Создание быстрого, равномерного, линейного привода

Большинство линейных приводов, которые я видел, являются неоднородными и / или медленными. Те, кто использует кулачковый или коленчатый механизм (и почти что-либо гидравлическое / пневматическое), не могут перемещаться с постоянной скоростью без некоторого программирования. Те, кто использует винтовой механизм, одинаковы, но медленны.

Какие бывают быстрые, равномерные линейные приводы, кроме зубчатой рейки / троса, намотанных на палку? Под равномерным я подразумеваю, что скорость является равномерной (или расстояние, на которое перемещается, линейно зависит от угла, вращаемого двигателем)

actuator

— Manishearth
источник

Электромагнитный? Если у меня есть пневматический / гидравлический / соленоидный привод, на который я надеваю пружину (активация сжимает пружину, деактивация позволяет пружине расслабиться) и проектирую пружину так, чтобы она меняла диаметр при изменении длины, разве это не достигнет вашей цели? Это позволило бы выполнять быстрые изменения, а наличие диаметра изменения пружины по отношению к длине должно линеаризовать ваше изменение силы (устраняя проблему более короткого / большего сопротивления).

— Эверетт

@Everett: Хм, интересно, хотя проектирование такой пружины может быть не так просто ..

— Manishearth

Не могли бы вы определить, что вы подразумеваете под постом? Какое приложение? Я видел быстрые линейные приводы на основе винтовых приводов.

— Якоб

@Jakob: Ну, с винтовым приводом, как правило, для получения достаточной скорости требуются двигатели с высокой частотой вращения - в отличие от реечной передачи. По сути, он должен быть таким же быстрым, как реечная передача с использованием одного и того же двигателя. Я еще не видел такой быстрый винтовой линейный привод, но вы правы, они существуют :). Мой плохой ...

— Manishearth

Ответы:

Было бы легче дать ответ, если бы мы знали, для чего вы хотите это использовать. Это даст представление о ваших требованиях с точки зрения скорости, стоимости и места.

Как указал Rocketmagnet, вы можете использовать ременную передачу или длинный винт. И вы уже упомянули систему реечной передачи. Все они включают обычный (DC) двигатель вместе с механической системой для преобразования углового движения в линейное движение:

ремень безопасности
винт
реечный механизм
привод с жесткой цепью (это тоже круто, его можно сложить в небольшое пространство)

Другие методы включают в себя:

Линейный двигатель - это довольно круто, он включает в себя линию магнитных полюсов, которые ускоряют ротор в линейном направлении. Это может быть очень быстро и точно! Это также можно контролировать в разомкнутом контуре (например, шаговый двигатель).

Выше поперечное сечение линейного двигателя
Пневматический цилиндр - скорость можно контролировать с помощью регулирующего клапана, пневматические приводы также довольно популярны для робототехники из-за ее соответствия.
Гидравлический цилиндр

В Википедии есть статья о линейных приводах , а также сравнительная таблица с преимуществами и недостатками!

— ronalchn
источник

В основном я хотел использовать его для быстрого и точного отвода руки. Линейный мотор довольно интересный, я посмотрю на это. Благодарность!

— Manishearth

Не все линейные двигатели могут использоваться с разомкнутым контуром. На самом деле, я думаю, что тип, который вы здесь показали, требует не только управления замкнутым контуром для положения, но и привода двигателя, аналогичного двигателю BLDC.

— Ракетный магнит

Двигатель BLDC может управляться в разомкнутом контуре, как шаговый двигатель, если хотите. Это просто требует, чтобы вы знали его начальную позицию и оставляли каждую фазу достаточно долго, чтобы быть уверенным, что она достигла следующего шага. Если вы не знаете начальную позицию, вы можете циклически пройти все фазовые состояния один раз.

— ronalchn

Я не знаю, относится ли это к зубчатой рейке или веревке, намотанной на рукоять, но простой привод с ременным приводом очень быстрый и плавный. Я использую один для поверхностного монтажа, где мне нужна очень хорошая скорость и плавность движения.

Привод с ременным приводом

Линейные приводы на основе винтов вовсе не обязательно должны быть медленными, это зависит только от шага винта, который вы используете. Используйте винт с длинным шагом, и вы получите намного больше хода за оборот двигателя.

Шариковый винт с длинным шагом

— Rocketmagnet
источник