Der kan være tilfælde, hvor du ønsker at flytte et objekt over en længere afstand end aktuatorens slaglængde. Du kan opnå dette ved at bruge en teleskopisk aktuator eller du kan bruge fysikken bag mekanisk gearing til din fordel. Almindelige eksempler på dette er sakseliften eller hvad vores ven Mike Senna, skaberen af Wall-E-robotten, gjorde med hans Gør-det-selv hønsehus automatisk døråbner.
Mekanisk gearing
Fysikken bag disse applikationer bruger et forhold mellem afstandene fra drejepunktet på hver side. Som du kan se i figur 1, er aktuatoren monteret ved punkt 'a' med en fast drejepunkt ved punkt 'b'. Ved at tage forholdet mellem 'B' og 'A' opnår du et forhold på 'R'. Det betyder, at punkt 'c' vil rotere 'R' gange mere end aktuatorens slaglængde. Dette vil dog øge den mængde kraft, der kræves af aktuatoren, og rotationshastigheden for punkt 'c' med 'R' gange. Dette er princippet bag, hvordan man udnytter en lineær aktuator baseret på dens slaglængde og hvor du monterer den.
Gør-det-selv hønsehus automatisk døråbner
Mike Sennas ansøgning bruger det samme princip, der er beskrevet ovenfor, og giver et godt eksempel på at tilføje et andet element for at konvertere rotationen af punkt 'c' til en lineær bevægelse. Du kan se i figur 2, at det øverste element roterer omkring drejepunktet, og aktuatoren skubber ved punkt 'a'.
Figur 2: Øverste element roterer omkring et drejepunkt i punkt b
Mike vidste, at han havde brug for, at hønsehusets dør skulle åbne cirka 45 cm. For at få forholdet 'R' til at være lig med tre og sikre, at punkt 'c' ville bevæge sig 45 cm med en bevægelse på 15 cm, placerede han drejepunktet ¾ mod punkt 'a' (figur 3). Mike gjorde dette ved at placere armen, så der ville være 9,6 cm på den ene side af drejepunktet og 25,6 cm (9,6 x 7,6 cm) på den anden side.
Figur 3: Øverste element roterer omkring et drejepunkt i punkt b med dimension
After this, Mike added another member to transform the rotational motion to linear motion. He explains, “My solution was to add another arm whose purpose is to adjust for the arc as one end moves in an arc and the other end adjusts to a linear movement.” Figure 4 is a diagram made for his DIY Chicken Coop Automatic Door Opener Projektet vist på forskellige positioner langs dens bevægelse. Bemærk, at hastigheden på hønsehusdøren og den kraft, der påføres af aktuatoren, vil ændre sig under hele bevægelsen. Det var nu et spørgsmål om at justere positioneringen for at opnå den ønskede dørbevægelse.
Figur 4: Hønsehusdør i tre forskellige positioner
Sakseliften
Sakseliften er en anden anvendelse, der bruger dette princip til at opnå mere lineær bevægelse med mekanisk gearing. For at give et eksempel på, hvordan man gearer en lineær aktuator, blev der oprettet en 3D-model med en aktuator til en sakselift for at simulere den større bevægelse af en platform med en relativt kortere bevægelse af aktuatoren.
Figur 5: 3D-model af en sakselift i ét trin
Som du kan se i figur 5, blev en aktuator til en sakselift med en relativt kort slaglængde (20 cm i dette tilfælde) brugt til at løfte til en højde på 91 cm. Sakselifte fungerer efter samme princip, hvor et legeme roterer omkring et drejepunkt, og der skabes en mekanisk fordel. I stedet for at tilføje et andet element, hvis formål er blot at oversætte rotationsbevægelsen i den ene ende, er bevægelsen af enderne af elementerne begrænset til en vandret retning. Dette resulterer i, at kraftretningen kun er opadgående.
Det interessante ved sakseliften er, at hvis aktuatoren er monteret på den øverste halvdel, vil liften hæve sig, når aktuatoren strækker sig. Hvis aktuatoren derimod er monteret på den nederste halvdel, vil liften hæve sig, når aktuatoren trækkes tilbage. Bemærk også, at jo tættere aktuatoren er monteret på midterleddet af elementerne, desto mere vil liften hæve sig, men aktuatoren vil kræve mere kraft.
Hvis du undersøger, hvordan du kan udnytte en lineær aktuator For at flytte en genstand over en længere afstand, vil en teleskopisk aktuator eller en gør-det-selv sakseliftmekanisme klare tricket. For en aktuator til en sakselift eller dørmekanisme, har Progressive Automations et udvalg af modeller med varierende slaglængder og kræfter, der passer til alle dine gør-det-selv-behov.