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机械元件的基础!执行器、传感器的作用

  • 2022.12.13 16:08:13
  • 米思米
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自动运行的设备都是使用某种动力。动力的来源机构统称为“执行器”。“执行器”有电动机和发动机、液压缸等。另外,在运行设备时,为了确认设备本身或周围的状态而要使用传感器。这次就机械设计中特别是与运动有关的机械元件即“执行器”和“传感器”做一下说明。

机械元件的基础!执行器、传感器的作用 使用最多的执行器 电动机

机械元件的基础!执行器、传感器的作用

电动机是一种代表性的执行器。它是将电能转化为动能的装置,被用于诸如起重机、吸尘器、电动汽车等多种用途。据说世界消耗的电力中大概一半为电动机消耗。

电动机可根据所使用的电流大致分为两种。

• DC电动机(直流电动机)
是以直流电源作为电源的电动机。被用于使用干电池驱动的玩具、精密仪器等。分为使用电刷来切换电极的直流电动机和不使用电刷的直流电动机。

• AC电动机(交流电动机)
是以交流电源作为电源的电动机。有像家庭电源那样由单相交流来驱动的电动机和工厂等所使用的由三相交流电源驱动的电动机。
在机械设计中选择电动机时,需要考虑电动机的转速和
扭矩。扭矩是电动机能够输出的力。对电动机施以大于容许扭矩的力时,就会停止运转或者无法正确工作。因此必须计算由齿轮和带轮等驱动装置施加给电动机的力。请参照制造厂家的产品目录等来选择适合的电动机。

机械元件的基础!执行器、传感器的作用 平移运动的执行器

机械元件的基础!执行器、传感器的作用

电动机和发动机是进行旋转运动的执行器,但还有进行移动(平移运动)而非旋转的执行器。如利用液压或气压膨胀和伸缩的气缸、电磁执行器、压电执行器等。

• 液压缸
将油送入液压缸或从液压缸中抽出使活塞运动。虽然只能做直线运动但能够输出非常大的力是其特点。被用于诸如建筑机械、开闭圆形建筑屋顶的大型机构。

• 电磁执行器
是铁芯穿过线圈、利用线圈通电产生的磁场驱动铁芯的执行器。基本原理与电池列车相同。能够沿着线圈进行前后运动和在线圈内进行旋转运动。特点是比液压或气压缸动作快,能够进行小步幅动作。被用于磁体手和控制阀等。

• 压电执行器
是一种使用“压电元件”的执行器,当施加电压时会膨胀和收缩。特点是能够进行非常精密的控制。如用于调节喷墨打印机的油墨喷出量的阀门和超声波发生装置等。
执行器种类繁多,而使执行器动作所需要的零件和装置也各有不同。在进行机械设计时,请了解各自的特点和工作原理等,包括周围的零件,进行合理的设计。

机械元件的基础!执行器、传感器的作用 传感器

机械元件的基础!执行器、传感器的作用

传感器在日文中称为“感知器”。它“感知”诸如温度、湿度、振动、位移量、压力和电流等与设备相关的各种条件,是以数值或信号形式输出的装置。在日常生活中最容易理解的应该是温度计、体温计、GPS、智能手机和平板电脑的触摸屏等。

传感器曾经几乎都是由双金属片构成的机械的且简单的装置。但是近年来,伴随电子化,小巧且高级的传感器成为主流。传感器所能感知的内容也非常广泛。另外AI的图像诊断技术在不断进步,由传感器进行判断的条件也更高了。

传感器与螺钉或螺栓那样的机构机械元件不同,它是在产品阵容和能力方面快速变化的领域。在机械设计中使用传感器时,首先要研究哪种传感器符合要求。

机械元件的基础!执行器、传感器的作用 总结
这次就作为设备动力之源的“执行器”和帮助设备感知自身和周边状态的“传感器”进行了介绍。两者都是驱动时所必需的装置。机械元件有非常多的种类,因此请在设计时参照制造厂家的产品目录等并根据目的进行正确的选择。

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