什么是微型线性执行器？

什么是微型线性执行器？

简单来说，微型线性执行器 基本上是小型执行器，其主体尺寸较小，因此行程范围也较小。一个典型的 微型线性执行器 行程范围从几毫米到 50 毫米左右。由于其封装尺寸小且行程小，因此它们的受力也比传统的 线性执行器 因为它们的电源（通常是电机）需要更小，从而为微执行器提供更小的力。

微型线性执行器用在哪里？

大多数人没有意识到技术可以让我们的生活变得更轻松。一支铅笔、一把椅子和一台超级计算机都是技术的例子。我们生活在一个技术进步如此之快的时代，以至于不可能跟上科学和工程各个领域所发生的突破。这是一个令人兴奋的活着的时刻。

你知道吗 45%的工作 人们受雇做的事情可以用现有技术实现自动化吗？这相当于年工资约 2 万亿美元。推进自动化技术的重要组成部分之一是微型线性执行器的最新发展。

线性执行器是任何设备或机器中简单但至关重要的组件，可实现线性方向的运动。同样的原理也适用于微型线性执行器，只是规模较小。

您是否好奇并想了解更多有关执行器的信息？想确切地知道如何在您的下一个项目中包含执行器吗？好吧，请放心继续阅读，因为我们将介绍您使用线性执行器启动项目所需了解的所有信息。

微型执行器类型

执行器是一种机械装置，用于移动或控制机器或其他静止物体的部件。如果没有执行器，就无法设计出能够自行移动的东西。执行器实现受控运动的最基本要求是控制信号和能源。

控制信号只不过是按下按钮或由外部条件触发的自动开关。能量源是运动做功的动力。执行器按其能源、运动方向以及执行器的尺寸/功率进行分类。一些常见类型的微型执行器包括：

• 气动
• 机电
• 直线电机
• 热的
• 磁的
• 机械的
• 人力

由转换定义：

• 圆形（旋转运动）
• 线性（直拉和直推运动）

由尺寸/功率定义

• 工业强度执行器
• 软执行器
• 微型执行器

根据执行器在受控系统中发挥的功能和作用，使用不同类型的执行器。例如，工业级液压缸线性执行器可以倾斜和移动挖掘机的铲斗，以及提升自卸车的车斗以进行快速卸载。

有关不同类型执行器及其常见用途的更多信息，请阅读 本文 题为“执行器示例及其工作原理”。就本文而言，我们将重点关注线性致动器，特别是微型线性致动器，也称为微型线性致动器。

线性执行器如何工作？

线性执行器的发明对现代社会的重要性就像轮子对古代社会的重要性一样。尽管创新对原始设计进行了改进，但线性执行器的工作原理保持不变。

自动化中最常用的线性执行器是电动的。它们由不同行程选项的交流/直流电动机提供动力，将电动机的旋转运动转换为直线的线性运动。他们能够进行推或拉工作。

电机的高速旋转通过多态斜齿轮变速箱而减慢。速度越低，扭矩越大。产生的扭矩转动丝杠，产生驱动丝杠/螺母的线性运动。反转电机的极性会反转运动方向，从推变为拉，反之亦然。

性能指标

为工作选择合适的线性执行器对于您的设计、项目和预期结果的成功至关重要。性能指标是产生的额定输出和影响执行器性能的其他因素。

力或扭矩

可以说，要考虑的最重要的性能指标是扭矩。选择扭矩过大的执行器效率低下，甚至危险。例如，用 800 磅力的致动器关闭大门，如果没有安全切断开关，很容易压伤手或更严重的情况。

另一方面，如果扭矩不足，执行器将无法执行所需的推拉工作。选择正确的执行器首先要计算特定作业所需的扭矩，以确保高效、平稳和安全的操作。

扭矩额定值

执行器有几种不同的扭矩额定值，了解这一点很重要。这些额定扭矩将决定执行器的应用类型和使用程度。不同的扭矩额定值包括：

• 断裂扭矩，启动运动所需的扭矩
• 运行扭矩，克服负载的重力和摩擦力所需的扭矩
• 静负载扭矩
• 动态负载扭矩

以打开和关闭阀门为例。如果所使用的执行器的额定扭矩不足以启动阀门的打开/关闭，并且打开/关闭阀门将无法运行或在行程中被卡住。扭矩太大可能会损坏或破坏阀门。扭矩额定值直接以磅力 (lbs) 为单位测量。

建议误差幅度比所需扭矩额定值多 25%，以避免故障和安全问题。执行器扭矩额定值应与其运行的受控回路系统的值相匹配。

扭矩值注意事项

如上所述，线性致动器的扭矩大小由变速箱决定。使用增速齿轮箱执行器，使执行器能够在不同的扭矩下运行。注意：这会影响执行器推拉的速度。

低额定扭矩意味着执行器只能用于小范围的应用和负载。更高的额定扭矩意味着执行器足以适应各种负载和应用。

静载荷和动载荷有什么区别？

一般来说，术语“静态”意味着静止或固定，而动态意味着动作或变化。因此，静态负载是执行器静止（不移动）时施加到执行器的拉力或推力的大小。动态负载是执行器移动时施加的力的大小。

这些值决定了可以安全地施加到执行器的最大或建议的信任负载。施加比额定静态或动态负载更大的力可能会导致执行器和/或其所使用的系统的其他组件发生故障或损坏。

速度

执行器推拉的速度是根据其需要移动的负载来考虑的指标。一般来说，负载越重，速度越慢。线性致动器的速度以英寸每秒 ("/s) 为单位测量。

通过使用不同的齿轮比来实现不同的速度。请记住，改变齿轮比也会改变扭矩或力。权衡——更大的力意味着更低的速度，更高的速度意味着更低的力。

运行条件

有些执行器设计用于在各种可以想象的环境中运行。确保您使用的执行器专为室内或室外使用、极端温度或多尘/肮脏的条件而设计。检查温度范围额定值并将其与您的操作条件进行比较。

耐用性

执行器的耐用性很大程度上取决于其构造中使用的材料。 优质线性执行器 采用高级材料制成，并具有耐腐蚀性，可最大限度延长使用寿命。我们的执行器受到需要最高质量和耐用组件的行业合作伙伴的信赖，例如 NASA、SpaceX、特斯拉汽车公司、通用汽车公司、通用原子公司等。

噪音水平

该性能指标是建筑物和家庭室内使用的一个关注点。执行器产生的声音音量以分贝 (dB) 为单位。 分贝 测量声音的强度或响度。例如，喷气发动机起飞时的噪音为 140 分贝，而轻柔的耳语声仅为 30 分贝。

几乎无声的执行器可以使用吸音外壳来制造，但总会有一些声音通过通风口逸出。该指标通常被记录为“空载”噪声水平，换句话说，在进行任何推/拉工作之前。

能源效率

如今，对环境的关注是一个紧迫的问题。根据密歇根大学对公用事业成本的分析，美国家庭平均可以节省 每年 1,560 美元 让家庭更加节能。当您考虑在该房屋中居住 50 年时，总共可节省超过 75,000 美元。然而，当谈到微型线性执行器时，确实没有可用的节能选项，它们都需要电力通过产生线性运动来执行其功能，创建节能执行器的唯一方法是通过使用更复杂和更昂贵的设计功能进行设计，例如作为往复式滚珠丝杠。

使用节能设备和电器可以节省金钱和保护环境。政府要求制造商测试并评估其生产的设备的能源效率。一些线性执行器比其他线性执行器更节能，因此如果它对您很重要，请注意此性能指标。

注意事项规格

线性执行器有各种形状、尺寸、重量和其他规格，以适应各种应用。购买线性执行器时，了解以下术语以及它们如何适合您的项目会有所帮助。

行程

行程长度决定了从缩回到伸出的运动范围。其他值得注意的规格是缩回长度和伸出长度。

您需要确保执行器的长度允许其安装在您计划安装的位置。测量执行器需要推拉多远才能执行其功能，即可得出所需的行程长度。行程长度以英寸 (") 为单位测量。

如果您要求行程长度大于执行器的缩回长度，则需要伸缩式执行器。就像下面的情况一样 人造肌肉 在机器人中。

重量

根据应用的不同，执行器的重量可能变得很重要。在一些情况下，致动器必须尽可能轻，如机动车辆中的致动器的情况。

齿轮比

负载与电机的惯性或齿轮比为您提供其产生的推/拉运动的速度和扭矩。如果电机惯量与负载惯量相比太低，则负载会引起共振和超调。这降低了效率，进而增加了执行器的运行成本。

同时，如果电机惯量相对于负载惯量来说太高，则说明您使用的是超大电机，这当然会导致运行成本高于必要的成本。正确的齿轮比与您需要的正确负载能力相对应。

自锁力

自锁是许多线性执行器内置的安全功能。如果在执行器移动时对执行器施加足够的力，则终止开关会关闭设备，以防止设备和/或负载受伤或损坏。自锁力指标测量停止或反转执行器线性运动所需的力的大小。

另外，请注意 CE 和 ROHS 认证等安全认证。有关线性执行器的更多详细信息，

为工作选择合适的执行器

至此，您应该清楚执行器的各种因素如何根据其功能而变化。是时候开始购买执行器了。按照这个分步过程，无论应用是什么，您都会找到您所需要的。

第一步：运动类型

您需要旋转运动还是直线运动？同样，线性执行器沿直线推拉，而旋转执行器（如电机）则产生圆周运动。

第二步：能源

电动执行器最适合大多数应用，但这并不意味着其他类型的执行器不能更适合这项工作。例如，如果您需要在远离电源的地方运行，则需要一个不需要电压即可运行的执行器。

第三步：精确度

在建筑中执行重型工作的执行器可能需要比其他应用更低的精度。例如，制造应用可能需要高精度才能执行装配工作等任务。此外，他们可能需要一遍又一遍地执行相同的操作，且误差幅度很小。

第四步：用力的大小

由于线性执行器的用途是推动、拉动、提升或以其他方式移动物体（负载），因此确定需要多大的力对于选择适合作业的正确执行器至关重要。负载能力告诉您使用执行器可以举起的负载有多重。

这也很好地表明了推动或拉动负载所需的力，加上一点点阻力，您应该高估所需的力，以确保执行器始终有足够的动力来执行任务而不超出其极限。

第五步：运动的长度

测量所需的整个运动范围内移动负载所需的准确长度。线性执行器完全打开时所经过的距离称为行程长度。

在某些项目中，您在行程长度方面可能有一些喘息空间，而其他项目可能需要更精确甚至定制的行程长度。

第六步：移动速度

您需要或希望执行器以多快的速度打开和关闭？仔细考虑执行线性执行器的整个运动范围所需的时间。在某些情况下，需要低速才能获得所需的扭矩或力。

在某些项目中，您可能需要更快的速度，例如打开大门或门而不必等待很长时间。一个很好的例子就是狗门。您可能比狗更有耐心，狗可能会在开口足够大之前尝试强行进入，这可能会伤害狗或损坏门。

第七步：运行环境

确保您为项目购买的执行器能够承受其运行环境。如果执行器将在室外使用，它可以在寒冷的冬天和炎热的夏天运行吗？执行器是否需要承受多尘或肮脏的环境？

第八步：安装

最后一个考虑因素是如何安装线性执行器。检查是否有足够的空间用于安装执行器。如果不是，可能需要更小尺寸的执行器。如果将执行器与预制转换支架一起使用，请确保它们兼容，否则您可能最终必须对支架进行修改、购买不同的执行器或购买不同的支架。

与执行器一起使用的其他组件

一旦找到合适的线性执行器，就该选择完成项目所需的其他组件了。重要的是要等到您知道将使用哪个执行器来选择其他组件，因为这些组件的兼容性可能会根据您使用的线性执行器的类型和尺寸而变化。

能量源

有些线性执行器设计用于在一定电压范围内运行交流和直流。最常见的是 12 伏直流线性执行器。这些执行器由 12 伏可充电电池供电。

您可以将执行器设置为通过将电池充电器插入附近的交流电源插座来自动充电。在这种情况下，您需要确保电池有多个输入插座。也许更好的方法是通过一个连接直流执行器 交流转直流电源.

开关

您需要一种方法来打开、关闭和反转执行器。换句话说，您需要决定将在项目中使用的切换机制。这最简单地通过 翘板开关.

考虑一下您希望交换机如何工作。您想要切换一次并让执行器完全抽出，还是想要按住开关直至其到达所需距离？您可能需要使用带 LED 灯的开关或外部限位开关。有关如何将执行器连接到外部限位开关的更多信息， 阅读这篇文章.

遥控器

通过使用可以轻松地从远处控制执行器 遥控器和接收器。将无线控制纳入您的项目使您能够从遥控器范围内的任何地方控制执行器。远程控制的隐藏房间或储藏点是一个不错的选择，因为将遥控器放在钥匙链上会限制访问并保持控件隐藏。

我们制造一个 万能遥控器 可以编程来控制您的电视、DVD 播放器、电缆等。遥控器具有三个按钮，用于控制您的电视、DVD 播放器、有线电视等。 Firgelli 自动化电视升降机也是如此。通过一个遥控器控制娱乐中心所需的一切。

控制箱

根据项目的复杂性，您可能需要调整电流或速度。这是通过集成控制箱来实现的。

想要能够以特定方式（例如传感器激活或时间激活）控制线性执行器和/或直流电机？看看我们的 Arduino套件 配有 USB 电缆、LED、传感器和 Arduino。

您可能需要的其他组件

Firgelli Automations™ 致力于成为满足您所有线性执行器项目需求的一站式在线商店。我们还提供其他可能派上用场的产品，例如继电器， 电缆管理 拖链和安装硬件。如果您的项目需要我们网站上没有的东西，请随时与我们联系以获取有关来源或替代方案的建议。

需要有关您的设计理念或如何实现组件来定制您的项目的帮助吗？查看我们不断增长的教程部分 这里.

迷你线性执行器：当需要更小的尺寸时

有些应用和项目不适合全尺寸线性执行器或不切实际。随着线性执行器越来越多地应用于各种领域 DIY项目，我们是首批提供紧凑尺寸推拉动力的线性执行器制造商之一。

这些微型线性执行器非常适合需要高精度、超静音运行但尺寸更小的项目。我们制造市场上一些最具创新性的微型执行器，行程长度为 1 - 25 英寸。

微型线性执行器：当需要更小的尺寸时

术语“微型线性致动器”和“微型线性致动器”在某种程度上可以互换。对于什么尺寸的执行器才可以称为“微型”线性执行器，没有固定的规则，但一般来说，微型线性执行器的行程小于 300 毫米，并且能够承受不超过 100 磅的力。

一些线性致动器非常小，以至于“微型”线性致动器是唯一真正合适的术语。

当然，电机的尺寸越小，驱动所需推/拉运动的功率就越小。然而，微型线性执行器有许多应用不需要与重工业相关的大力。

微型线性执行器的常见应用

微型线性执行器处于最前沿的工程分支的最前沿。微型线性执行器被用于许多行业的数千种应用，并被用于地球上一些最先进的设备中。

机器人技术

得益于机器人、自动化、物联网 (IoT) 和人工智能 (AI) 的创新，全球制造业已进入第四次革命（工业 4.0）。全球工业机器人数量 增加14% 年复一年，这些节省劳力的机器能够完成更加复杂的任务。

未来学家普及了“富裕时代”的概念。富裕时代是指人类有能力提供如此廉价和丰富的产品，以至于这些产品几乎不需要成本或免费。制造业中的人工智能驱动机器人是许多行业中第一个让我们更接近这样的未来的行业。

木雕玩具为年轻人提供娱乐的时代似乎已经一去不复返了。当老一代人试图跟上如何横贯计算机及其许多应用程序时，现在的孩子们建造机器人并用智能手机控制它们。

微型线性执行器及其他产品的销售 机器人组件 爆炸式增长主要是由于工业生产力需求和对业余规模机器人的兴趣。

航天

空间，最后的前沿，对于微型线性执行器来说是一个特别好的“空间”。地球引力是人类探索和殖民太阳系及更远地区的最大障碍。尽管 SpaceX 和 Blue Origin 等私人太空公司正在削减成本，但将任何东西送入太空仍然极其昂贵。

小型化使得以更便宜的成本制造在太空中执行工作的设备成为可能。微型线性执行器体积小、重量轻、功耗小——这在航空航天应用中至关重要。微型线性执行器在航空航天中的应用包括：

• 打开和关闭阀门
• 方向控制
• 太阳能电池板跟踪
• 打开和关闭隔间
• 锁定和固定隔间
• 座椅和床的调整
• 机械臂
• 伸出和收回起落架
• 伸出和缩回传感器以收集数据
• 节省空间的解决方案，例如缩回控制台和桌子

微型线性执行器在地面上也占有一席之地。它们用于原型设计，甚至在飞行模拟器中训练宇航员。

医疗设备

微型线性执行器在医疗保健领域也无处不在。随着医学与工程学的融合，最终产生的设备确实令人惊叹。

从更实用的角度来看，微型线性执行器正在降低成本，同时提高医疗设备的可靠性和整体功能。您可以找到微型线性执行器，通过以下应用推动医疗保健的进步：

• 康复治疗定制设备
• 用于外科医生教育的模拟器
• 用于精密手术的机械臂
• 假肢（假肢）
• 医疗检测设备
• 植入物和人造器官
• 轮椅升降机的锁定机构
• 微流阀
• 美容牙科定位装置

从手术台的简单自动调整到假肢的超精密需求，微型线性执行器正在突破现代医疗保健的极限。

遥控爱好者

截至 2019 年，有 110 万架无人机爱好者 仅在美国就有近 500,000 架注册的商用无人机。遥控汽车、遥控船、遥控无人机、遥控飞机是一种永不过时的乐趣。

微型线性执行器用于伸展和缩回相机、起落架和其他设备。它们可以添加到模型中，使其高度可调，就像某些汽车和卡车的液压升降机一样。您甚至可以构建一个挖掘机的 RC 模型，该模型具有完全可操作的铲斗运动。

Arduino魔法

Arduino 是一个开源电子平台，它结合了易于使用的硬件和软件，可以构建无限的自动化项目，仅受您的想象力限制。 Arduino 板能够读取来自传感器的输入，例如：

• 温度
• 湿度
• 超声波距离
• 红外线发射
• 声音
• 光学（光强度）
• 气体
• 水
• 运动
• 颜色

您可以使用这些传感器中的任何一个或组合来触发和控制项目中的微型线性执行器。对 Arduino 板进行编程，根据传感器读数输出为您提供所需的输出（运动）。通过这种方式，您可以创建一个您敢于承担的复杂项目。

让我们想象一下吧？如果我们想创建外部光照水平的视觉表示怎么办？

我们可以将光学传感器连接到 Arduino 板上，并将其放置在窗户上。连接一个微型线性执行器，根据外部光量进行调整。当执行器伸出和缩回时，它会移动一个指示器，比如一个小人的手指，让您直观地了解沿着刻度的外部光量。

查看 这个视频 更好地了解微型线性执行器和 Arduino 的巧妙之处。释放您的创意天赋，使用微型线性执行器和 Arduino 来实现您的愿景。

从行业领导者处购买

当您需要高精度、低噪音且设计紧凑的产品时，您需要的是微型或微型线性执行器。无论您的 DIY 项目或工程抱负如何，我们都是您可以信赖的合作伙伴，可以提供业界最高质量的组件。

近二十年来，FRIGELLI Automations 一直致力于推动自动化行业的质量、经济性和可及性标准。我们提供适合各种用途的执行器，并不断开发和调整我们的设计。请随时 联系我们 如有任何疑问或如果您已经确切知道自己想要什么，请购物 微型线性执行器 并付诸行动。