器人工具或夹具的精确定位、旋转分度和驱动。
   • 阀门和阻尼器：旋转执行器是阀门控制系统不可或缺的一部分，有助于工业过程、水处理厂和 HVAC 系统中阀门的打开和关闭。它们还在控制通风系统中的风门以实现有效的气流管理方面发挥着作用。
   • 汽车行业：旋转执行器用于各种汽车系统，包括油门控制、转向机构、敞篷车顶和电子稳定控制。它们确保平稳、准确的运动，提高车辆性能和安全性。
   • 航空航天和国防： 旋转执行器是航空航天应用中的关键部件，例如飞行控制面（副翼、升降舵、方向舵）、起落架和导弹制导系统。它们为这些关键功能提供精确可靠的控制。
   • 娱乐和舞台设备：旋转执行器常见于娱乐行业设备中，例如旋转舞台、自动照明系统和移动布景。它们通过平稳、精确地控制这些元素的运动来实现动态和迷人的表演。
   • 再生能源：旋转执行器用于可再生能源系统，如风力涡轮机和太阳能跟踪系统。它们能够调整和定位风力涡轮机中的转子叶片，以实现最佳的风力捕获，并跟踪太阳的运动以最大程度地吸收太阳能。
   • 医疗设备：旋转执行器在医疗设备中发挥着重要作用，包括手术机器人、诊断成像系统和假肢装置。它们提供受控的旋转运动，以实现精确的手术、成像调整和辅助移动。

4、如何选择

寻找完美契合：

选择正确的执行器取决于与您的具体要求相关的各种因素。考虑因素包括系统所需的运动范围（线性或旋转）、所需的力、力在整个执行器行程中一致还是仅在一个方向上一致、速度的重要性以及输入能量的可用性。

这些问题看似广泛，但却是需要解决的关键因素。在 FIRGELLI，我们专注于电动线性执行器，还提供一些旋转执行器。我们开发了工具来帮助您确定适合您的应用的执行器型号。典型的过程包括以下步骤：

步骤1。评估所需的运动类型：

您的应用是否需要旋转或线性运动。如果需要线性运动，请转到我们的线性执行器选择器页面。如果您需要旋转运动，请访问我们的旋转执行器页面。

步骤 2：找出您需要多少力量：

执行器的主要目的是产生运动或提升物体。在您的具体情况或应用中，确定物体的重量至关重要。请记住，在执行器的整个行程中，负载分布可能不均匀。

执行器的负载能力表示其可以提升的最大重量。虽然不同的执行器可能看起来相似，但它们的负载能力可能会有所不同。因此，在购买执行器之前，必须确保其容量与物体的重量相匹配。

例如，假设您需要举起 100 磅的重量。在这种情况下，我们不建议购买 100 磅力执行器，因为系统内置安全裕度非常重要。以最大功率水平运行执行器并不理想，就像不断以最大速度驾驶汽车一样。该车并不是为这种持续高速运行而设计的。

因此，如果您需要 100 磅的力，我们建议选择 150 磅或 200 磅的力型号，以确保安全和最佳性能。

第 3 步：评估所需的精度级别：

电动线性执行器主要有两种类型：带反馈的和不带反馈的。没有反馈的执行器通过简单地移入和移出来操作，没有任何内置功能来确定其在冲程之间的位置。除非您在划动过程中发出停止其运动的信号，否则它会继续移动。

然而，某些应用需要了解执行器在其行程期间的位置。造成这种情况的原因可能有多种，例如需要将某物移动到特定位置或同步多个执行器以完全相同的速度和时间运行，而不管所涉及的力或变化如何。

在后一种情况下， 反馈执行器 是必要的。这些类型的执行器包括内置传感器，例如霍尔或光学传感器，它们向控制器提供反馈。该反馈允许控制器持续监控和确定执行器的位置。

这 FIRGELLI FCB-1控制器 是一种可以同时连接到最多四个执行器的设备，读取所有四个执行器的位置信号以提供同步控制。

如果您的应用不需要位置控制，那么没有反馈的简单执行器就足够了。

步骤 4：考虑能量输入：

如果您正在考虑为执行器配备电气系统，则必须确定可用的电压和电流消耗。然而，即使您选择液压或气动系统，您仍然需要电力来操作它们。这里的关键点是，对于汽车或卡车等移动应用，通常有 12VDC 电源可用。

5. 如何安装

安装执行器取决于几个因素，例如执行器上连接点的位置。如果您要安装线性执行器，则必须考虑它将产生的运动类型。例如，即使执行器是线性的，但这并不意味着它的运动将是严格线性的。让我们考虑这样一个场景：您抬起铰链舱口进入阁楼，类似于打开行李箱盖。在这种情况下，执行器在打开舱门或行李箱盖时将旋转一定角度。因此，让执行器在运行过程中自由旋转至关重要。这就是线性执行器每端都配备有U形夹的原因，这样可以使用十字销将执行器连接到应用程序并允许旋转运动。通常人们使用 执行器支架 对于执行器的每一端，这些支架与所使用的执行器型号相匹配。

6. 多功能性

“随着自动化趋势的日益普及，客户不断寻求将执行器纳入其应用的途径。”

执行器提供广泛的多功能功能，使其适用于众多应用和行业。它们产生精确和受控运动的能力使其能够集成到不同的系统中，从而提高自动化程度和效率。

在工业环境中，执行器可用于机器人、制造设备和装配线。它们能够精确定位、提升、推动或拉动物体，有助于简化生产流程。执行器也常用于汽车应用，例如电动车窗、座椅调节和自动门，为用户提供便利和舒适。

在医疗保健领域，执行器在医疗器械和设备中发挥着至关重要的作用。它们可以实现手术工具、可调节床和助行器的精确移动，从而增强患者护理和舒适度。执行器还应用于航空航天工业，控制各种功能，例如起落架部署、襟翼调整和卫星定位系统。

此外，执行器的多功能性延伸到家庭自动化，用于智能家居系统、电动家具和自动百叶窗。这些执行器提高了住宅空间内的便利性、能源效率和整体舒适度。

执行器在农业机械、通风系统、太阳能电池板甚至艺术装置中的应用进一步证明了其适应性。它们提供精确的控制、可靠的操作和耐用性，使它们能够在不同的环境和应用中蓬勃发展。

凭借其多功能性和广泛的功能，执行器不断革新各个行业，在无数应用中实现自动化、增强功能并提高整体性能。

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为什么选择FIRGELLI 电动直线执行器？ 20多年来， FIRGELLI  一直通过完整的交钥匙解决方案支持客户的产品开发项目。