Môžu nastať situácie, keď chcete posunúť objekt na väčšiu vzdialenosť, než je dĺžka Zdvihu aktuátora. Dosiahnuť to môžete použitím teleskopického aktuátora alebo vo svoj prospech využiť fyziku mechanickej páky. Bežnými príkladmi sú nožnicový zdvihák alebo to, čo urobil náš priateľ Mike Senna, tvorca robota Wall‑E, s jeho DIY automatickým otváračom dvierok kurína.
Mechanické využitie páky
Fyzika týchto aplikácií spočíva v použití pomeru vzdialeností od otočného bodu na každej strane. Ako vidno na obrázku 1, aktuátor je namontovaný v bode „a“ s pevným otočným bodom v bode „b“. Ak vezmete pomer „B“ a „A“, získate pomer „R“. To znamená, že bod „c“ sa pootočí „R“-krát viac, než je Zdvih aktuátora. Zároveň sa však „R“-krát zvýši požadovaná sila aktuátora aj rotačná Rýchlosť bodu „c“. Toto je princíp, ako využiť lineárny aktuátor vzhľadom na jeho dĺžku Zdvihu a miesto, kde ho namontujete.
DIY automatický otvárač dvierok kurína
Aplikácia Mikea Sennu využíva rovnaký princíp opísaný vyššie a pekne ukazuje pridanie ďalšieho člena na premenu rotácie bodu „c“ na lineárny pohyb. Na obrázku 2 vidno, že horný člen sa otáča okolo otočného bodu a aktuátor tlačí v bode „a“.
Obrázok 2: Horný člen sa otáča okolo otočného bodu v bode b
Mike vedel, že dvierka kurína sa musia otvoriť približne 18 inches. Aby dosiahol pomer „R“ rovný trom a zabezpečil, že bod „c“ prejde 18 inches pri Zdvihu 6 palcov, umiestnil otočný bod na ¾ smerom k bodu „a“ (obrázok 3). Mike to urobil tak, že nastavil rameno tak, aby bolo 3.5 inches na jednej strane otočného bodu a 10.5 inches (3.5 inches x 3) na druhej strane.
Obrázok 3: Horný člen sa otáča okolo otočného bodu v bode b s rozmermi
Potom Mike pridal ďalší člen, aby pretransformoval rotačný pohyb na lineárny. Vysvetľuje: „Moje riešenie bolo pridať ďalšie rameno, ktorého účelom je kompenzovať oblúk – jeden koniec sa pohybuje po oblúku a druhý sa prispôsobuje lineárnemu pohybu.“ Obrázok 4 je schéma vytvorená pre jeho projekt DIY automatického otvárača dvierok kurína v rôznych polohách pozdĺž jeho chodu. Všimnite si, že Rýchlosť dvierok kurína a sila vyvíjaná aktuátorom sa počas pohybu menia. Išlo už len o doladenie polohy, aby dosiahol požadovaný chod dvierok.
Obrázok 4: Dvierka kurína v troch rôznych polohách
Nožnicový zdvihák
Nožnicový zdvihák je ďalšou aplikáciou, ktorá využíva tento princíp na dosiahnutie väčšieho lineárneho pohybu pomocou mechanickej páky. Ako príklad využitia lineárneho aktuátora bol vytvorený 3D model s aktuátorom pre nožnicový zdvihák, ktorý simuluje väčší pohyb plošiny pri relatívne kratšom pohybe aktuátora.
Obrázok 5: 3D model jednostupňového nožnicového zdviháka
Ako vidno na obrázku 5, aktuátor pre nožnicový zdvihák s relatívne krátkym Zdvihom (8 inches v tomto prípade) bol použitý na zdvih do výšky 36 inches. Nožnicové zdviháky fungujú na rovnakom princípe, kde sa teleso otáča okolo otočného bodu a vzniká mechanická výhoda. Namiesto pridania ďalšieho člena, ktorého účelom je iba preniesť rotačný pohyb jedného konca, sú však pohyby koncov členov obmedzené na horizontálny smer. Výsledkom je, že smer sily je len nahor.
Zaujímavé je, že ak je aktuátor namontovaný v hornej polovici, zdvih sa zvyšuje pri vysúvaní aktuátora. Ak je však aktuátor namontovaný v dolnej polovici, zdvih sa zvyšuje pri zasúvaní aktuátora. Taktiež platí, že čím bližšie je aktuátor namontovaný k stredovému kĺbu členov, tým viac sa zdvih zvýši, no aktuátor bude vyžadovať väčšiu silu.
Ak skúmate, ako využiť lineárny aktuátor na presun objektu na väčšiu vzdialenosť, teleskopický aktuátor alebo DIY nožnicový zdvihák to zvládnu. Pre aktuátor do nožnicového zdviháka či dverového mechanizmu má Progressive Automations na sklade rôzne modely s rôznymi Zdvihmi a silami, aby vyhoveli všetkým vašim DIY potrebám.