Содержание

Автоматика для распашных ворот: самодельные и промышленные приводы

Распашные ворота, кажется, существовали всегда, как египетские пирамиды. Механические приводы для открывания тяжелых и прочных крепостных ворот существовали и в те далёкие времена. В настоящее время существует автоматика для распашных ворот, используются приводы трёх видов, и всё это работает на электричестве в качестве движущей силы. Типы распашной автоматики для двустворных ворот:

  • Линейная.
  • Рычажная.
  • Подземная.

Типы приводов

Теперь автоматика для ворот является оборудованием, обеспечивающим безопасность манёвров в проёме ворот, и при необходимости может подавать сигналы проникновения на территорию посторонних лиц, кроме того, служить автоматической системой пропуска посетителей и владельцев, проживающих на этой территории.

Линейная автоматика для распахивающихся створ

Линейный привод промышленного образца

В комплект автоматики линейного типа для распашных ворот входят:

  • Линейные приводы -2шт.
  • Блок управления.
  • Лампа сигнальная.
  • Приемник со встроенной антенной.
  • Пульт ДУ-2шт.
  • Фотоэлементы.

Некоторые линейные приводы имеют ходовую бронзовую гайку, что является значительным преимуществом перед другими вариантами подобных приводов, так как обеспечивают более длительную эксплуатацию. К преимуществам того или иного производителя относятся:

  • Корпус из высокопрочного, алюминиевого сплава, обладающего антикоррозионными свойствами.
  • Усиленный кронштейн для крепления привода.
  • Обеспечение замедления хода створок при подходе к концевым положениям.
  • Концевые встроенные выключатели.
  • Механические встроенные упоры.
  • Цифровой дисплей, встроенный в блок управления, и предназначенный для программирования функций привода.
  • Возможность в случае проблем с электропитанием быстро перейти на ручное управление.

Линейный вариант самодельного привода

В последнее время стали часто использовать так называемые актуаторы, которые преобразуют вращение вала электродвигателя в возвратно-поступательное. К тому же актуаторы заметно увеличивают силу тяги, потому что являются в некотором роде понижающими редукторами.

Актуатор

Простейшим актуатором является обычный винтовой домкрат. Вращательное движение его винта преобразуется в линейный подъём вверх опорной площадки домкрата. Этот принцип используется в большинстве линейных актуаторов. Это примечание сделано для тех, кто собирается собрать собственную конструкцию линейного привода для распахивания ворот.

Блок управления

Главной задачей блока управления является выполнение трёх основных команд:

  • Пуск, то есть прямое движение.
  • Пуск, движение обратное первому, называется реверсивным.
  • Стоп, прекращение движения в любом направлении.

Выпущенное промышленностью автоматическое управление движением створок и система ДУ пока что стоят дороговато, многие умельцы считают, что цена необоснованна, так как не требует больших затрат на изготовление. Сделать такую систему ДУ вполне возможно и самостоятельно.

Такая автоматика для распашных ворот своими руками создаётся из простых деталей, созданных на логических элементах, и собрать её под силу самостоятельно по предлагаемой ниже схеме.

Электросхема управления работой створ

Надёжность работы этого блока управления испытана двадцатилетней работой на воротах её автора. В этой схеме электроника чрезвычайно простая по сравнению с механизмом конструкции.

Эта схема работает от однократного нажимания на кнопки S-1и S-3 START, поочерёдно для отпирания или запирания ворот. Герконы, установленные в нужных местах, обеспечивают окончание движения створа. Кнопка S-2 STOP принудительно прекратит движение ворот в любом месте.

Эта схема закрывает ворота на механический засов. Геркон G1 работает в режимах: засов закрыт – управление отключено, открыт — управление подключено.

Работа платы основывается на схемах D1, D2, D3, D4 и реле Р1, Р2, Р3.

Общая схема выполняет следующие функции:

  1. При однократном нажатии кнопки-ПУСК (1 сек. ) уходит команда на полное открытие створок.
  2. Повторное однократное нажатие кнопки-Пуск идёт сигнал на полное закрытие створок.
  3. Кнопка-СТОП прекращает выполнение предыдущих команд, происходит полная остановка.
  4. В первой крайней точке происходит прекращение выполнения полученной команды, срабатывают герконы G4, G5, после этого не возможно её выполнение при ошибочном или случайном повторном нажатии кнопки, но при этом остаётся возможность прохождения команды с реверсной кнопки, до той поры, пока створ не достигнет второй крайней точки. После этого все меняется наоборот, срабатывают герконы G2, G3.
  5. В этом пункте происходят электрическое и механическое действия. В случае, если во время движения створ в проеме возникает какое-то препятствие, то механизм будет передвигать створы до определенного порога усилия, после этого происходит остановка движения.
  6. При механическом закрытии ворот на засов, не проходит команда на запуск электродвигателя. Этому препятствует геркон G1. В тоже время команду «Стоп» геркон G1 не блокирует.
  7. Легкость параллельного подключения дополнительных пультов, это может быть блок дистанционного пульта сигнализации от скутера в комплекте с парой брелоков ДУ.
  8. При включении сети после пропадания напряжения схема не сохраняет последних команд.
  9. Сигнальная лампа подаёт сигнал о внезапной подаче электропитания на исполнительный электродвигатель, кроме того, освещает территорию в темное время и предупреждает о том, что створы движутся.
  10. Движение створки, а также время действия двигателя ограничивается переменными резисторами R-1, R-2 и микросхемами D1, D2. Время устанавливается таймерам, рационально установить 40 секунд.

Предложенная схема предназначена для ворот распахивающихся вовнутрь территории.

Рычажный вариант привода своими руками

Рычажный электропривод отличается от линейного тем, что работает без промедления действия. Привод обеспечивает плавность хода створок, потому что в конструкции механизма заложена плавность этих движений. При этом створки способны открываться под углом от 90 до 110°, как на улицу, так и внутрь территории.

Стандартный комплект рычажного привода

Состоит рычажный привод из электромотора с редуктором. Рабочая часть привода закрепляется на неподвижной части ворот. Двигающий рычаг устанавливается на створе ворот. Модернизированный рычажный механизм используется для подземной установки. Они встраиваются в проезжую часть воротного проёма, очень близко с осью петель створа. Принцип действия рычажного привода бывает электромеханическим и гидравлическим.

Рычажные приводы, как правило, имеют небольшие габариты. Рычажные приводы выпускают наружного направления движения створ, при этом они открываются на угол более 90°, или внутреннего, когда ворота распахиваются на угол до 125°. В связи с их такой особенностью, двигатели устанавливают в труднодоступные места и на калитки, стоящие отдельно.

Внимание! Рычажные приводы используют в случаях, когда нет технологической возможности установить линейный привод.

Рычажный механизм не стопорит ворота в конечных положениях, поэтому требуется установка дополнительных механических ограничителей. Автоматика даёт возможность регулирования скорости открывания и запирания ворот. Есть возможность подсоединения платы управления резервным питанием. Механизм обладает хорошей защитой от влаги и различных внешних воздействий. Рычажные двигатели стоят дороже линейных приводов.

Автоматические ворота своими руками

Источник: http://rusograda.ru/vorota/avtomatika-dlya-raspashnyx-vorot-svoimi-rukami

Линейные актуаторы нового поколения производства «Сибирь-мехатроника»

В.О. Астанин1, Д.В. Коробов2

1 Астанин Владимир Октябринович, к.т.н., нач. отдела мехатронных систем НГТУ;

  630087, г. Новосибирск, а/я 169, тел.: (383) 346-27-84

2  Коробов Денис Владимирович ,ведущий  специалист направления МЭП  ООО «Сибирь-мехатроника»;

630087, г. Новосибирск, а/я 169, тел.: (383) 315-25-31, e-mail: test@sibmech.ru

Научно-производственное предприятие «Сибирь-мехатроника» образовано на базе отраслевого отдела Министерства станкостроительной промышленности и успешно работает на рынке промышленного оборудования с 1991 г.

Одним из направлений деятельности предприятия является разработка и производство механизмов электрических прямоходных (МЭП), более известных в мире под названием линейные актуаторы.

Рис.1 Линейные актуаторы МЭП-С

Линейные актуаторы применяются в различных производствах в качестве приводов:

– секторных, челюстных затворов для разгрузки сыпучих материалов из расходных и весовых бункеров;

– шиберов перекидных для распределения потоков сыпучих материалов;

– питателей, дозаторов, регулирующих клапанов;

– горизонтальных и вертикальных плоских задвижек для дозаторов и распределителей;

– поворотных заслонок и дисковых затворов в системах транспортировки сыпучих материалов;  

– шиберов в воздуховодах и системах вентиляции;

– плужковых сбрасывателей для ленточных конвейеров;

– для открывания и закрывания люков, дверей, фрамуг и т. п.

Рис.2 Типовые варианты применения МЭП

В настоящее время предприятие «Сибирь-мехатроника» является  ведущим производителем исполнительных механизмов данного типа в России. Тысячи МЭП производства «Сибирь-мехатроника» работают на более чем 300 предприятиях России и за рубежом.

Высокий научно-технический потенциал предприятия позволил создать собственные разработки прямоходных исполнительных механизмов как общепромышленного [1, 2], так и  специального исполнений [3, 4] приоритет разработки которых отражен в отечественных и зарубежных изданиях [5, 6, 7].

Тенденции рынка промышленного оборудования последних лет – возрастание требований к качеству продукции, вступление России в ВТО, и как следствие усиление конкуренции со стороны зарубежных производителей линейных актуаторов, определили необходимость разработки и производства прямоходных электромеханизмов не уступающих, а по ряду показателей превосходящих зарубежные аналоги.

В связи с этим в период 2011-2013 г. г.  на предприятии «Сибирь-мехатроника» проведен ряд мероприятий по разработке и организации производства прямоходных электромеханизмов новой серии МЭП-С (С- стандарт).

В серии МЭП-С улучшена конструкция, расширена унификация узлов для различных типоразмеров, применены современные материалы и комплектующие, введены новые технологии – литье под давлением, литье по выжигаемым моделям, обработка большинства деталей на станках с ЧПУ. Также поставлена на новый уровень технология сборки, контроль качества деталей и узлов, финишные испытания.

Для реализации перечисленного в 2012 г.  сдан в эксплуатацию новый производственный корпус, специально спроектированный под производство электромеханизмов новой серии МЭП-С. 

Рис.3 Производственный корпус

В корпусе компактно разместились административно-бытовые помещения, конструкторско-технологическое бюро, цех механообработки участок станков с ЧПУ, шлифовальный, сборочный участки, испытательная станция.  На испытательной станции используются специально разработанные автоматизированные испытательные стенды, позволяющие максимально точно воспроизводить эксплуатационные нагрузки на узлы механизмов, как в режиме длительной эксплуатации, так и в аварийных режимах.

Это позволяет, используя результаты ресурсных испытаний, постоянно совершенствовать конструкцию и продуктивно проводить текущие испытания серийных машин.

Рис. 4 Цех механообработки

Рис. 5 Участок станков с ЧПУ

Рис. 6 Сборочный участок

Рис. 7 Испытательная станция

Сосредоточение в рамках одного производства полного цикла от разработки до производства и технического сопровождения дает несомненные преимущества перед поставщиками зарубежных аналогов: оперативная модернизация изделий под специфические требования заказчика, сокращенные сроки поставки, в том числе любых запасных частей, квалифицированные консультации по применению и эксплуатации, близость к потребителю географическая и информационная.


В основу серии МЭП-С положена унифицированная базовая конструкция  3-х типоразмеров – С1, С2 и С3.

Рис.8 Базовая конструкция МЭП-С

При подаче напряжения ротор электродвигателя через редуктор с зубчато-ременной передачей приводит во вращение винт передачи винт-гайка скольжения (ПВГС). При этом гайка ПВГС,  движется поступательно вместе со штоком, в котором она закреплена.

Изменение направления вращения электродвигателя  обеспечивает изменение направления движения штока – выдвижение либо втягивание.

Для получения низких скоростей перемещения штока, редуктор с зубчато-ременной передачей дополняется планетарным редуктором (модификации  МЭП-С2Т, МЭП-C3Т), для особо тяжелых условий эксплуатации вместо зубчато-ременной передачи применяется зубчатая передача со стальными шестернями (модификация МЭП-С2М).

Свободная комплектация базовой конструкции опциональными принадлежностями – устройством ограничения хода штока, датчиком положения штока, ручным приводом, разнообразными наконечниками штока, элементами крепления и т. п., дает возможность скомплектовать готовое изделие, максимально соответствующее запросам потребителя.

Узлы крепления механизмов серии МЭП-С – стандартные (ISO15552), аналогичные узлам крепления пневмо- и гидроцилиндров, а также исполнительных механизмов зарубежного производства.

Рис.9 Опциональные принадлежности МЭП-С

Для эксплуатации во взрывоопасных средах разработана и производится серия взрывозащищенных (рудничных взрывозащищенных) механизмов МЭП-В (РВ).

Рис.10 Рудничный взрывозащищенный механизм МЭП-РВ

Механизм МЭП-РВ предназначен для эксплуатации в шахтах  опасных по взрыву газа

и пыли, а также на поверхности в приемных и вентиляционных отделениях шахт, в соответствии с маркировкой – РВ Ex d I Mb.

Механизм МЭП-В предназначен для эксплуатации на любых объектах, где требуется применение электрооборудования во  взрывобезопасном исполнении (кроме подземных выработок и шахт) , в соответствии с маркировкой – 1Ex d IIВ Т4 Gb.

Основные технические характеристики электромеханизмов серий МЭП-С, МЭП-В, МЭП-РВ приведены в таблице 1.

Таблица 1

Серия и

типоразмер

С1

С2

С2Т

С3

С3Т

РВ, В

Усилие, кН

2

3

5

7

10

5

7

10

15

15

20

30

40

3

5

7

10

Скорость, мм/с

4

5

6

6

6

6

8

11

13

9

9

11

11

13

13

15

24

20

22

22

23

23

26

26

29

34

31

36

35

32

33

30

36

48

44

44

44

43

44

44

55

53

55

65

65

63

65

61

63

65

Ход штока, мм

200

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

300

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

400

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

500

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

600

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

700

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

800

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

*

Более подробная техническая информация размещена на сайте предприятия  -http://www. sibmech.ru либо на сайте http://сервомеханизмы.рф, где в разделе «чертежи и схемы» доступны для загрузки чертежи и 3D модели механизмов, готовые для использования в проектах.

Прямоходные электромеханизмы серии МЭП-С могут быть оснащены конечными выключателями различных типов и датчиком положения с унифицированным токовым выходным сигналом, что позволяет организовать систему управления МЭП любой сложности.

Рис.11  Типовая схема управления и автоматизации

            Блоки управления МЭП различных исполнений производятся на предприятии серийно и могут быть включены в состав комплексной поставки.

            Широкий диапазон основных технических характеристик серии МЭП-С (усилие, скорость, длина хода),  свободная комплектация опциональными принадлежностями в сочетании с повышенной надежностью и увеличенным ресурсом эксплуатации позволяет говорить о появлении на рынке линейных актуаторов достойной продукции от Российского производителя.

            СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Прямоходный исполнительный механизм : пат. 2297088 Рос. Федерация. № 2005130880; заявл. 05.10.2005
  2. Прямоходный исполнительный механизм : пат. 2337456 Рос. Федерация. № 2007123208; заявл. 05.10.2005
  3. Электропривод: пат. 2186451 Рос. Федерация. № 2000133066; заявл. 29.12.2000
  4. Астанин В.О., Усов В.В., Сергиенко В.М. Российский металлорежущий станок с параллельной кинематикой исполнительных движений // Мехатроника. 2000. №5. С. 27-32.
  5. Астанин В.О., Усачев А.П., Хомяков В.В. Мехатронный привод штангового насоса для автоматизированной добычи нефти // Нефтяное хозяйство. 2004. №4. С. 90-91.
  6. Астанин В.О., Усачев А.П., Хомяков В.В. Исполнительные электромеханизмы // Приводная техника. 1998. №7. С. 6-9.
  7. Astanin V.O., Usov V.V., Duyunov A.V. The modeling and Optimization System of Hexapod Layout // 3. Chemnitz Parallel Kinematic Seminar: Development Methods and Application Experience of Parallel Kinematics, Chemnitz, April 23-25, 2002. S. 189-195.

Как сделать актуатор или микросервомашинка своими руками

8 декабря 2021

konst отвечает в теме «СверхТяжелый Коптер» на форуме «Самодельные проекты»

Вы слишком сильно размахнулись! Сначала стоит сделать прототип весом в 150-200 кг и на нем отработать компоновку и настройку ПО. В отличии от готовых дронов, собранный из различных компонентов не…

20 сентября 2021

konst отвечает в теме «xiro xplorer 4k несколько вопросов» на форуме «Покупные квадрокоптеры»

Судя по всему – контора сдохла. Везде распродают остатки дронов. Аккумуляторы к XPLORER 4K найти практически невозможно -а это показатель, тк 90% дохода продажа расходок и навар с аккумуляторов…

13 сентября 2021

konst отвечает в теме «Что за квадрик?» на форуме «Покупные квадрокоптеры»

Да можно. Любой DJI позволяет передавать видео на 2 и более километра.

28 августа 2021

konst отвечает в теме «задымился двигатель» на форуме «Моторы и регуляторы»

Скорее всего регулятор идущий на мотор мозги компосирует. Пробило мосфет и одна фаза не работает или работает через ж… Подобное бывает и при пробое обмоток двигателя, например – двигатель на 2S…

19 августа 2021

yar1s начинает тему «Не биндится R9» на форуме «Другая электроника»

Подскажите, приемник R9M(прошивка ACCESS_v1.3.1), аппа frsky x9lite(прошивка v2.3.12) с внешним модулем R9MLite pro. Проблема: запускаю процесс регистрации на аппаратуре, подаю питание на приемник…

16 августа 2021

kolobok отвечает в теме «[РЕШЕНО] нужна помощь с настройкой бипера» на форуме «Полетные контроллеры»

спасибо все заработало Добавлено спустя 3 минуты нужно включить RX_SET в разделе конфигурация -> окошке настройки пищялки

1 августа 2021

konst отвечает в теме «регистрация квадрокоптеров» на форуме «Покупные квадрокоптеры»

Единственный вариант – обзвонить продавцов, у которых есть такой дрон в продаже и попросить (платно) выслать скан документа. Заводу изготовителю глубоко пофиг. Сертификацию проводят импортеры.

Линейные шаговые актуаторы серии FL

Назад
МодельТипоразмер, ммТок фазы, АМаксимальное усилие, НТипыМаксимальный ход, мм
FL20STH200,28B55
FL28STH280,413B120
FL35ST350,6 – 1,336 – 100A, B, C25 – 122
FL42STH420,773 – 130A, B, C51 – 121
FL57STH572,4110 – 200A, B, C36 – 194
Вперед

Линейные шаговые актуаторы FL20STH

Назад
Типоразмер, мм20
Погрешность шага винта, мм не более 0. 015
Эффективность винтадо 85%
Срок службы винта и гайкидо 5млн. циклов
Полный шаг, град1,8
Вперед

Описание линейных шаговых актуаторов серии FL20STH

Линейные шаговые актуаторы предназначены для линейного перемещения объектов с малой скоростью и высокой точностью.

Прецизионный линейный шаговый актуатор серии FL20STH состоит из гибридного шагового двигателя и механической передачи винт-гайка. Актуаторы FL20STH выпускаются одного типа В:

Тип B
С резьбой на валу и гайкой

Область применения: приборостроение, медицинская промышленность, автомобильная промышленность промышленная автоматизация и системы управления, устройства связи, обработка воды.

Технические характеристики

Назад
МодельТип линейного актуатораНоминальный ток, АДискретность перемещения при работе
двигателя в полушаговом режиме, мм
Макс. осевое усилие, НМакс. ход, мм
FL20STH‑50BС резьбой на валу и гайкой

0,24

0,0015855
Вперед

Габаритные и присоединительные размеры шаговых актуаторов FL20STH‑50B

Схемы подключения шаговых актуаторов

Линейные шаговые актуаторы FL28STH

Назад
Типоразмер, мм28
Погрешность шага винта, мм не более 0. 015
Эффективность винтадо 85%
Срок службы винта и гайкидо 5млн. циклов
Полный шаг, град1,8
Вперед

Описание линейных шаговых актуаторов серии FL28STH

Линейные шаговые актуаторы предназначены для линейного перемещения объектов с малой скоростью и высокой точностью.

Прецизионный линейный шаговый актуатор серии FL28STH состоит из гибридного шагового двигателя и механической передачи винт-гайка. Актуаторы FL28STH выпускаются одного типа В:

Тип B
С резьбой на валу и гайкой

Область применения: приборостроение, медицинская промышленность, автомобильная промышленность промышленная автоматизация и системы управления, устройства связи, обработка воды.

Технические характеристики

Назад
МодельТип линейного актуатораНоминальный ток, АДискретность перемещения при работе
двигателя в полушаговом режиме, мм
Макс. осевое усилие, НМакс. ход, мм
FL28STH‑110BС резьбой на валу и гайкой0,420,00313120
Вперед

Габаритные и присоединительные размеры шаговых актуаторов FL28STH‑110B

Схемы подключения шаговых актуаторов

Линейные шаговые актуаторы FL35ST

Назад
Типоразмер, мм35
Погрешность шага винта, мм не более 0. 015
Эффективность винтадо 85%
Срок службы винта и гайкидо 5млн. циклов
Полный шаг, град1,8
Вперед

Описание линейных шаговых актуаторов серии FL35ST

Линейные шаговые актуаторы предназначены для линейного перемещения объектов с малой скоростью и высокой точностью.

Прецизионный линейный шаговый актуатор серии FL35ST состоит из гибридного шагового двигателя и механической передачи винт-гайка. Актуаторы FL35ST выпускаются трех типов: A, В, C.

Тип A
Со свободным штокомТип B
С резьбой на валу и гайкойТип C
С выдвижным штоком

Область применения: приборостроение, медицинская промышленность, автомобильная промышленность промышленная автоматизация и системы управления, устройства связи, обработка воды.

Технические характеристики

Назад
МодельТип линейного актуатораНоминальный ток, АДискретность перемещения при работе
двигателя в полушаговом режиме, мм
Макс. осевое усилие, НМакс. ход, мм
FL35ST‑100AСо свободным штоком0,570,0015100122
FL35ST‑100BС резьбой на валу и гайкой1,250,00336107
FL35ST‑25CС выдвижным штоком0,570. 003975025
Вперед

Габаритные и присоединительные размеры шаговых актуаторов FL35ST‑100A

Габаритные и присоединительные размеры шаговых актуаторов FL35ST‑100B

Габаритные и присоединительные размеры шаговых актуаторов FL35ST‑25C

Схемы подключения шаговых актуаторов

Линейные шаговые актуаторы FL42STH

Назад
Типоразмер, мм42
Погрешность шага винта, мм не более 0. 015
Эффективность винтадо 85%
Срок службы винта и гайкидо 5млн. циклов
Полный шаг, град1,8
Вперед

Описание линейных шаговых актуаторов серии FL42STH

Линейные шаговые актуаторы предназначены для линейного перемещения объектов с малой скоростью и высокой точностью.

Прецизионный линейный шаговый актуатор серии FL42STH состоит из гибридного шагового двигателя и механической передачи винт-гайка. Актуаторы FL42STH выпускаются трех типов: A, В, C.

Тип A
Со свободным штокомТип B
С резьбой на валу и гайкойТип C
С выдвижным штоком

Область применения: приборостроение, медицинская промышленность, автомобильная промышленность промышленная автоматизация и системы управления, устройства связи, обработка воды.

Технические характеристики

Назад
МодельТип линейного актуатораНоминальный ток, АДискретность перемещения при работе
двигателя в полушаговом режиме, мм
Макс. осевое усилие, НМакс. ход, мм
FL42STH‑120АСо свободным штоком0,70,0015130121
FL42STH‑100BС резьбой на валу и гайкой0,70,0037394
FL42STH‑50CС выдвижным штоком0,7 0,01210051
Вперед

Габаритные и присоединительные размеры шаговых актуаторов FL42STH‑120A

Габаритные и присоединительные размеры шаговых актуаторов FL42STH‑100B

Габаритные и присоединительные размеры шаговых актуаторов FL42STH‑50C

Схемы подключения шаговых актуаторов

Линейные шаговые актуаторы FL57STH

Назад
Типоразмер, мм57
Погрешность шага винта, мм не более 0. 015
Эффективность винтадо 85%
Срок службы винта и гайкидо 5млн. циклов
Полный шаг, град1,8
Вперед

Описание линейных шаговых актуаторов серии FL57STH

Линейные шаговые актуаторы предназначены для линейного перемещения объектов с малой скоростью и высокой точностью.

Прецизионный линейный шаговый актуатор серии FL57STH состоит из гибридного шагового двигателя и механической передачи винт-гайка. Актуаторы FL57STH выпускаются трех типов: A, В, C.

Тип A
Со свободным штокомТип B
С резьбой на валу и гайкойТип C
С выдвижным штоком

Область применения: приборостроение, медицинская промышленность, автомобильная промышленность промышленная автоматизация и системы управления, устройства связи, обработка воды.

Технические характеристики

Назад
МодельТип линейного актуатораНоминальный ток, АДискретность перемещения при работе
двигателя в полушаговом режиме, мм
Макс. осевое усилие, НМакс. ход, мм
FL57STH‑200AСо свободным штоком2,410,005110194
FL57STH‑155BС резьбой на валу и гайкой2,410,005130182
FL57STH‑30CС выдвижным штоком2,410,002520036
Вперед

Габаритные и присоединительные размеры шаговых актуаторов FL57STH‑200A

Габаритные и присоединительные размеры шаговых актуаторов FL57STH‑155B

Габаритные и присоединительные размеры шаговых актуаторов FL57STH‑30C

Схемы подключения шаговых актуаторов

С этим товаром покупают

Блог

Helix | Линейные актуаторы DIY

Мы все были там – вы увидели отличную идею и подумали: «Я могу это сделать». Будь то ремонт вашего автомобиля, ландшафтный проект на заднем дворе или даже идея поделки для вашего дома, у всех нас был проект DIY, который не удался.

Мы все были там – вы увидели отличную идею и подумали: «Я могу это сделать». Будь то ремонт вашего автомобиля, ландшафтный проект на заднем дворе или даже идея поделки для вашего дома, у всех нас был проект DIY, который не удался.Нет ничего плохого в том, чтобы попытаться создать проект самостоятельно – если это сработает.

То же самое и с линейным перемещением. Вы знаете основы этого процесса, поэтому создание собственного линейного актуатора должно быть легким, верно?

Все можно найти в Интернете, поэтому вы начинаете делать заказы от разных производителей. В конце концов, все ваши детали будут доставлены по почте, и пришло время для сборки. Через несколько часов у вас есть что-то похожее на то, что вы пытались построить, и начинаются вопросы.

Почему у меня есть лишний предмет? Почему мой ходовой винт не вращается? Почему все это так дорого стоило? Почему я вообще попытался сделать это самостоятельно? Почему я не могу просто купить прямоходный привод, готовый к работе?

У

Helix Linear Technologies есть ответ для вас. Вместо того, чтобы проектировать, покупать компоненты и собирать, наши клиенты обнаруживают, что удобство и экономия средств встраивания в свои приложения предварительно спроектированного, собранного, испытанного и готового к использованию привода Helix Linear является наиболее экономичным и чувствительным ко времени подходом к низкому уровню затрат. автоматизация затрат.

Наши линейные приводы Micro Precision – это строительные блоки для недорогой автоматизации. Каждый вариант включает узел прецизионного ходового винта, заключенный в прочный алюминиевый экструдированный корпус.

  • CPA (Прецизионный привод с сопряженным приводом)
  • IPA (встроенный прецизионный привод)
  • SPA (простой прецизионный привод)

Helix использует шаговый двигатель, специально изготовленный в соответствии с их спецификациями, и доступен в различных конфигурациях обмотки. В двигателях установлены радиальные шарикоподшипники увеличенного размера с регулировочными шайбами ​​для устранения люфта двигателя и обеспечения максимальной тяги. Двигатели с двойным стеком трех типоразмеров; NEMA 14, 17 и 23 являются стандартными опциями каталога. Электродвигатели могут иметь жгуты проводов и добавленные разъемы в соответствии с чертежом заказчика.

Приводы изготовлены из самонесущего прецизионного экструдированного алюминия и доступны с опциональными направляющими выносных опор Profile Rail для повышения жесткости при моментных или смещенных нагрузках.Встроенные Т-образные пазы обеспечивают удобную опору, а также простой и экономичный монтаж аксессуаров, таких как монтажные кронштейны, концевые выключатели и держатели кабеля.

Гладкость обеспечивается прецизионно прокатанным ходовым винтом с покрытием из ПТФЭ, установленным на двигателе, который на заводе согласован с ходовой гайкой Helix. Свинцовые гайки отливаются методом литья под давлением из специальной смеси полимеров, которые обеспечивают долгий срок службы и исключительную плавность работы в самых сложных условиях. Винты ходового винта и гайки ходового винта производятся с централизованным измененным профилем резьбы, который предотвращает заклинивание, пропускает загрязнения и обеспечивает самый низкий коэффициент трения.Полная универсальность достигается за счет семи стандартных выводов, представленных в каталоге. Для таких высокоточных приложений стандартный вариант каталога – это сборка ходовой гайки с защитой от люфта.

Есть собственный мотор? Helix Linear предлагает привод Micro Precision со стандартными креплениями двигателя и муфтами. У нас даже есть версия с удлинителем вала для крепления шкива, ручки или маховика.

Дополнительная литература

Двигайтесь вперед с прецизионным линейным приводом

Три крутых проекта для небольшого линейного привода

10 главных преимуществ электрического линейного привода

Приводы (Как выбрать подходящий)

Электрический привод – более чистая и эффективная альтернатива гидравлическим и пневматическим решениям. Электрические приводы преобразуют вращательное движение шестерен и шарикового или ходового винта в прямое или линейное движение для точного, воспроизводимого выполнения толкания / вытягивания, подъема / опускания, вращения или позиционирования нагрузок.

Электрические приводы обычно используются в таких приложениях, как сельскохозяйственные машины и оборудование, медицинские приборы, автоматизация производства, погрузочно-разгрузочные работы и многие другие.

Узнать больше об электрических приводах>

Какие бывают типы приводов?

Thomson предлагает широкий ассортимент, который подразделяется на линейные, прецизионные, шаговые двигатели и бесштоковые двигатели.

  • Линейные приводы используются во всех типах оборудования для автоматизации процессов, вывода людей из опасных ситуаций, обеспечения дистанционного управления или облегчения сложной / утомительной / ручной работы.
  • Прецизионные линейные приводы разработаны для приложений, требующих более высокой скорости, более высоких нагрузок, непрерывного рабочего цикла, точного позиционирования и гибкой интеграции в ограниченных пространствах.
  • Линейный шаговый двигатель Приводы объединяют гибридный шаговый двигатель и прецизионный ходовой винт в одном компактном корпусе, что подходит для приложений, где присутствует внешнее руководство или требуется высокий уровень гибкости конструкции.
  • Бесштоковые линейные приводы также известны как системы линейного перемещения.

Почему Томсон?

Начиная с нашего первого привода более 50 лет назад, Thomson является надежным пионером на рынке, разрабатывая технологии, которые помогают клиентам решать проблемы, повышать эффективность и повышать ценность каждого электромеханического линейного привода, который они устанавливают.

Приводы

Thomson практически не требуют обслуживания, не пропускают жидкость и легко интегрируются в автоматизированный процесс.Наш опыт проектирования и применения дополняется обширным предложением онлайн-ресурсов, которые включают инструменты определения размеров и выбора, интерактивные 3D-модели САПР, специализированные веб-сайты продуктов, обучающие видеоролики и многое другое.

Линейный привод

– 3D-модели CAD и двухмерные чертежи

Линейный привод – это привод, который создает движение по прямой линии, в отличие от кругового движения обычного электродвигателя. Линейные приводы используются в станках и промышленном оборудовании, в компьютерной периферии, такой как дисководы и принтеры, в клапанах и амортизаторах и во многих других местах, где требуется линейное движение.Гидравлические или пневматические цилиндры по своей сути производят линейное движение. Многие другие механизмы используются для создания линейного движения от вращающегося двигателя.

Типы

Механические приводы

Механические поступательные приводы обычно работают путем преобразования вращательного движения в поступательное. Преобразование обычно выполняется с помощью нескольких простых механизмов:

  • Винт : приводы ходового винта, винтового домкрата, шарико-винтовой передачи и роликового винта работают по принципу простого механизма, известного как винт. При вращении гайки привода вал винта движется по прямой.
  • Колесо и ось : Подъемник, лебедка, рейка и шестерня, цепной привод, ременной привод, жесткая цепь и приводы с жестким ремнем работают по принципу колеса и оси. Вращающееся колесо перемещает трос, стойку, цепь или ремень для получения линейного движения. [1]
  • Кулачок : Приводы кулачка работают по принципу, аналогичному принципу действия клина, но обеспечивают относительно ограниченный ход. Когда кулачок в виде колеса вращается, его эксцентрическая форма обеспечивает упор в основании вала.

Некоторые механические линейные приводы работают только на тягу, например, подъемники, цепные и ременные приводы. Другие только толкают (например, кулачковый привод). Пневматические и гидравлические цилиндры или ходовые винты могут быть сконструированы так, чтобы создавать силу в обоих направлениях.

Механические приводы обычно преобразуют вращательное движение ручки управления или ручки в линейное перемещение с помощью винтов и / или шестерен, к которым прикреплена ручка или ручка. Домкрат или автомобильный домкрат – это привычный механический привод. Другое семейство приводов основано на сегментированном шпинделе.Вращение рукоятки домкрата механически преобразуется в поступательное движение головки домкрата. Механические приводы также часто используются в области лазеров и оптики для управления положением линейных столиков, поворотных столиков, опор для зеркал, гониометров и других инструментов позиционирования. Для точного и повторяемого позиционирования на ручках управления могут использоваться индексные метки. Некоторые приводы оснащены энкодером и цифровым устройством считывания положения. Они похожи на ручки регулировки, используемые на микрометрах, за исключением того, что их назначение – регулировка положения, а не измерение положения.

Гидравлические приводы

Гидравлические приводы или гидроцилиндры обычно представляют собой полый цилиндр, в который вставлен поршень. Неуравновешенное давление, приложенное к поршню, создает силу, которая может перемещать внешний объект. Поскольку жидкости почти несжимаемы, гидравлический цилиндр может обеспечивать контролируемое точное линейное перемещение поршня. Смещение только по оси поршня. Знакомый пример гидравлического привода с ручным управлением – это автомобильный гидравлический домкрат.Однако обычно термин «гидравлический привод» относится к устройству, управляемому гидравлическим насосом.

Пневматические приводы

Пневматические приводы или пневматические цилиндры похожи на гидравлические приводы, за исключением того, что они используют сжатый газ для создания силы вместо жидкости. Они работают аналогично поршню, в котором воздух нагнетается внутрь камеры и выталкивается из другой стороны камеры. Пневматические приводы не обязательно используются для тяжелого оборудования и случаев, когда присутствует большой вес.Одна из причин, по которой пневматические линейные приводы предпочтительнее других типов, заключается в том, что источником энергии является просто воздушный компрессор. Поскольку воздух является источником ввода, пневматические приводы могут использоваться во многих местах механической деятельности. Обратной стороной является то, что большинство воздушных компрессоров большие, громоздкие и громкие. После установки их трудно транспортировать в другие места. Пневматические линейные приводы могут иметь утечку, что делает их менее эффективными, чем механические прямоходные приводы.

Пьезоэлектрические приводы

Пьезоэлектрический эффект – это свойство некоторых материалов, при котором приложение напряжения к материалу вызывает его расширение.Очень высокие напряжения соответствуют лишь крошечным расширениям. В результате пьезоэлектрические приводы могут достигать чрезвычайно точного разрешения позиционирования, но также имеют очень короткий диапазон движения. Кроме того, пьезоэлектрические материалы обладают гистерезисом, что затрудняет повторяемый контроль их расширения.

Электромеханические приводы

Электромеханические приводы аналогичны механическим приводам, за исключением того, что ручка управления заменена на электродвигатель.Вращательное движение двигателя преобразуется в линейное перемещение. Существует множество конструкций современных линейных приводов, и каждая компания, производящая их, стремится использовать собственный метод. Ниже приводится обобщенное описание очень простого электромеханического линейного привода.

Упрощенная конструкция

Обычно электродвигатель механически подключается для вращения ходового винта. Ходовой винт имеет непрерывную спиральную резьбу, нарезанную по его окружности, проходящую по всей длине (аналогично резьбе на болте).На ходовой винт навинчена ходовая гайка или шариковая гайка с соответствующей винтовой резьбой. Гайка не может вращаться с помощью ходового винта (обычно гайка блокируется с невращающейся частью корпуса привода). Следовательно, когда ходовой винт вращается, гайка будет вращаться по резьбе. Направление движения гайки зависит от направления вращения ходового винта. Путем подсоединения рычагов к гайке движение можно преобразовать в полезное линейное перемещение. Большинство современных приводов созданы для высокой скорости, большой силы или компромисса между ними. При выборе привода для конкретного применения наиболее важными характеристиками обычно являются ход, скорость, сила, точность и срок службы. Большинство разновидностей устанавливаются на заслонки или дроссельные заслонки. [3] [4]

Есть много типов двигателей, которые могут использоваться в системе линейных приводов. К ним относятся щеточные двигатели постоянного тока, бесщеточные двигатели постоянного тока, шаговые или, в некоторых случаях, даже асинхронные двигатели. Все зависит от требований приложения и нагрузок, которые привод предназначен для перемещения.Например, линейный привод, использующий встроенный асинхронный двигатель переменного тока мощностью в лошадиных силах, приводящий в движение ходовой винт, может использоваться для управления большим клапаном на нефтеперерабатывающем заводе. В этом случае точность и высокое разрешение движения не нужны, но необходимы высокая сила и скорость. Для электромеханических линейных приводов, используемых в лабораторных контрольно-измерительных приборах, робототехнике, оптическом и лазерном оборудовании или в X-Y столах, высокое разрешение в микронном диапазоне и высокая точность могут потребовать использования линейного привода шагового двигателя с дробной мощностью и шаговым винтом с мелким шагом. Существует множество разновидностей системы электромеханических линейных приводов. Очень важно понимать требования к дизайну и ограничения приложения, чтобы знать, какой из них будет лучшим.

Стандартная и компактная конструкция

Линейный привод, использующий стандартные двигатели, обычно будет иметь двигатель в виде отдельного цилиндра, прикрепленного к стороне привода, либо параллельно приводу, либо перпендикулярно приводу. Двигатель может быть прикреплен к концу привода.Приводной двигатель имеет типичную конструкцию со сплошным приводным валом, который соединен с приводной гайкой или приводным винтом привода.

В компактных линейных приводах используются специально разработанные двигатели, которые пытаются придать двигателю и приводу минимально возможную форму.

  • Внутренний диаметр вала двигателя может быть увеличен, так что приводной вал может быть полым. Таким образом, приводной винт и гайка могут занимать центр двигателя без необходимости в дополнительной передаче между двигателем и приводным винтом.
  • Точно так же двигатель может быть выполнен с очень маленьким наружным диаметром, но вместо этого поверхности полюсов растянуты в продольном направлении, так что двигатель все еще может иметь очень высокий крутящий момент при установке в пространстве небольшого диаметра.
Принципы

В большинстве конструкций линейных приводов основной принцип работы – наклонная плоскость. Резьба ходового винта действует как непрерывный наклон, который позволяет использовать небольшую вращающую силу на большом расстоянии для выполнения перемещения большого груза на короткое расстояние.

Варианты

Было создано множество вариаций базовой конструкции. Большинство из них сосредоточены на обеспечении общих улучшений, таких как более высокий механический КПД, скорость или грузоподъемность. Существует также большое инженерное движение в сторону миниатюризации приводов.

Большинство электромеханических конструкций включает ходовой винт и ходовую гайку. Некоторые используют шариковый винт и шариковую гайку. В любом случае винт может быть соединен с двигателем или ручкой ручного управления либо напрямую, либо через ряд шестерен.Шестерни обычно используются, чтобы позволить меньшему (и более слабому) двигателю, вращающемуся на более высоких оборотах, быть уменьшенным, чтобы обеспечить крутящий момент, необходимый для вращения винта при более тяжелой нагрузке, чем двигатель мог бы в противном случае приводить в движение напрямую. Фактически это приносит в жертву скорости привода в пользу увеличенного усилия привода. В некоторых приложениях широко распространено использование червячной передачи, поскольку это позволяет иметь меньший встроенный размер, при этом обеспечивая большую длину хода.

Линейный привод с подвижной гайкой имеет двигатель, который остается прикрепленным к одному концу ходового винта (возможно, косвенно через коробку передач), двигатель вращает ходовой винт, а ходовая гайка удерживается от вращения, поэтому она перемещается вверх и вниз по ходовому винту.

Линейный привод с ходовым винтом имеет ходовой винт, полностью проходящий через двигатель. В линейном приводе с ходовым винтом двигатель «ползет» вверх и вниз по ходовому винту, который не может вращаться. Единственные вращающиеся части находятся внутри двигателя и могут быть не видны снаружи.

Некоторые ходовые винты имеют несколько «пусков». Это означает, что на одном валу чередуется несколько резьб. Один из способов визуализировать это – сравнить с разноцветными полосами на леденце.Это позволяет более точно регулировать шаг резьбы и площадь контакта резьбы гайки / винта, которая определяет скорость выдвижения и грузоподъемность (резьбы) соответственно.

Допустимая статическая нагрузка

Линейные винтовые приводы могут иметь статическую нагрузочную способность, что означает, что когда двигатель останавливается, привод по существу фиксируется на месте и может выдерживать нагрузку, которая либо тянет, либо толкает привод. Эта статическая грузоподъемность увеличивает мобильность и скорость.

Тормозное усилие привода зависит от углового шага резьбы винта и конкретной конструкции резьбы.Резьба Acme обладает очень высокой статической нагрузочной способностью, в то время как шарико-винтовые пары имеют чрезвычайно низкую нагрузочную способность и могут почти свободно плавать.

Обычно невозможно изменить статическую нагрузочную способность винтовых приводов без дополнительных технологий. Шаг резьбы винта и конструкция ведущей гайки определяют конкретную грузоподъемность, которую нельзя динамически регулировать.

В некоторых случаях в линейные винтовые приводы можно добавить высоковязкую смазку для увеличения статической нагрузки. Некоторые производители используют это для изменения нагрузки в соответствии с конкретными потребностями. [5]

Допустимая статическая нагрузка может быть добавлена ​​к линейному винтовому приводу с помощью электромагнитной тормозной системы, которая прикладывает трение к вращающейся приводной гайке. Например, пружина может использоваться для наложения тормозных колодок на ведущую гайку, удерживая ее в нужном положении при отключении питания. Когда привод необходимо переместить, электромагнит противодействует пружине и ослабляет тормозное усилие на приводной гайке.

Аналогичным образом электромагнитный храповой механизм можно использовать с линейным винтовым приводом, чтобы приводная система, поднимающая груз, фиксировалась в положении при отключении питания привода.Чтобы опустить привод, используется электромагнит, противодействующий силе пружины и разблокирующий храповой механизм.

Допустимая динамическая нагрузка

Под допустимой динамической нагрузкой обычно понимается величина силы, которую линейный привод может обеспечить во время работы. Эта сила будет варьироваться в зависимости от типа винта (величина трения, ограничивающего движение) и двигателя, приводящего в движение. Динамическая нагрузка – это показатель, по которому классифицируется большинство приводов, и он является хорошим показателем того, для каких приложений он подходит лучше всего. [6]

Контроль скорости

В большинстве случаев при использовании электромеханического привода предпочтительно иметь какой-либо тип управления скоростью. Такие контроллеры изменяют напряжение, подаваемое на двигатель, что, в свою очередь, изменяет скорость вращения ходового винта. Регулировка передаточного числа – еще один способ регулировки скорости. Некоторые приводы доступны с несколькими различными вариантами передачи. [7]

Рабочий цикл

Рабочий цикл двигателя – это время, в течение которого привод может работать, прежде чем ему потребуется остыть.Соблюдение этого правила при эксплуатации привода является ключом к его долговечности и производительности. Если значение рабочего цикла превышено, возникает риск перегрева, потери мощности и возможного возгорания двигателя.

Двигатели линейные

Линейный двигатель функционально такой же, как роторный электродвигатель, в котором компоненты кругового магнитного поля ротора и статора расположены по прямой линии. Если роторный двигатель будет вращаться и повторно использовать те же поверхности магнитных полюсов, структуры магнитного поля линейного двигателя физически повторяются по длине привода.

Поскольку двигатель движется линейно, ходовой винт не требуется для преобразования вращательного движения в линейное. Несмотря на то, что высокая производительность возможна, ограничения по материалам и / или двигателям в большинстве конструкций преодолеваются относительно быстро из-за того, что они полагаются исключительно на силы магнитного притяжения и отталкивания. Большинство линейных двигателей имеют низкую нагрузочную способность по сравнению с другими типами линейных приводов. Линейные двигатели имеют преимущество на открытом воздухе или в грязных средах в том, что двум половинкам не нужно соприкасаться друг с другом, и поэтому катушки электромагнитного привода могут быть водонепроницаемы и защищены от влаги и коррозии, что обеспечивает очень долгий срок службы.

Телескопический линейный привод

Телескопические линейные приводы

– это специализированные линейные приводы, используемые в местах с ограниченным пространством. Их диапазон движения во много раз больше, чем длина нерастянутого исполнительного элемента.

Обычная форма состоит из концентрических трубок приблизительно равной длины, которые расширяются и втягиваются, как втулки, одна внутри другой, например телескопический цилиндр.

В других более специализированных телескопических приводах используются исполнительные элементы, которые действуют как жесткие линейные валы при выдвижении, но разрывают эту линию, складываясь, разделяясь на части и / или разматывая при втягивании.Примеры телескопических линейных приводов:

Достоинства и недостатки

Тип привода Преимущества Недостатки
Механический Дешево. Повторяемый. Источник питания не требуется. Автономный. Идентичное поведение при выдвижении или втягивании. Только ручное управление. Без автоматизации.
Электромеханический Дешево. Повторяемый. Операцию можно автоматизировать.Автономный. Идентичное поведение при выдвижении или втягивании. Двигатели постоянного тока или шаговые двигатели. Возможна обратная связь по положению. Многие движущиеся части подвержены износу.
Линейный двигатель Простой дизайн. Минимум движущихся частей. Возможны высокие скорости. Автономный. Идентичное поведение при выдвижении или втягивании. Усилие от низкого до среднего.
Пьезоэлектрический Возможны очень небольшие движения на высоких скоростях. Практически не потребляет энергии. Короткий ход, если не усилен механически. Требуется высокое напряжение, обычно 24 В или более. Дорого и хрупко. Хорош только на сжатие, но не на растяжение. Обычно используется для топливных форсунок
Гидравлический Возможны очень большие усилия. Относительно высокое отношение мощности к размеру (или удельная мощность). Может протекать. Требуется обратная связь по положению для повторяемости. Требуется внешний гидравлический насос. Некоторые проекты хороши только по сжатию.
Пневматический Сильный, легкий, простой, быстрый. Точное управление положением невозможно, кроме как при полной остановке
Восковой мотор Бесперебойная работа. Не такой надежный, как другие методы.
Сегментированный шпиндель Очень компактный. Диапазон движения больше длины привода. Как линейное, так и вращательное движение.
Подвижная катушка Сила, положение и скорость управляемы и воспроизводимы. Способен к высоким скоростям и точному позиционированию.Возможны линейные, вращательные и линейные + вращательные действия. Требует, чтобы обратная связь по положению была повторяемой.
MICA (управляемый привод с подвижным железом) Высокая сила и управляемость. Более высокая сила и меньшие потери, чем у движущихся катушек. Потери легко рассеиваются. Электронный драйвер легко спроектировать и настроить. Ход ограничен несколькими миллиметрами, меньшая линейность, чем у движущихся катушек

См. Также

Комплект высокоскоростных электрических линейных приводов 12 В постоянного тока

Новые технологии для бесшовной интеграции

Компания TiMOTION, являясь ведущим производителем электрических линейных приводов, является вашим ресурсом номер один для систем привода.По сравнению с оборудованием, приводимым в действие пневматическими или гидравлическими системами, электрические линейные приводы обычно требуют меньше обслуживания, улучшают гибкость системы и повышают надежность. Приводы TiMOTION достигают этого за счет преобразования вращательного движения электродвигателя в поступательное. Конечным результатом является машина, способная двигаться и поворачиваться в различных направлениях; он может поднимать, опускать, толкать и тянуть. Электрический линейный привод представляет собой гигантский скачок вперед для отраслей, в которых используются регулируемые машины, которые должны быть надежными и простыми в эксплуатации. Это полностью функциональное и сложное решение линейного срабатывания применимо в бесчисленных отраслях, от здравоохранения и производства мебели до тяжелого промышленного оборудования.

Электрические линейные приводы TiMOTION Продукты

  • Напряжение постоянного / переменного тока:

    Для беспрепятственной интеграции в различные прикладные системы мы предлагаем линейные приводы постоянного и переменного тока. Сюда входят варианты на 12 В, 24 В, 36 В и 48 В постоянного тока, а также на 110 и 220 В переменного тока.
  • Уровни защиты (водонепроницаемость / пыленепроницаемость):

    Наши электрические линейные приводы могут быть герметизированы до индивидуального уровня водо- и пыленепроницаемости, который необходим заказчику в зависимости от среды применения.Наши наиболее распространенные уровни защиты – IP42, IP54, IP66, IP66W и IP69K.
  • Стили:

    Мы разрабатываем и производим линейные приводы различных стилей, которые являются взаимозаменяемыми и настраиваемыми в соответствии с требованиями заказчика. Некоторые распространенные типы электрических приводов включают приводы с линейным приводом, параллельным приводом и прямоугольным или L-образным приводом.

Они также различаются в зависимости от размера, грузоподъемности и скорости. Многие из наших продуктов получили отраслевые сертификаты CE, IEC, CQC и UL.

Приложения для любой отрасли

Электрические линейные приводы имеют практическое значение практически для любой отрасли, где производятся продукты, требующие перемещения. В здравоохранении исполнительные системы используются для доступа врача и пациента. Кресла, кровати и медицинское оборудование для пациентов оборудованы для обеспечения как вертикального, так и горизонтального перемещения при минимальном возможном уровне шума при работе. В рабочих условиях регулируемая эргономичная мебель стала возможной с регулируемыми по высоте колоннами.В промышленности линейные приводы могут использоваться для тяжелой техники и др. Для дома электрические линейные приводы приводят в действие оборудование для движения, такое как кресла и регулируемые кровати.

TiMOTION: Ваш партнер по приводным системам

TiMOTION является важным деловым партнером для обрабатывающей промышленности. Мы помогаем удовлетворить уникальные бизнес-потребности производителей, которые создают продукты для движения, требующие надежной работы. TiMOTION работает по вертикально интегрированной бизнес-модели, которая дает нам свободу предлагать самые высокие стандарты качества.В то время как конкуренция ограничена в дизайне и функциях интеграции продукта, TiMOTION специализируется на настраиваемых параметрах, основанных на потребностях отдельного клиента. Наши сотрудники очень хорошо осведомлены об этой отрасли и готовы работать с вами, поэтому свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше.

Электропривод

– обзор

(2) Основные типы

Электроприводы делятся на два разных типа; поворотные и линейные. Поворотные электрические приводы вращаются из открытого положения в закрытое с помощью дисковых, шаровых и пробковых клапанов. При использовании поворотных электрических приводов электромагнитная энергия от двигателя заставляет компоненты вращаться, обеспечивая многочисленные остановки во время каждого хода. В качестве вращательного элемента можно использовать либо круговой вал, либо стол. При выборе электрического поворотного привода следует учитывать крутящий момент привода и диапазон движения. Крутящий момент привода относится к мощности, вызывающей вращение, в то время как полный диапазон движения может быть номинальным, четвертьоборотным или многооборотным. Напротив, линейные электрические приводы открываются и закрываются с помощью пережимных, шаровых, диафрагменных, запорных или угловых клапанов.Их часто используют, когда требуются жесткие допуски. В этих электрических приводах используется узел трапецеидального винта или шарико-винтовая передача с моторным приводом для обеспечения линейного движения. В линейных электрических приводах нагрузка подключается к концу винта с ременным или зубчатым приводом. Важные факторы, которые следует учитывать при выборе линейных электрических приводов, включают количество оборотов, приводное усилие и длину хода штока клапана.

(a) Линейные электрические приводы обеспечивают поступательное движение посредством шарико-винтовой передачи с моторным приводом или винтового узла.Нагрузка линейного привода прикреплена к концу винта или стержня и не поддерживается. Винт может быть с прямым, ременным или зубчатым приводом. Важные технические характеристики, которые следует учитывать при рассмотрении линейных приводов, включают ход, максимальную номинальную нагрузку или усилие, максимальную номинальную скорость, длительную мощность и люфт системы. Ход – это расстояние между полностью выдвинутым и полностью втянутым положениями штанги. Максимальная номинальная нагрузка или усилие не является максимальной статической нагрузкой. Максимальная номинальная скорость – это максимальная линейная скорость привода, обычно рассчитанная при низкой нагрузке или без нее.Непрерывная мощность – это устойчивая энергия; он не включает краткосрочные пиковые значения мощности. Люфт – это ошибка положения из-за изменения направления. Выбор двигателей включает DC (постоянный ток), сервопривод постоянного тока, бесщеточный постоянный ток, бесщеточный сервопривод постоянного тока, переменный ток (переменный ток), сервопривод переменного тока и шаговый двигатель. Входная мощность может быть указана для двигателей постоянного, переменного тока или шаговых двигателей.

Технические характеристики приводного винта для линейных приводов включают тип приводного винта и шаг винта. Функции включают самоблокировку, концевые выключатели, обратную связь от энкодера двигателя и линейную обратную связь по положению.Выбор винтов включает винты с трапецеидальной головкой и шариковые винты. Шурупы Acme обычно удерживают нагрузки без питания, но обычно менее эффективны, чем шарико-винтовые передачи. Они также обычно имеют более короткий срок службы, но более устойчивы к ударным нагрузкам. Если люфт вызывает беспокойство, обычно лучше выбрать шарико-винт. Шарико-винтовые пары обладают меньшим трением и, следовательно, более высокой эффективностью, чем ходовые винты. Шаг винта – это расстояние, на которое стержень продвигается за один оборот винта.

(b) Поворотные электрические приводы обеспечивают поступательное вращательное движение выходного вала.В самом простом виде поворотный привод состоит из двигателя с редуктором скорости. Эти двигатели переменного и постоянного тока могут быть изготовлены с точным указанием напряжения, частоты, мощности и рабочих характеристик. Редуктор скорости соответствует требуемому соотношению скорости, крутящего момента и ускорения. Срок службы, рабочий цикл, предельная нагрузка и точность – вот факторы, которые дополнительно определяют выбор редуктора скорости. Закаленные прецизионные прямозубые шестерни поддерживаются подшипниками качения, что является стандартной практикой в ​​этих редукторах.Составное редукторное редукторное редукторное редукторное редуктор имеет компактную конфигурацию с несколькими путями нагрузки, а также планетарную форму. Технические характеристики поворотного привода включают угловое вращение, крутящий момент и скорость, а также управляющие сигналы и сигналы обратной связи, а также температуру окружающей среды.

Поворотные приводы могут включать в себя различные вспомогательные компоненты, такие как тормоза, муфты, шестерни с обратным люфтом и / или специальные уплотнения. Также могут использоваться резервные схемы, включающие суммирование скорости или крутящего момента двух или более двигателей.Сегодня поступательное движение в приводах преобразовано во вращательное во многих приложениях. За счет непосредственной передачи вращательного движения некоторые детали можно сохранить в станине. Это позволяет производителю кровати встраивать поворотный привод гораздо более элегантно, чем линейный привод. Результатом является более чистый дизайн, потому что актуатор рассматривается не как продукт, висящий под кроватью, а как часть кровати.

Поворотные электрические приводы используются для регулирующих клапанов, которые делятся в зависимости от диапазона от многооборотного до четвертьоборотного.Многооборотные приводы с электрическим приводом – одна из наиболее часто используемых и надежных конфигураций приводов. Одно- или трехфазный электродвигатель приводит в движение комбинацию прямозубых и / или горизонтальных шестерен, которые, в свою очередь, приводят в движение резьбовую втулку. Гайка штока входит в зацепление со штоком клапана, открывая или закрывая его, часто через вал с угловой резьбой. Электрические многооборотные приводы способны быстро управлять очень большими клапанами. Для защиты клапана концевой выключатель выключает двигатель в конце хода.Механизм измерения крутящего момента привода отключает электродвигатель при превышении безопасного уровня крутящего момента. Переключатели с указанием положения используются для индикации открытого и закрытого положения клапана. Обычно в комплект входят механизм выключения сцепления и маховик, чтобы клапаном можно было управлять вручную в случае сбоя питания.

Электрические четвертьоборотные приводы очень похожи на электрические многооборотные приводы. Основное отличие состоит в том, что элемент главной передачи обычно находится в одном квадранте, который обеспечивает движение на 90 °. Последнее поколение четвертьоборотных приводов включает в себя многие функции, присущие наиболее сложным многооборотным приводам, например, ненавязчивый, инфракрасный, человеко-машинный интерфейс для настройки, диагностики и т. Д. Четвертьоборотные электрические приводы компактны и могут использоваться на небольших клапанах. Обычно они оцениваются примерно в 1500 фут-фунтов. Дополнительным преимуществом четвертьоборотных приводов меньшего размера является то, что из-за их более низкого энергопотребления они могут быть оснащены аварийным источником питания, например аккумулятором, для обеспечения безотказной работы.

Приводы тяги могут быть установлены на клапанах, требующих линейного перемещения. Осевые приводы преобразуют крутящий момент многооборотного привода в осевое усилие с помощью встроенного упорного устройства. Требуемая (отключающая) сила привода (тяга и тяга) может регулироваться плавно и воспроизводимо. Линейные приводы в основном используются для управления запорной арматурой. Узлы тяги, установленные на выходном приводе многооборотного привода, состоят в основном из шпинделя с резьбой, метрического болта для соединения вала клапана и корпуса для защиты шпинделя от воздействия окружающей среды.Описываемая версия используется для непосредственного монтажа привода на арматуру. Однако упорные приводы с вилочным шарниром (непрямой монтаж) также могут управлять дроссельными заслонками или амортизаторами, когда прямая установка неполнооборотного привода невозможна или неэффективна. Узлы привода упорных приводов для режима регулирования также соответствуют высоким требованиям режима регулирования. Кроме того, для этих упоров высококачественные материалы и точные допуски гарантируют безупречную работу в течение многих лет эксплуатации.Силовые агрегаты приводятся в действие регулирующими приводами.

DIY Motion Simulator – Часть 1 – Введение, фотографии, список покупок – Bogdan Berg

  • Часть 1 – Обзор проекта – Что это такое и что в нем такого интересного? 😉
  • Часть 3 – Линейные приводы

О чем это? 😉

Как вы могли заметить из некоторых других моих сообщений в этом блоге, автоспорт и автомобили в целом – одна из моих страстей. Я стараюсь посещать хотя бы пару трек-дней в сезоне и получаю огромное удовольствие от кольцевых гонок. Однако затраты могут быстро возрасти, и жизнь в Сиэтле оставляет нам много дождливых дней осенью / зимой / весной, что несколько ограничивает временное окно для оптимальных условий на трассе. Хотя гонки под дождем уже само по себе искусство… 😉

С качеством текущих симуляций – в основном на ПК, но я ни в коем случае не критикую предложения по консолям, так как я потратил свою долю часов на Gran Turismo и Forza и отлично провел время за этим – создание установка для симуляторов – очень заманчивый вариант.Если позволяет площадь, свободное время и финансовое положение.

Приобрести оснастку – это одно, а добавление движения к ней – вообще очень дорогой вариант. К счастью, были большие разработки в области разработки приводов с открытым исходным кодом, отлично подходящих для такого применения. Я исследовал самый популярный (SFX-100) и решил построить его.

Продолжайте читать ниже и присоединяйтесь ко мне в этом путешествии!

Я надеюсь, что эта серия статей может послужить исчерпывающим журналом сборки, ответить на многие общие вопросы, выявить интересные альтернативы и решения, которые необходимо принять в процессе, и сделать все это менее пугающим. Это отличный проект, за который стоит взяться, и хотя временами он может показаться немного сложным, нет ничего сложного, что могло бы помешать прогрессу более чем на несколько минут. И конечный результат того стоит.

Витрина реализованного проекта

Прежде чем я попрошу вас потратить некоторое время на ознакомление с содержанием этой статьи, какой лучший способ убедить вас, чем показать окончательный результат?

Видео

Вот видео о реализованном проекте!

Чтобы узнать больше, посетите мой канал на YouTube – вы найдете различные видео, которые я снял во время работы над этим проектом, а также видео из других моих проектов.

И вот пара быстрых снимков, которые я сделал на ранних тестах:

  • Испытание на раллийных автомобилях – выявление диапазона движения и быстрого отклика

  • Тест на автомобиле GT, показывает детали, которые можно почувствовать, даже если диапазон движения не такой большой

Оба этих видео были сняты до завершения сборки, поэтому на столе посреди комнаты стоит единственный монитор. Мне просто не терпелось попробовать! 😉

Галерея

Вот несколько фотографий, на которых показаны различные этапы строительства и которые позволяют увидеть, что будет в следующих статьях!

Проект «SFX-100»

Это крутое название описывает конструкцию с открытым исходным кодом 4 линейных приводов. Он использует 4 мощных, но по разумной цене серводвигателей, различные довольно легко доступные компоненты, некоторые редко производимые (специальные экструзии доступны от 2 компаний по всему миру) и индивидуально разработанные детали для 3D-печати.

Когда я собрал и прикрепил к вашему снаряжению… это заставило меня еще больше полюбить симуляторы 🙂 Теперь я действительно понимаю важность треков с лазерным сканированием. Гонки без движения теперь кажутся неполными.

Официальный сайт проекта:
https: // opensfx.com /

Там вы найдете много отличных ресурсов. Большое спасибо Saxxon , RowanHick, HoiHman и многим другим, кто внес свой вклад в этот проект. Без их работы движение по-прежнему было бы недоступно для многих из нас, гонщиков-симуляторов!
[вернуться к оглавлению]

Официальный список запчастей для сборки приводов SFX-100 доступен здесь:
https://opensfx.com/shopping-list-and-sourcing-parts/#shopping

Отличный справочник по поиску запчастей в США был размещен на форумах RaceDepartment:
https: // www. racedepartment.com/threads/the-simfeedback-ac-diy-motion-simulator-thread.159524/page-98#post-2899157

Обо всем этом и обо всем остальном, что я использовал, см. Ниже – я надеюсь собрать исчерпывающий список всего, что необходимо для создания такой же установки с нуля. Я оставлю только такие вещи, как конфигурация ПК и оборудование для симуляторов (рулевое колесо, колеса, педали, переключатели, ручные тормоза, блоки кнопок и т. Д.).

Продукт Цена Ссылка для покупки Описание
SFX-100 – запчасти от Kinetik Общая стоимость: 265 долларов ( с доставкой)
Примечание: цены, указанные ниже , не включают доставку.
Профиль K50 (N10) 100 долларов
(4x 25 долларов)
Купить в Kinetik Номер продукта: H950N1010z, длина 250 мм.
Втулки переходные 27
(32 x 0,85 доллара)
Купить в Kinetik Номер товара: H92Rh20M8
На всякий случай рекомендую подобрать пару запасных.
Т-образные гайки K50 (N10) 10
долларов (16x 0.60)
Купить в Kinetik Номер товара: H93NF45M8.
Обязательно выберите Т-образные гайки, соответствующие размеру профиля, непосредственно в Kinetik, чтобы избавиться от головной боли, пытаясь найти подходящие гайки позже.
SFX-100 – запчасти от Bolt Depot Общая стоимость : 100 $ (с доставкой)
Примечание:
количество указывает необходимое количество. Я рекомендую выбрать несколько лишних вещей каждого (за исключением вещей в мешках, в которых уже есть больше, чем нужно).
Заглушка с метрической головкой, нержавеющая сталь 18-8 (A-2), 4 мм x 0,7 мм x 25 мм 2
(16×0,12 доллара)
# 6399 Требуемое количество: 16
Заглушка с головкой под торцевой ключ, нержавеющая сталь 18-8 (A-2), 5 мм x 0,8 мм x 20 мм $ 4
(24×0,15 $)
# 6410 Требуемое количество: 24
Заглушка с метрической головкой, нержавеющая сталь 18-8 (A-2), 6 мм x 1,0 мм x 25 мм 4
долларов (16x 0. 23)
# 6420 Требуемое количество: 16
Заглушка с метрической головкой, нержавеющая сталь 18-8 (A-2), 6 мм x 1,0 мм x 90 мм 12
(16 x 0,79 доллара)
# 6459 Требуемое количество: 16
Заглушка с метрической головкой, нержавеющая сталь 18-8 (A-2), 8 мм x 1,25 мм x 16 мм $ 15 # 6433 Пакет из 50
Заглушка с метрической головкой, нержавеющая сталь 18-8 (A-2), 8 мм x 1,25 мм x 40 мм $ 26 # 6438 Пакет из 50
Шайба метрическая плоская, нержавеющая сталь 18-8 (A-2), 6 мм $ 3 # 4516 Пакет из 100 шт.
Шайба метрическая плоская, нержавеющая сталь 18-8 (A-2), 8 мм $ 4 # 4518 Пакет из 100 шт.
SFX-100 – запчасти с AliExpress Общая стоимость: 1475 долларов (с доставкой)
Примечание:
цены, указанные ниже , не включают доставку с AliExpress, так как эти расходы могут сильно различаться.
Шарико-винтовая передача, 1605, 250 мм 80 долл. США
(4x 20 долл. США)
Купить на AliExpress
Двигатели с контроллерами
(90ST-M02430)
800 долл. США
(4x 200 долл. США)
Купить на AliExpress Выберите вариант B, если вы планируете заменить кабели на экранированные. Я выбрал вариант А, так как он выглядит немного чище.
Подшипник неподвижный FK12 32 доллара
(4x 8 долларов)
Купить на AliExpress
Подшипник линейный LMEK30UU 36 долларов
(2x 18 долларов)
Купить на AliExpress Продается в упаковке по 2 шт.Но 2 пачки, а нам нужно всего 4.
Муфта вала, 10 × 16 28 долларов
(4x 7 долларов)
Купить на AliExpress
Полый вал $ 85 Купить на AliExpress Уже продается в упаковке по 4.
Установка и подставка для монитора – детали от Sim-Lab Общая стоимость: 1150 $ + ~ 350 $ доставка
P1-X шасси $ 650 Купить – Sim-Lab Я приобрел колесную версию.Черный анодированный.
Подставка для клавиатуры $ 65 Купить – Sim-Lab
Коврик для мыши $ 18 Купить – Sim-Lab
Слайдер сиденья $ 36 Купить – Sim-Lab
Дополнительная точка крепления, большая $ 54 Купить – Sim-Lab Обратите внимание, что P1-X уже поставляется с точкой крепления. Я заказал дополнительный для дополнительных профилей (и использовал его, чтобы сделать тележку, чтобы перемещать собранную буровую установку при необходимости 😉).
Ролики $ 16 Купить – Sim-Lab
Тройное крепление для монитора (тяжелое) $ 280 Купить – Sim-Lab Версия 100 мм / 200 мм, для поддержки 32: монитора. Черный анодированный.
Подстаканник $ 11 Купить – Sim-Lab
Держатель наушников $ 8,50 Купить – Sim-Lab
Шарнир, паз 40 мм 8 $ 11 Купить – Sim-Lab
Разное
Изготовление печатной платы 57 $
(за 3 платы)
OSHPark.com Загрузите файлы Gerber или Eagle из репозитория Pyronious, затем отправьте их для изготовления. В зависимости от того, где вы их производите, если вам нужно заказать, например, в партии из 3 штук вы всегда можете продать оставшиеся 2 и окупить некоторые затраты.
Серверный шкаф 6U $ 105 Купить на Amazon Я выбрал тот, со стеклянным окном. Контроллеры не выделяют много тепла, и я хотел, чтобы внутри не было пыли.
Монтажная пластина для сервера 5U $ 25 Купить на Amazon Идеальная высота для контроллеров моторов для установки бок о бок в вертикальном положении.Устанавливается в шкаф высотой 6U, оставляя достаточно места для легкой прокладки проводов.
Шнур питания $ 8 Купить на Amazon Используется для последовательного подключения контроллеров моторов. Я купил 10 футов, которые оставили мне достаточную длину после резки частей для шлейфового соединения, чтобы прикрепить к первому контроллеру.
Ролики для серверного шкафа $ 20 Купить на Amazon Если вы выберете другой шкаф, он может быть на колесиках. Необязательно, но облегчает перемещение шкафа и позволяет проложить под ним несколько дополнительных кабелей, чтобы они не попадали в поле зрения.
Ардуино Леонардо $ 20 Купить на Amazon Не забудьте купить Леонардо специально. SFX-100 не работает с Arduino Uno. За блок питания не беспокойтесь – он будет питаться от USB-порта ПК.
Защитная лента для кромок $ 28 Купить на Amazon Используется для обертывания краев серверного шкафа, чтобы не повредить провода об острые края отверстий для проводов.У меня остались остатки от предыдущего проекта, но они могут пригодиться.
3D принтер варьировать (разные источники) Необязательно – приобретите, если вы планируете печатать детали самостоятельно и у вас еще нет принтера, очевидно 😉
Нить накала (PLA) 92 доллара
(4x 23 доллара)
Купить на Amazon Опять же, только если распечатать детали самостоятельно. Я большой поклонник нити накала Hatchbox и активно ею пользовался.Вам понадобится 3 или 4 рулона для печати полного набора деталей.
Дополнительные угловые кронштейны (8020) 48
(12 x 4 доллара)
Купить на Amazon Используется для крепления приводов к буровой установке. В каждой пачке их 8, я рекомендую взять с собой как минимум 4 пачки, чтобы иметь некоторые дополнения. Мы используем их для крепления приводов к буровой установке.
Трещотка M8 16 долларов
(2x 8 долларов)
Купить на Amazon Для легкой регулировки колесной колонки, если вы собираетесь делить установку с другими.Обязательно приобретите M8 x 20 мм или M8 x 32 мм. Всего их нужно 4, поэтому купите 2x 2 шт.
Шприц для смазки $ 12 Купить на Amazon Поставляется с картриджем со смазкой. Используется для смазки шарико-винтовых пар.
Пресс-масленка $ 5 Купить на Amazon Фитинг должен оставаться прикрепленным к шариковинтовой передаче при сборке. Упаковка из 10 шт.
8-32 шестигранные гайки $ 9 Купить на Amazon Используется для крепления контроллеров моторов к пластине высотой 5U.В упаковке 100 шт.
Винты 8-32 x 3/4 ″ $ 9 Купить на Amazon Используется для крепления контроллеров моторов к пластине высотой 5U. Также подойдет упаковка длиной 100. 1/2 ″.
Монитор x3 900 долларов США
(3x 300 долларов США)
Купить на Amazon Мониторы для тройной установки. AOC 32 ″, 1440p, 144 Гц. Хорошее качество и стоимость.
Кабели порта дисплея (более длинные) 39 долл. США
(17 долл. США + 21 долл. США + 21 долл. США)
Купить на Amazon:
– 1x 10 футов
– 2x 13 футов
Я купил 1x 10 футов в длину и 2x 13 футов в длину.Используйте самый короткий для центрального монитора. Таким образом, их длина соответствует длине ПК, что упрощает прокладку кабелей.
Гильзы для укладки кабеля 36
(13 + 14 + 9)
Купить на Amazon:
– маленький
– большой
– спираль 10 мм
Я купил эти 3 размера, и они отлично подходят для организации всех кабелей (мощность двигателя + данные с буровой установки с использованием комбинации малого и большого размера , затем спирали для USB-кабелей для руля, переключателя и т. Д., а также спираль для всех DisplayPort. Я также использовал спираль для усиления кабелей двигателя при их прокладке по буровой установке. А с любыми остатками вы можете убрать оставшиеся кабели в доме
8020 Монтажные блоки для кабельных стяжек $ 35 Купить на Amazon Упаковка из 25 шт. Делает прокладку проводов легкой, но может быть немного сложно прикрепить к оснастке (плотная посадка, я использовал гаечный ключ).
Застежки-молнии $ 13 Купить на Amazon Я предлагаю приобрести черные, если у вас анодированный черный. Поставляется в упаковке с завязками разной длины, подходит для разных вещей.
Кабельные стяжки на липучке, упаковка из 50 штук $ 13 Купить на Amazon Для управления кабелем. Их можно использовать повторно, и их легко вносить в изменения, так как они застегиваются на липучку.
Разветвители питания $ 25 Купить на Amazon Я рекомендую установить один на задней стороне подставки монитора для чистой проводки. Плюс один на земле для ПК, руля, колонок и т. Д.В упаковке 2 шт.
Кольца ферритовые, ассортимент $ 20 Купить на Amazon Добавляется к кабелям данных двигателя, а также ко всем находящимся поблизости кабелям USB. Помогает справиться с электромагнитными помехами, создаваемыми контроллерами двигателей. Если вы случайно теряете соединение с USB-устройствами – оно вам необходимо.
Динамики ~ 100 долл. США (разные варианты) У меня был дополнительный набор 2-канальных динамиков, которые я использовал для установки.
Электрические обжимные соединители $ 18 Купить на Amazon Используется для обжима силовых проводов при последовательном подключении питания к контроллерам двигателей.
Инструмент для зачистки проводов $ 22 Купить на Amazon Помогает при зачистке проводов перед обжимом.
Мышь $ 50 Купить на Amazon Я уже пользовался этой мышью раньше, поэтому решил выбрать другую для установки. Продолжительное время автономной работы.
Клавиатура $ 60 Купить на Amazon Это клавиатура, которую я использую. Беспроводная связь, с подсветкой (удобно, когда я нахожусь в установке с выключенным светом), длительное время автономной работы.
Коврики для мыши $ 7 Купить на Amazon Коврик для мыши Classic Steelseries.
Дека Elgato Stream $ 130 Купить на Amazon Я выбрал 15-кнопочную версию. Он позволяет создавать папки, поэтому такое количество ключей показалось оптимальным. Создает очень современный и простой в настройке блок кнопок (вы устанавливаете значки, которые будут отображаться на кнопках, вместо того, чтобы печатать наклейки, что очень легко настраивается для каждой игры).
Шлейка гоночная $ 43 Купить на Amazon Наличие ремня безопасности во время гонок с движением добавляет к общему впечатлению 🙂
Двухжильный провод аварийного выключателя $ 9 Купить на Amazon Это пример провода, который я использовал. Подойдет любой двухжильный провод. Я рекомендую около 15 футов для гибкости при установке и прокладке провода на буровой установке.
Гоночное сиденье $ 250 Купить на Amazon Мне нравится Sparco, поэтому я выбрал сиденье Sparco R100. Он откидывается, для дополнительного комфорта 😉
Слайдер сиденья $ 80 Купить на Amazon Опция , но отличное дополнение – позволяет легко менять положение для соответствия разной высоте. Незаменим, если вы планируете продемонстрировать установку другим или поделиться ею с кем-то другого роста.
Разъемы DB25 под пайку 3
долл. США (4x 0,75 долл. США)
Купить в Phoenix Enterprises Номер продукта: HWS5190
Обратите внимание, что версия для пайки на печатную плату отличается от версии для пайки проводов.Если вы получите неправильный, он не поместится на печатной плате (немного другой шаг).
Провода DB25 для контроллеров 14 долларов
(4x 3,25 доллара)
Купить по Monoprice Длина 3 фута оптимальна, нам как раз нужно, чтобы подключить контроллеры к плате Arduino.
Выключатель аварийной остановки $ 9 Купить на Amazon На всякий случай, для спокойствия 🙂
Резиновые ножки для пола $ 5 Купить на Amazon Для защиты полов и уменьшения ударов при более агрессивном движении.
Кольца круглые $ 13 Купить на Amazon Используется в качестве отбойника в приводе.
Сухая смазка из ПТФЭ $ 5 Купить на Amazon Используется для смазки ползунов.
USB-концентратор $ 17 Купить на Amazon Удобно, особенно если вы хотите использовать один и тот же мощный игровой ПК для установки и в другом месте (я иногда так делаю). Таким образом вы минимизируете количество подключаемых устройств, направляя их через концентратор USB с питанием.Важно, чтобы у него был внешний источник питания.
Контроллер Таноса $ 280 Купить на Tindie Необязательно – не является частью официального проекта SFX-100. Предоставляет дополнительные параметры конфигурации, а также поддержку со стороны Simtools (SFX-100 работает с SimFeedback).
Кабель USB-mini $ 8 Купить на Amazon Достаточно долго, чтобы подключить Arduino к компьютеру. 10 футов, упаковка 2 шт.
Автоматический выключатель 15А $ 9 Купить на Amazon Дополнительно – может быть добавлен в гирляндную цепь питания для контроллеров двигателей.
Набор шестигранных ключей $ 31 Купить на Amazon Необходимы различные размеры, используемые для сборки приводов, буровой установки и прочего. Нам нужны метрические размеры.
Нитриловые перчатки $ 18 Купить на Amazon Хорошо иметь под рукой коробку.Я рекомендую использовать их, особенно при смазке шарико-винтовых пар, что значительно упрощает очистку.

Все ссылки и цены актуальны по состоянию на январь / февраль 2020 года.

Если вы хотите перепроверить свои заказы на деталей, необходимых специально для приводов , ниже вы можете найти скриншоты размещенных мной заказов.

Kinetik:

Склад болтов:

AliExpress – обратите внимание на серый текст «параметры продукта», поскольку в нем указаны точные размеры / характеристики некоторых продуктов:

Примечание: вы могли заметить, что ряд вещей, упомянутых в официальных ресурсах SFX-100, отсутствует в моем списке покупок выше (несколько примеров: разъемы WAGO, макетная плата, макетные кабели и т. Д.). Это потому, что я использую печатную плату от Pyronious , и она мне не нужна. Я настоятельно рекомендую выбрать этот подход – более простое, менее подверженное ошибкам, более аккуратное и компактное решение.

[вернуться к оглавлению]

Несколько слов о доставке и сроках доставки

Для этого проекта требуются запасные части от множества разных компаний в нескольких странах. Кроме того, некоторые из этих компаний ориентированы на бизнес-бизнес и обрабатывают большие объемы заказов.В таких случаях (например, Kinetic) может показаться, что нас игнорируют (вините высокие стандарты, установленные Amazon Prime, но наберитесь терпения, и пакет в конечном итоге прибудет к вам на порог. Однако если вы планируете создать этот проект, Я настоятельно рекомендую заказывать все детали как можно раньше, чтобы избежать дальнейших задержек.

Продукт или компания Дата заказа Дата поставки Комментарии
Kinetic (Германия) 19.11.2019 15.12.2019 Никакой связи, кроме сообщения электронной почты со счетом, на которое я ответил распечаткой от PayPal в качестве доказательства оплаты.Как известно, они не отвечают ни на какие вопросы о заказах, но заказы все же приходят…
AliExpress 23.11.2019 03.12.2019, 30.12.2019 Заказано у нескольких поставщиков, поэтому сроки поставки разные. Обратите внимание, что вариант доставки «Пакет EMS» является самым медленным. Отслеживание не предусмотрено (за пределами дат отгрузки / доставки), и в моем случае доставка заняла 5 недель.
BoltDepot 21.11.2019 27.11.2019 Разумное время доставки, отправлено на следующий день после размещения заказа.
Monoprice 19.11.2019 21.11.2019 Очень быстро, мне нравятся Monoprice, особенно их 3D-принтеры (уже пару лет пользуюсь Monoprice Select Mini).
OSHPark (изготовление печатных плат) 19.11.2019 27.11.2019 Я разместил заказ 19 ноября, он был передан группе и отправлен на изготовление через 2 дня, затем отправлен 25 ноября и прибыл через 2 дня после этого. У меня всегда были хорошие результаты с этой компанией, которая помогает с прототипами / итерациями печатных плат.

[вернуться к оглавлению]

Детали, напечатанные на 3D-принтере

В дополнение к довольно длинному списку, также необходимо распечатать (или приобрести, подробнее об этой опции через секунду) пользовательские детали. Если вы распечатываете их самостоятельно, убедитесь, что:

  • следуйте рекомендованным настройкам печати, найденным на сайте SFX-100,
  • откалибруйте принтер для обеспечения высокой точности размеров,
  • при печати ползунков сделайте пробную печать (отмените ее после достижения высоты, может быть, дюйма) и проверьте подгонку внутри алюминиевого профиля.Они должны скользить свободно, но не слишком “покачиваться” – важно правильно подобрать размер этих частей.

Просто повторим важность настроек печати. ​​ – эти части критически важны для долговечности сборки. Обязательно следуйте официальным рекомендациям и убедитесь, что если вы отдаете печать на аутсорсинг, они соблюдаются. Посмотрите здесь, насколько важны настройки, и посмотрите здесь несколько дополнительных советов по оптимизации печати.

Теперь, учитывая общее время печати полного набора деталей на одном принтере (около 220 часов, в зависимости от принтера и настроек), я решил найти кого-нибудь, кто уже прошел процесс доводки печати для этого проекта. 😉 Я нашел товарища, увлеченного сим-гонщика, который предложил свою помощь – diablo2112 . Чтобы сохранить справедливость в духе проекта с открытым исходным кодом, он принимал пожертвования для покрытия материальных затрат – очень респектабельный подход. И он оказался отличным человеком, с которым можно было работать повсюду (грузовик UPS, который доставлял запчасти, попал в аварию, мне сообщили, что все товары были уничтожены, но это не сильно отбросило нас назад – был напечатан еще один комплект и в пути за 2 дня!).

Если вы хотите с ним связаться, вы можете найти его сообщение, предлагающее распечатанные на 3D-принтере детали здесь:
https://www.racedepartment.com/threads/the-simfeedback-ac-diy-motion-simulator-thread.159524 / post-3048621
Не стесняйтесь упомянуть, что Богдан прислал вам 😉

Вот несколько фотографий моих деталей, напечатанных на 3D-принтере:

И небольшое видео, показывающее, как идет 3D-печать:

Наличие небольшого числа принтеров, откалиброванных и проверенных в печати нужного нам набора деталей, значительно сокращает время выполнения заказа.

В дополнение к деталям, важным для сборки приводов, мы также можем напечатать на 3D-принтере корпус для электроники (Arduino Leonardo с экраном разъемов DB25 от Pyronious):

Эти файлы доступны на сайте Pyronious:
https://github.com/Pyronious/SFX-100-Breakout-Board/tree/master/Group%20Buy%20Edition/Enclosure
Узнайте больше об электронике ниже, чтобы узнать почему плата от Pyronious такое большое улучшение.

[вернуться к оглавлению]

Конкурентная среда и цены

Я упомянул, что приобретение коммерческих решений для управления движением стоит очень дорого. Как дорого? Давайте посмотрим на быстрое сравнение. Это не является исчерпывающим представлением рынка, но включает некоторые из популярных вариантов.

Продукт Ценовой диапазон Описание
DOFReality От 899 долларов за подъемник сиденья 2DOF до 5299 долларов за 6DOF.Вариант, сопоставимый с SFX-100 (h4 или P3), продается по цене от 1949 до 2699 долларов. Самое доступное готовое к эксплуатации решение. Отзывы указывают на несколько общие проблемы с моторами в потребительской линейке продуктов (Hx) и гибкость в конструкции.
DBox
(пример продавца)
7 500 долл. США за систему с 2 приводами с 1,5 ″, 15 000 долл. США за 4 привода с 1,5 ″. Больше для систем с ходом 3 дюйма. Самое известное предложение в мире движения. Предлагается многими различными компаниями в сочетании со своими установками (включая Sim-Lab).Различные варианты количества приводов и диапазона перемещений. Дорогой.
Приводы PT 5199 долл. США за комплект из 4 приводов Решение аналогично SFX-100, но предоставляется как коммерческий проект. Он использует контроллер Таноса, который также можно использовать с приводами SFX-100.
Весаро От около 20 000 долларов США до 60 000 долларов США + Это предложение, которое часто можно встретить на различных мероприятиях. Использует приводы DBox. Обратите внимание, что это полная система, включая ПК и мониторы, а не только приводы.
Моделирование CXC Начиная с 57 000 долларов США, быстро переходит в 6-значный Как и Vesaro, это полное предложение (со всем необходимым оборудованием). На мой взгляд, абсолютно завышенная цена – просто просмотр списка опций (ролики за 1200 долларов, гарнитура VR [не называется, какая из них] вариант за 3700 долларов) дает некоторые идеи. Обратите внимание, что это все еще их ассортимент для «домашнего использования». Судя по всему, двигается только сиденье (колесная колонка и педали – нет).

Как мы видим, сборка собственной подвижной установки может дать значительную экономию без ущерба для производительности. Он также обладает рядом других преимуществ, таких как: расширяемость (вы всегда можете добавить дополнительные размеры позже, возможно, потеря тяги или натяжитель ремня?), Простое обслуживание (если вы построите его один раз, вы сможете диагностировать и отремонтировать его позже. ), масштабируемость (вы можете начать с меньшего, а затем расширить, например, немного позже обновив буровую установку до более прочной, чтобы распределить затраты во времени) и многое другое.Да, и всегда приятно сказать: «Я построил это» 😉

Теперь представьте, что приводы SFX-100 можно построить за около 2 50019 долларов США, в зависимости от оборудования, которое у вас уже есть (3D-принтер), и небольшого числа вариантов, сделанных в процессе. И он предлагает очень сравнимые характеристики (иногда даже превосходя вышеупомянутые решения, например, учитывая ход в 4 дюйма [100 мм]).

[вернуться к оглавлению]

Руководства по двигателям и контроллерам

Если вам нужна техническая спецификация, подробное описание доступных функций или даже технические чертежи сервоконтроллеров, а также двигателей, руководства являются отличным источником знаний.Здесь я нашел информацию об очистке сигналов тревоги и многое другое.

Вот руководства, которые я использовал:

[вернуться к оглавлению]

Давайте построим эту штуку! Далее идет:

Как приводить в действие пьезоэлектрические приводы

Примечание автора: Джефф изначально написал этот пост в 2016 году, чтобы помочь людям выбрать лучший метод управления пьезоэлектрическими преобразователями, поделившись своим опытом в качестве инженера по исследованиям и разработкам, работающего над различными приложениями для пьезоэлектрических приводов.Майкл внес обширные изменения и дополнения в сообщение в июле 2019 года, чтобы добавить больше технических деталей, объяснений и актуальных ссылок. Для получения более подробной технической информации см. Нашу справочную статью «Обзор электроники».

Работа пьезоэлектрического преобразователя в качестве исполнительного механизма требует электрического входа или управляющего сигнала с определенными соответствующими характеристиками. Двумя основными составляющими электрического входа являются частота возбуждения и амплитуда напряжения. Частота определяет, насколько быстро пьезо будет вибрировать или менять состояние.Как периодические (регулярно повторяющиеся), так и произвольные сигналы могут использоваться для управления пьезоэлектрическим преобразователем, что соответствует либо непрерывному (контроль вибрации), либо прерывистому (регулировка положения) режимам работы.

Примером прерывистого управления является пьезоуправление клапаном, который обычно имеет состояние «открыто» или «закрыто», указывающее на два дискретных положения и меняющее положение, когда клапан должен быть открыт или закрыт. Некоторыми примерами непрерывного управления являются пьезоэлектрический вентилятор, который работает при постоянном пиковом напряжении и постоянной частоте в течение всего срока службы, и пьезоэлектрический динамик, который непрерывно изменяет рабочую частоту для воспроизведения нужных тонов. Эти примеры приложений подчеркивают различные потребности вождения, которые будут рассмотрены в этом посте. В большинстве приложений требуется усилитель для повышения напряжения управляющего сигнала до высокого уровня, необходимого для приведения пьезоэлектрического преобразователя в желаемую амплитуду / смещение / положение.


Рекомендации при выборе усилителя

Поскольку усилители оцениваются для использования с системой, важно понимать ключевые параметры и то, как они повлияют на работу пьезоэлектрического преобразователя.Знание следующих основных требований поможет облегчить выбор лучшего усилителя. Вам также необходимо понимать ключевые характеристики вашего пьезоэлектрического устройства, в частности, емкость и частоту / напряжение привода, поскольку они влияют на ток и мощность, которые вам требуются от усилителя. В нашем техническом паспорте пьезоэлектрической продукции есть вся необходимая информация о пьезоприводе.

Выходное напряжение

Выходное напряжение – это диапазон напряжения электрического сигнала, который подается на пьезоэлектрический усилитель. Пьезоусилители с выходным напряжением порядка 100–200 В являются типичными, а более высокие напряжения не редкость для более крупных и мощных приводов. Если привод предназначен для вибрации, обычно требуется, чтобы устройство также приводилось в отрицательное напряжение. Усилители обычно указывают диапазон рабочего напряжения, например, 0-200 В или +/- 100 В. Большинство предлагаемых нами приводов рассчитаны на +/- 200 В. Интересно, что диапазоны 200 В и +/- 100 В эквивалентны – см. Раздел «Смещение постоянного тока» для остальной части истории.Это связано с амплитудой сигнала, которая описывается либо как пик (сокращенно pk ), расстояние от средней точки до наивысшей точки сигнала, или размах сигнала (сокращенно pkpk или pp ), расстояние от наиболее отрицательной до наиболее положительной точки сигнала.

Входное напряжение

Входное напряжение – это диапазон напряжения управляющего сигнала. Чтобы пропустить пьезоэлектрический сигнал через усилитель, вам необходимо подать сигнал в усилитель, и максимальный диапазон напряжения этого входного сигнала должен находиться в пределах диапазона входного напряжения усилителя. Обычно это от 1 В до 5 В.

Выходной ток

Это токовый выход усилителя. Проще говоря, максимальный выходной ток усилителя должен быть больше, чем пиковое значение тока, потребляемого пьезоприводом. Усилители высокого напряжения обычно имеют низкий выходной ток (<1 А), но пьезоприводы требуют очень небольшого тока. Например, пьезовентилятор Mide потребляет около 5 мА. Одного усилителя обычно достаточно для одновременного управления несколькими исполнительными механизмами.Пьезоэлектрические приводы ведут себя как конденсатор, поэтому потребляемый ток пропорционален как напряжению, так и частоте. PiezoDrive предлагает хороший калькулятор для определения тока, потребляемого вашим приводом, чтобы помочь в выборе подходящего усилителя. Однако пьезоэлектрические преобразователи потребляют больше тока при движении на резонансной частоте или вблизи нее, что этот калькулятор не учитывает. Обратитесь к техническому описанию преобразователя, чтобы узнать его резонансную частоту и характеристики.

Перемычка

Эта функция позволяет соединить один блок со вторым для увеличения выходного тока или максимального рабочего напряжения.

Смещение постоянного тока (дифференциальные и несимметричные сигналы)

Смещение постоянного тока – это плоское напряжение смещения, которое существует в управляющем сигнале, которое соответствует середине диапазона напряжений, или напряжению по умолчанию, когда сигнал не подается. Это касается как входных, так и выходных сигналов напряжения усилителя. Наличие или отсутствие смещения постоянного тока зависит от того, является ли усилитель дифференциальным или несимметричным. Обычно только несимметричные усилители имеют смещение постоянного тока, хотя они могут и не быть.Это связано с тем, что несимметричные усилители генерируют только одно (положительное) выходное напряжение, а другая сторона пьезоэлемента связана с землей (поддерживается на уровне 0 В). Например, если усилитель имеет диапазон от 0 В до 200 В, то середина диапазона (и смещение постоянного тока) составляет + 100 В.

Напротив, дифференциальный усилитель генерирует как положительное, так и отрицательное напряжение, которые являются симметричными, например, -100 В и + 100 В, с общим диапазоном 200 В. Это означает, что в середине диапазона 0 В, поэтому смещения постоянного тока нет.Немного больше осторожности следует проявлять при работе устройства со смещением постоянного тока, поскольку частотная характеристика и точки резонанса будут немного сдвигаться (обычно вверх) по сравнению с управлением без смещения постоянного тока.

Частота

Проще говоря, это диапазон частот возбуждения, в котором может работать усилитель. Однако это часто является распространенным источником путаницы у пользователей. В большинстве случаев полезная частота меньше заявленной абсолютной частоты и ограничена зависимостью выходной мощности от емкости приводимой в действие нагрузки.Например, на этой диаграмме показаны различные комбинации максимального напряжения и диапазона частот для различных нагрузочных емкостей усилителя EPA-104 от Piezo. com.

Коэффициент усиления напряжения

Коэффициент усиления по напряжению – это отношение выходного напряжения к входному напряжению, измеряемое в вольтах на вольт (В / В). Усилители работают на основе увеличения входного напряжения до более высокого напряжения. Это усиление напряжения обычно является линейным и фиксированным. При работе при более высоких напряжениях и вблизи пределов оборудования, усиление может быть нелинейным и действительно может колебаться в зависимости от частоты привода, температуры и других параметров.

Шум

Это уровень электрического шума, который может возникнуть. Более низкий уровень шума обычно требует больших затрат и приводит к более точной форме выходного сигнала. Однако для многих приложений небольшой выходной шум может не причинять вреда системе.

Максимальная мощность

Даже если усилитель соответствует всем вышеперечисленным требованиям для вашего приложения, важно помнить, что он может не соответствовать всем требованиям одновременно! Усилители указывают максимальную мощность (в ваттах), которая может подаваться. Эта мощность будет зависеть от частоты привода, напряжения и пьезоемкости. Чтобы усилитель мог обеспечить достаточную мощность для пьезо, он должен соответствовать всем требованиям одновременно.

Этот калькулятор PiezoDrive может помочь вам определить, будет ли усилитель соответствовать требованиям к мощности вашего пьезопривода.

Емкость

Это основная характеристика электрического сопротивления пьезоприводов, определяющая величину потребляемого ими тока.Значения емкости большинства пьезоприводов находятся в диапазоне от 10 до 500 нФ. Емкость является индикатором многих ключевых характеристик пьезопьезо – пьезоэлектрические преобразователи большего размера будут иметь большую емкость, а также большее потребление тока для того же сигнала напряжения и, как правило, большее смещение, в зависимости от формы. При нормальном использовании емкость данного пьезо существенно не изменится. Однако большинство обычных видов отказов пьезоэлектрических устройств сопровождаются значительной потерей емкости, что делает их полезным показателем для обнаружения проблем.

Разъемы

Также называемые контактами, типы разъемов различаются как для пьезоэлектрических устройств, так и для приводных устройств. Найти подходящий разъем и соответствующий кабель может быть на удивление сложно, поэтому стоит подумать заранее и спланировать путь подключения, как электрический, так и физический. Для настольных усилителей распространенными типами разъемов являются BNC, банановый разъем или винтовой зажим. Драйверы других типов редко имеют явные разъемы, поэтому подключение должно выполняться через печатную плату (в случае ИС) или напрямую паять компоненты вместе с проводами (в случае модулей).

На стороне пьезоэлектрического контакта очень часто встречаются два типа электрических контактов. Во-первых, это оголенный контакт, то есть открытая металлическая площадка, которая обычно зажимается или припаяна к другой металлической поверхности или проводу. Во-вторых, это провод «свиного хвоста», прозвище изолированного провода с коротким отрезком изоляции, удаленным с наконечника. Они хорошо соединяются с винтовыми клеммами, их легко припаять к печатным платам и другим неизолированным проводам или закрепить с помощью испытательного оборудования, такого как зажимы типа «крокодил» или крючки.

Физическое подключение пьезоэлектрической системы к более крупной системе является более сложной задачей и зависит от режима срабатывания. Например, исполнительные механизмы изгибного режима должны быть закреплены на жесткой поверхности. См. Нашу статью о правилах монтажа для получения дополнительной информации.


Различные варианты привода пьезоэлектрического привода

Пьезоэлектрические приводы обычно должны приводиться в действие высоким напряжением (порядка 50–200 В) для создания желаемой силы или смещения.Есть несколько методов создания этого напряжения, и важно выбрать тот, который подходит для вашего приложения. Обсуждаемые здесь методы и продукты охватывают широкий спектр приложений, но если вы все еще не уверены, что подходит для вашей системы, не стесняйтесь обращаться к нам за помощью – Mide специализируется на контрактных НИОКР для пьезоприложений.

На рынке доступно несколько различных типов и стилей усилителей. Выбор правильного будет зависеть от того, где вы находитесь в процессе разработки и какие окончательные требования были установлены.В следующей таблице представлен общий обзор обсуждаемых усилителей.

Тип усилителя или драйвера

Относительный размер

Выходная мощность

Пример заявки

Интегральные схемы COTS

малая

низкий

Тактильные ощущения при ношении на теле

Модули усилителей

средний

умеренный

Автомобиль / самолет

Настольные усилители

большой

высокая

Исследования и разработки

Источники питания постоянного тока

варьируется

варьируется

Клапан

Сетевое (настенное) питание

малая

высокая

Пьезо вентилятор

На заказ

варьируется

варьируется

OEM-решения

Настольные усилители

Настольные усилители

часто выбирают в начале разработки из-за их высоких характеристик. Они хорошо работают в широком диапазоне частот (включая постоянный ток) и напряжений, производя чистый сигнал с минимальным шумом и искажениями. Это позволяет при проведении НИОКР сосредоточиться на характеристиках пьезоэлектрического пьезоэлектрического преобразователя и его взаимодействии с остальной системой, не беспокоясь об источнике питания и усилителе. За стабильную и высокую производительность приходится платить. Настольные усилители часто бывают большими, тяжелыми и энергоемкими. Они могут принести в жертву электрическую эффективность и генерировать значительное количество отработанного тепла, чтобы предоставить пользователю желаемый сигнал.Когда производительность системы достигает желаемого уровня, усилитель можно заменить на более подходящее решение.

Piezo.com предлагает два варианта настольных пьезоусилителей. EPA-104 – больший из двух, с выходным диапазоном +/- 200 В и + / 200 мА, диапазоном частот от 0 до 250 кГц и максимальной выходной мощностью 40 Вт. Этот усилитель отлично подходит для управления пьезоэлектрическими элементами большего размера и массивами из нескольких пьезоэлектрических преобразователей, а низкий уровень шума означает, что управляющий сигнал будет чистым и точным, соответствующим исходному входному сигналу. Широкий частотный диапазон также позволяет управлять ультразвуковыми приводами. Разъемы типа “банан” на выходе делают его удобным для прикрепления к выступающим контактным площадкам или хвостикам для легкой настольной установки.

EPA-008 – более компактное устройство, во многом благодаря внешнему блоку питания с настенным адаптером. Благодаря диапазону напряжения +/- 180 В и +/- 30 мА, он отлично справляется с большинством одиночных пьезоприводов и небольшими массивами. Самый большой компромисс – это частотный диапазон, который ограничен 1.5 кГц. Это не будет приводить в действие ультразвук, но будет служить подавляющему большинству пьезоэлектрических устройств с большим рабочим объемом. Разъемы с винтовыми клеммами обеспечивают приятную чистую настройку, подходящую для долгосрочных демонстраций или прототипов.

Усилитель PiezoDrive PD200 – хороший пример настольного усилителя. Устройство предлагает значительную выходную мощность 60 Вт. Как и EPA-104, он отлично подходит для исследований и разработок благодаря надежному отклику и низкому выходному шуму. Одно из ключевых отличий заключается в том, что соединения BNC и питание от сети позволяют быстро приступить к работе.

Интегральные схемы COTS

Специализированные интегральные схемы пьезодрайверов, также называемые ИС или микросхемами, представляют собой наименьший способ управления пьезоэлектрическими преобразователями, позволяющий встраивать их в практические устройства. Быстрорастущий рынок – это тактильные ощущения, которые включают приложение силы и вибрации для общения с пользователем посредством прикосновения. Возможно, наиболее часто используемым тактильным решением является функция вибрации мобильного телефона. В тактильной чувствительности традиционно преобладали забалансированные двигатели и линейные резонансные приводы, основанные на электромагнитных технологиях.

В последнее время пьезоэлектрические приводы стали привлекательной альтернативой благодаря более высокой энергоэффективности, более широкой полосе пропускания, твердотельной технологии и возможности управления. Такие приложения, как носимые устройства и портативная электроника, требуют усилителя в виде микросхемы / микросхемы из-за требований к размеру, весу и отводу тепла. Эти микросхемы напрямую интегрированы в печатные платы устройства и обычно работают от входного напряжения 3,3 В постоянного тока или 5 В постоянного тока. Существенным ограничением решений на основе микросхем является максимальная выходная мощность устройств.Поскольку ИС маленькие, у них нет физического оборудования, необходимого для генерации очень больших напряжений. Их размер также ограничивает способность устройства отводить тепло, что требует ограничения выходной мощности устройства, чтобы предотвратить повреждение драйвера.

Последним выходом на рынок микросхем пьезодрайверов является компания Boreas Technologies, специализирующаяся на тактильных приложениях. Основными преимуществами этого решения являются низкое энергопотребление, небольшие размеры и простота реализации. Микросхема BOS1901 отличается превосходной энергоэффективностью – для работы пьезоэлектрического преобразователя с емкостью 100 нФ при частоте до 300 Гц требуется 350 мВт. Он имеет выходной диапазон 190 В пик-пик и входное напряжение всего от 3 до 5 В постоянного тока, что хорошо подходит для пьезоприводов малых и средних размеров. Сам чип имеет размер всего 4 x 4 мм и требует всего 7 других дискретных компонентов для общей площади платы около 15 x 15 мм. Он также имеет высокоскоростной цифровой интерфейс SPI для входного сигнала, что делает его отличным для встраивания во встроенные электронные системы с минимальными аналоговыми схемами. Это одна из микросхем, которые наша компания использует в приложениях для тактильных ощущений. Например, теперь у нас есть коммерческий комплект для разработки носимых тактильных пьезоприводов, который дает толчок исследованиям и разработкам с пьезогаптикой.BOS1901 доступен в виде одного чипа (6 долларов США) и в комплекте для разработки (399 долларов США).

Texas Instruments предлагает пару усилителей на базе микросхем, которые также продаются на рынке piezo haptics. DRV2667 и DRV8662 имеют размер приблизительно 4 мм x 4 мм и работают от 3-5 В постоянного тока с диапазоном выходного напряжения 200 В (пик-пик). Они доступны в нескольких форм-факторах, включая необработанный чип (4 доллара США), оценочную плату (100 долларов США) и даже специальную коммутационную плату (28 долларов США). Поскольку TI заинтересована в продаже микросхем, а не полных пьезодрайверных систем, они предлагают множество эталонных проектов, которые можно использовать для создания специализированных электронных плат.Пользователь yurikleb на Instructables предлагает учебное пособие по запуску чипа с Arduino.

Предложение на базе микросхемы повышенной мощности – Texas Instruments OPA2544. Этот двойной операционный усилитель принимает широкий диапазон входных напряжений (от +/- 10 В до +/- 35 В постоянного тока), способен обеспечить максимальную выходную мощность до 4 А и имеет выходное напряжение до +/- 70 В.

Поскольку это устройство обладает такой большой мощностью в небольшом корпусе, важно, чтобы он оставался холодным во время работы. Перегрев может снизить выходной ток или даже вызвать его выход из строя. Это устройство стоит около 24 долларов в небольших количествах. На этих уровнях мощности устройство может управлять пьезоэлектрическими элементами Mide на частоте около 20 кГц. Для пользователей, которым требуется гораздо более высокая частота, LT1210 предлагает разумную выходную мощность (хотя и при более низком напряжении) в мегагерцовом диапазоне частот.

Модули усилителя

Когда требуется небольшой размер, но требуется значительная мощность, модуль усилителя обычно является лучшим вариантом. Я много работаю с синтетическими реактивными приводами, которые часто устанавливаются на легковые автомобили, грузовики или самолеты, где пространство и вес имеют большое значение.Модулям часто требуется источник питания постоянного тока, например 12, 24 или 48 В постоянного тока, что делает их идеальными для автомобильных и аэрокосмических приложений, где имеется постоянное напряжение. Усилители модульного типа могут иметь грубый внешний вид, состоящий из оголенных печатных плат, проводов и радиаторов. Однако, когда усилители интегрируются в окончательную систему, они обычно скрыты (например, под капотом автомобиля), как и другое электрическое оборудование.

PiezoDrive предлагает широкий выбор модульных усилителей, включая PDm200B.Этот модульный усилитель работает от входного постоянного напряжения от +/- 12 до 34 В постоянного тока. Он обеспечивает высокое выходное напряжение +/- 200 В и максимальный выходной ток 300 мА. Для еще большей выходной мощности устройство может быть подключено через секунду для получения пикового выходного напряжения +/- 400 В. В этом устройстве удачно сочетаются размер и мощность. Он предлагает чистый интерфейс с четко обозначенными входами и выходами.

Компания Viking Industrial Products предлагает множество модулей пьезоусилителей. Модель VP7206-48H805 поддерживает диапазон выходного напряжения 800 В (размах) при выходном токе 200 мА.Обладая средней выходной мощностью 15 Вт и пиковой мощностью 150 Вт, эти устройства предлагают большую мощность в небольшом форм-факторе. Недостатком усилителей является то, что они работают от напряжения смещения. Вместо того, чтобы центрироваться на 0 В, сигнал возбуждения имеет смещение, равное половине диапазона выходного напряжения. При использовании агрегатов необходимо соблюдать осторожность. Mide обнаружил, что если вы попытаетесь подключить пьезо во время работы усилителя, это может привести к повреждению пьезо из-за напряжения смещения. Кроме того, подключение к устройствам немного неудобно по сравнению с модулями PiezoDrive.Когда все подключено, от усилителя выходит много проводов, которые пользователь должен припаять или соединить зажимами.

Источник питания постоянного тока

Во многих приложениях с пьезоприводом, таких как динамики, тактильные устройства и вентиляторы, устройство приводится в действие с постоянной или изменяющейся частотой, так что оно вибрирует вперед и назад, создавая силу, движение или звук. Однако есть также много приложений, в которых пьезоуправление регулируется в определенном положении, например, в применении с пневматическим клапаном. В клапане необходимы только положения «открыто» и «закрыто».Такие двухпозиционные операции могут быть достигнуты с помощью стандартного источника питания постоянного тока. При отключении питания пьезоэлектрический преобразователь может перейти в известное состояние. Приложение постоянного напряжения к пьезоэлементу приведет к его деформации и изменению формы до второго состояния. Это постоянное напряжение может быть аккумулятором, шиной напряжения, доступной в системе, или создаваться с помощью усилителя напряжения (операционного усилителя, преобразователя постоянного тока в постоянный или трансформатора).

Сетевое (настенное) питание

Часто упускаемый из виду способ управления пьезоэлектрическим устройством – это питание от сети.В Соединенных Штатах типичная настенная розетка будет обеспечивать среднеквадратичное значение 120 В переменного тока (пиковое значение 170 В переменного тока) при 60 Гц. Во многих других частях света напряжение составляет порядка 220 В переменного тока (среднеквадратичное значение) при 50 Гц. Питание от сети может быть полезно для управления пьезоэлектрическими преобразователями в ситуациях, когда частота и амплитуда возбуждения не являются критическими. В качестве альтернативы пьезоэлектрический привод может быть сконструирован для работы непосредственно от сети. Именно так мы решили сконструировать наш пьезо вентилятор под названием PiezoFlo, видео о котором вы можете посмотреть здесь. Поскольку пьезовентилятор будет интегрирован в существующие системы, которые, вероятно, питаются от сети (например, телевизор, компьютер или светодиодная лампа), питание пьезовентилятора от сети снижает требования к электрическому оборудованию.При работе от сети неплохая идея включить оборудование для ограничения тока или предохранителя, поскольку в электросети могут возникать скачки напряжения и поступать значительный объем энергии.

Специальное решение для усилителя

Последний метод управления пьезоэлектрическим усилителем – это специальный усилитель. Эти решения обычно требуют значительно больше знаний в области электротехники, чем готовые коммерческие решения (COTS). Индивидуальные решения могут быть оптимизированы по рабочим параметрам, размеру, весу, мощности и интеграции.Конечный результат часто очень похож на модульное решение по внешнему виду и используемым компонентам, но оптимизирован для конечной системы.


Обзор пьезоусилителей

CMPT

DRV2667 (микросхема)

OPA2544 (микросхема)

BOS1901 (чип)

ПДм200Б (модуль)

VP7206-48H805 (модуль)

EPA-104 (настольный)

EPA-008 (настольный)

PD200 (настольный)

Производитель

Техасские инструменты

Техасские инструменты

Борей Технологии

PiezoDrive

Пьезо Мастер

Piezo.com

Piezo.com

PiezoDrive

Тип

Чип

Чип

Чип

Модуль

Модуль

Настольный

Настольный

Настольный

Выходное напряжение

± 200 Впик

± 140 Впик

± 190 Впик

± 400 Впик

0-800 В

± 400 Впик

± 360 Впик

± 200 Впик

Выходная мощность

1 Вт *

10 Вт *

1 Вт *

10 Вт *

15 Вт

40 Вт

5.4 Вт

60 Вт

Макс. Частота **

300 Гц *

20 кГц *

800 Гц *

200 кГц

1,1 кГц

250 кГц

1,5 кГц

680 кГц

Размеры. (мм)

4 х 4 х 1

20 х 20 х 5

4 х 4 х 1

71 х 38 х 40

64 х 100 х 32

305 х 305 х 127

157 х 84 х 46

275 х 141 х 64

Прибл.Стоимость

$ 4

$ 24

$ 6

$ 270

$ 380

2 960 долл. США

$ 1,150

1890 долларов США

Типовой лист

Ссылка

Ссылка

Ссылка

Ссылка

Ссылка

Ссылка

Ссылка

Ссылка

* Параметры оценочные

** Частота зависит от заданного пользователем напряжения и емкости

Заключение
Мы надеемся, что этот пост поможет вам выбрать лучший метод управления пьезоэлектрическими приводами для их конкретного применения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.