您如何确定线性执行器的尺寸?

我需要什么尺寸的线性执行器?
调整线性执行器尺寸时需要了解的内容

本文将帮助您确定适合您的应用的线性致动器的尺寸,并涵盖一些关键条件,这些条件可用来确定适合您的致动器。如果您认为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 线性致动器的工作原理。

线性执行器的类型

有四种主要类型 线性执行器:液压,电动,气动和机械。这些中的每一个都有其自身的缺点和益处,但是通常,电动线性执行器可为您提供简单实现,精度和力的最佳平衡。由于液压,气动和机械执行器的设置较为复杂,因此在确定这些类型的执行器的尺寸时可能需要考虑其他因素。如果您需要了解有关不同类型的线性执行器的更多信息,请查看 本指南.

 线性执行器的尺寸

每种类型的线性执行器都有不同的变化形式,例如 升降柱履带执行器。选择合适的线性执行器类型和尺寸将取决于您的应用需求。您可能需要确定一些正确的尺寸,然后再选择合适的线性执行器。但是,如果您正在寻找一种可以为您计算数字的工具,请查看我们的 线性执行器计算器.

线性执行器所需的力与您要拉,推,举或握住的重量有关。线性执行器制造商将提供两种类型的力规格:动态和静态。

 

动态力 (或负载)是执行器施加以移动物体的最大力。您将使用此规范来确定执行器是否能够移动所需的负载。某些线性执行器在推动和拉动方面会具有不同的动态负载规格,这意味着执行器无法推或拉相同的最大力。

 

静力 (或负载)是执行器不移动时可以保持的最大重量。静态负载限制在诸如 坐站台,在不移动时,执行器可能会承受较大的重量。

 线性执行器尺寸如何

您在任何应用中所需的力不仅取决于所移动的重量,还取决于所用致动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的物理公式:力的总和和转矩的总和。如果仅沿一个轴移动对象,则只需要确保来自所有执行器的总力大于所移动的重量即可,如右图的框图。但是,例如,如果您使用执行器打开盖子,由于涉及的力将以不同的角度施加,这将变得更加复杂。如果您擅长三角学并且熟悉物理学,则可以使用力和扭矩的总和来确定您的确切力要求。但是,如果没有,您可以使用我们的便捷工具 线性执行器计算器, 专为这些困难的情况而设计。

 这就是您确定线性执行器尺寸的方式

注意: 一旦确定了所需的力要求,最佳实践就是选择一个具有更大静力和动态力规格的执行器,因为这些规格应该是操作能力的绝对极限。

行程

使用线性执行器移动对象所需的距离是您的行程长度要求。在打开盖子之类的应用中,您可能需要使用一些三角函数来确定距所需线性致动器的确切距离。根据您使用的执行器的类型,行程长度可能会略有不同(例如,在履带式执行器中,行程长度就是履带的长度)。但是在大多数情况下,一旦知道了线性致动器要移动的距离,就应该选择行程长度等于或大于该值的致动器。行程长度将影响线性执行器的某些功能,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,速度可能不如行程长度或作用力重要。像行程长度一样,如果希望执行器移动的是期望速度,则应选择速度规格在期望速度左右的线性执行器。虽然,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明显,但是某些线性执行器制造商将提供如下的“速度与负载”性能图表,使您可以估算给定负载下执行器的速度。

一般而言,对于电子线性致动器,高力致动器的运动将比低力致动器慢。如果需要高力和高速的执行器,则可能需要考虑其他类型的执行器。

 该图显示了如何调整线性执行器的尺寸

最高速度并不总是很重要,有时您需要控制。如果需要速度控制,则需要将执行器与 电机驱动器和Arduino微控制器。您需要确保执行器可以轻松地与电动机驱动器连接,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,即电压输入和最大电流消耗。输入电压或额定电压是执行器的设计电压,应该是提供给执行器的最大电压。输入电压可以是AC或DC,通常是标准值,例如12V DC或120V AC。最大电流消耗是执行器将安全吸收的最大电流量,与电压不同,执行器的实际电流消耗应小于此值。执行器的实际电流消耗与执行器上负载的大小有关,负载越大,电流消耗就越大。

 调整线性执行器的功率要求

如果执行器是项目的主要机电功能,则只需使用其电源要求即可确定项目的电源和其他电气组件。但是在更复杂的系统(例如机器人平台)中,您可能会受限于特定的电压或最大电流消耗。功率要求在电池供电的应用中也很重要,因为电流消耗越高,电池就会越快耗尽。如果可能的话,您可以使用更高电压的执行器(即从12V变为24V),因为在相同的力和速度下,更高电压的执行器会消耗更少的电流。

特定于应用程序的注意事项

尽管此博客涵盖了一些确定线性执行器尺寸的关键规格,但是在选择正确的线性执行器时,总会有一些特定的应用需求。像执行器的工作环境一样,这可能会影响耐用性,并且包括诸如工作温度,外壳防护等级(IP)和执行器材料之类的规格。执行器可用的物理尺寸和安装选项在项目中可能会也可能不会起作用。其他重要的需求注意事项包括: 占空比要求,噪声级别要求或反馈要求。

 线性执行器的IP等级表

既然您已经有了根据需求确定合适的执行器尺寸的需求工具,就可以检查我们选择的 Firglli Automation的线性执行器.

 

[1] https://techathlon.com/ip68-ip67-code-rating-smartphones/

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