Det kan være tilfeller der du ønsker å flytte et objekt over en lengre avstand enn aktuatorens slaglengde. Du kan oppnå dette ved å bruke en teleskopisk aktuator eller du kan bruke fysikken bak mekanisk gearing til din fordel. Vanlige eksempler på dette er sakseliften eller det vår venn Mike Senna, skaperen av Wall-E-roboten, gjorde med sin Gjør-det-selv hønsehus automatisk døråpner.
Mekanisk utnyttelse
Fysikken bak disse applikasjonene bruker et forhold mellom avstandene fra dreiepunktet på hver side. Som du kan se i figur 1, er aktuatoren montert i punkt «a» med en fast dreiepunkt i punkt «b». Ved å ta forholdet mellom «B» og «A» oppnår du et forhold på «R». Dette betyr at punkt «c» vil rotere «R» ganger mer enn aktuatorens slaglengde. Dette vil imidlertid øke mengden kraft som kreves av aktuatoren og rotasjonshastigheten til punkt «c» med «R» ganger. Dette er prinsippet bak hvordan man utnytter en lineær aktuator basert på slaglengden og hvor du monterer den.
Gjør-det-selv hønsehus automatisk døråpner
Mike Sennas søknad bruker det samme prinsippet som er omtalt ovenfor, og gir et godt eksempel på å legge til et annet element for å konvertere rotasjonen av punkt «c» til en lineær bevegelse. Du kan se i figur 2 at toppelementet roterer rundt dreiepunktet og aktuatoren skyver på punkt «a».
Figur 2: Toppmedlem som roterer rundt et dreiepunkt i punkt b
Mike visste at han trengte at hønsehusdøren skulle åpnes omtrent 18 tommer. For å gjøre forholdet «R» lik tre og sikre at punkt «c» ville bevege seg 18 tommer med en 15 cm slaglengde, plasserte han dreiepunktet ¾ mot punkt «a» (figur 3). Mike gjorde dette ved å plassere armen slik at det ville være 3,5 tommer på den ene siden av dreiepunktet og 10,5 tommer (3,5 tommer x 3) på den andre siden.
Figur 3: Toppelement som roterer rundt et dreiepunkt i punkt b med dimensjon
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 prosjektet vist på forskjellige posisjoner langs bevegelsesveien. Merk at hastigheten på hønsehusdøren og kraften som påføres av aktuatoren vil endre seg gjennom bevegelsen. Det var nå et spørsmål om å justere posisjoneringen for å oppnå den ønskede dørbevegelsen.
Figur 4: Hønsehusdør i tre forskjellige posisjoner
Sakseliften
Sakseliften er en annen applikasjon som bruker dette prinsippet for å oppnå mer lineær bevegelse med mekanisk utnyttelse. For å gi et eksempel på hvordan man kan utnytte en lineær aktuator, ble det laget en 3D-modell med en aktuator for en sakselift for å simulere den større bevegelsen til en plattform med en relativt kortere bevegelse av aktuatoren.
Figur 5: 3D-modell av en ettrinns sakselift
Som du kan se i figur 5, ble en aktuator for en sakselift med en relativt kort slaglengde (8 tommer i dette tilfellet) brukt til å løfte til en høyde på 36 tommer. Sakselifter fungerer etter samme prinsipp der et legeme roterer rundt et dreiepunkt og det skapes en mekanisk fordel. I stedet for å legge til et annet element hvis formål er å bare oversette rotasjonsbevegelsen til den ene enden, er bevegelsen til endene av elementene begrenset til en horisontal retning. Dette resulterer i at kraftretningen kun er oppover.
Det interessante med sakseliften er at hvis aktuatoren er montert på den øvre halvdelen, vil liften heve seg når aktuatoren forlenges. Hvis aktuatoren derimot er montert på den nedre halvdelen, vil liften heve seg når aktuatoren trekkes tilbake. Merk også at jo nærmere aktuatoren er montert midtleddet på lemmene, desto mer vil liften heve seg, men aktuatoren vil kreve mer kraft.
Hvis du undersøker hvordan du kan utnytte en lineær aktuator For å flytte en gjenstand over en lengre avstand, vil en teleskopisk aktuator eller en gjør-det-selv sakseløftmekanisme gjøre susen. For en aktuator for en sakseløft eller dørmekanisme, har Progressive Automations en rekke modeller med varierende slaglengde og krefter som passer alle dine gjør-det-selv-behov.