Pode haver casos em que você queira mover um objeto por uma distância maior do que o comprimento de Recorrido do atuador. Você pode conseguir isso usando um atuador telescópico ou aproveitar a física da alavancagem mecânica a seu favor. Exemplos comuns disso são o elevador tipo tesoura ou o que nosso amigo Mike Senna, o criador do Robô Wall-E, fez com seu Abridor automático de porta para galinheiro DIY.
Alavancagem mecânica
A física por trás dessas aplicações utiliza uma razão entre as distâncias a partir do ponto de pivô em cada lado. Como você pode ver na figura 1, o atuador está montado no ponto ‘a’ com um pivô fixo no ponto ‘b’. Ao tomar a razão entre ‘B’ e ‘A’, obtém-se uma razão ‘R’. Isso significa que o ponto ‘c’ girará ‘R’ vezes mais do que o Recorrido do atuador. No entanto, isso aumentará em ‘R’ vezes a quantidade de força exigida do atuador e a velocidade de rotação do ponto ‘c’. Esse é o princípio por trás de como alavancar um atuador linear com base no seu comprimento de Recorrido e no local onde você o monta.
Abridor automático de porta para galinheiro DIY
A aplicação do Mike Senna usa o mesmo princípio discutido acima e oferece um ótimo exemplo de adicionar outro membro para converter a rotação do ponto ‘c’ em um movimento linear. Você pode ver na figura 2 que o membro superior gira em torno do ponto de pivô e o atuador empurra no ponto ‘a’.
Figura 2: Membro superior girando em torno de um pivô no ponto b
Mike sabia que precisava que a porta do galinheiro abrisse aproximadamente 18 polegadas. Para fazer a razão ‘R’ ser igual a três e garantir que o ponto ‘c’ percorresse 18 polegadas com um Recorrido de 6 polegadas, ele posicionou o ponto de pivô a ¾ em direção ao ponto ‘a’ (figura 3). Mike fez isso posicionando o braço de forma que houvesse 3,5 polegadas de um lado do ponto de pivô e 10,5 polegadas (3,5 polegadas x 3) do outro lado.
Figura 3: Membro superior girando em torno de um pivô no ponto b com dimensões
Depois disso, Mike adicionou outro membro para transformar o movimento de rotação em movimento linear. Ele explica: “Minha solução foi adicionar outro braço cujo propósito é ajustar para o arco, já que uma extremidade se move em um arco e a outra extremidade se ajusta a um movimento linear.” A Figura 4 é um diagrama feito para seu projeto Abridor automático de porta para galinheiro DIY, mostrado em várias posições diferentes ao longo do seu Recorrido. Observe que a velocidade da porta do galinheiro e a força aplicada pelo atuador mudarão ao longo do Recorrido. Agora era uma questão de ajustar o posicionamento para alcançar o Recorrido de porta desejado.
Figura 4: Porta do galinheiro em três posições diferentes
O elevador tipo tesoura
O elevador tipo tesoura é outra aplicação que usa esse princípio para obter um movimento mais linear com alavancagem mecânica. Para fornecer um exemplo de como alavancar um atuador linear, foi criado um modelo 3D com um atuador para um elevador tipo tesoura para simular o movimento maior de uma plataforma com um movimento relativamente mais curto do atuador.
Figura 5: Modelo 3D de um elevador tipo tesoura de um estágio
Como você pode ver na Figura 5, um atuador para um elevador tipo tesoura com Recorrido relativamente curto (8 polegadas, neste caso) foi usado para elevar até uma altura de 36 polegadas. Elevadores tipo tesoura funcionam com o mesmo princípio, no qual um corpo gira em torno de um ponto de pivô e cria-se uma vantagem mecânica. Porém, em vez de adicionar outro membro cujo propósito é simplesmente converter o movimento de rotação de uma extremidade, o movimento das extremidades dos membros é restrito à direção horizontal. Isso faz com que a direção da força seja apenas para cima.
O interessante do elevador tipo tesoura é que, se o atuador estiver montado na metade superior, a elevação subirá à medida que o atuador se estende. Entretanto, se o atuador estiver montado na metade inferior, a elevação subirá à medida que o atuador se retrai. Observe também que, quanto mais próximo o atuador estiver montado da junção central dos membros, mais a elevação subirá, porém o atuador exigirá mais força.
Se você está pesquisando como alavancar um atuador linear para mover um objeto por uma distância maior, um atuador telescópico ou um mecanismo de elevador tipo tesoura DIY vai resolver. Para um atuador para elevador tipo tesoura ou mecanismo de porta, a Progressive Automations dispõe de uma variedade de modelos com diferentes Recorridos e forças para atender a todas as suas necessidades de DIY.