Danes se dvižni mehanizmi široko uporabljajo tako v domači kot industrijski avtomatizaciji. Z enostavno konstrukcijo, ki jo upravljate s pritiskom na gumb, lahko avtomatizirana dvigala pomagajo rešiti širok nabor nalog, kot so prevoz tovora, optimizacija položaja, samodejno odpiranje/zapiranje vrat in oken itd. V tem članku bomo razpravljali, kako izdelati dvižni mehanizem in katera orodja boste pri tem potrebovali. Predstavili bomo tudi naše 3 najboljše DIY rešitve, ki uporabljajo opisane načine avtomatizacije.
Kaj je dvižni mehanizem
Linearno gibanje, ki je bistvo vsakega dvižnega mehanizma, lahko ustvarimo na več načinov. Najpogostejša možnost uporablja palico (drsnik), ki se linearno giblje v določeni smeri. Takšna zasnova je osnova linearnega aktuatorja. Za ustvarjanje linearnega gibanja v konstrukciji linearnega aktuatorja se običajno uporablja vijačni prenos. Vreteno (vijak) se vrti v smeri urinega kazalca ali nasprotno, to vrtenje pa povzroči linearno gibanje drsnika, povezanega z matico, vzdolž vretena. Motorji, uporabljeni v linearnih aktuatorjih, so večinoma naprave na enosmerni tok (DC). Obstajajo pa tudi pnevmatski in hidravlični motorji.
Da spremenimo smer gibanja drsnika linearnega aktuatorja, tj. da se mehanizem premika navzdol namesto navzgor, moramo spremeniti smer gibanja motorja. Če govorimo o motorju na enosmerni tok, je treba zamenjati polariteto napajanja s preklopom dveh napajalnih vodnikov motorja. Najpreprostejša rešitev je uporaba posebnega stikala za nastavitev polaritete. Za zaustavitev palice v končnih položajih je aktuator opremljen z vgrajenimi končnimi stikali, ki delujejo v trenutku, ko vijak doseže skrajni položaj v ohišju aktuatorja. V dvižnem mehanizmu to pomeni, da se gibanje ustavi in zadrži v določenem položaju. Takšna končna stikala so opremljena s posebnimi indikatorji, od katerih je eden nameščen na enem skrajnem položaju, drugi pa na nasprotnem skrajnem mestu.
Ti indikatorji pomagajo izklopiti napajanje motorja, ko vijak doseže skrajna položaja. Pogoni uporabljajo tudi elemente, kot je reduktor, da dosežejo ustrezno vrtilno hitrost. Ta element lahko spreminja hitrost vrtenja na palici, kar posledično vpliva na končno hitrost linearnega gibanja. Vpliva tudi na silo, s katero se palica premika; višje kot je prestavno razmerje reduktorja, večja je sila in manjša hitrost. Če pa je vaš pogon zelo preprost in ne uporablja reduktorja, je hitrost palice še vedno odvisna od sile, vložene v premik. Višja kot je hitrost gibanja palice, manjša je sila in obratno.
Vrste linearnih aktuatorjev
Kot smo že omenili, je najdostopnejši način za izdelavo dvižnega mehanizma ta, da v njegovo jedro postavite linearni aktuator. Linearne pogone lahko razdelimo na električne in pnevmatske.
Električni linearni aktuatorji pretvorijo električno energijo v gibanje, ki ga določajo zakoni mehanike. Uporabljajo električne rotacijske motorje, ki vrtljivo gibanje pretvorijo v premo-linearno. Tako rotirajoči element premika palico s pomočjo mehanskega pretvornika, na primer prek sklopa krogličnega ali valjčnega vijaka. To povzroči tudi gladko neposredno gibanje. Pnevmatski linearni aktuatorji so značilni po tem, da imajo potisnik v votlem cilindru, ki se aktivira s pritiskom, ki ga ustvari zunanji kompresor ali črpalka. Ko tlak narašča, se potisnik pomika proti koncem. Za vrnitev potisnika v začetni položaj se z druge strani dovede impulz ali stisnjen plin. Hidravlični dvižni mehanizem na osnovi hidravličnega linearnega pogona deluje podobno kot shema pnevmatskega aktuatorja, le da uporablja tekočino, ki se dovaja od zunaj.
Opaziti je, da je najbolj priljubljen tip aktuatorja električni. Redko odpovejo in jih je mogoče zapreti v zelo kompaktno obliko. Poleg tega se ta tip aktuatorjev šteje za najučinkovitejšega z vidika hitrosti gibanja, natančnosti ter potisne/vlečne sile.
Kako izdelati dvižni mehanizem
Če želite konstrukcijo izdelati sami, boste potrebovali dve stvari. Najprej ustrezno izbran linearni pogon in stikalo za njegovo upravljanje. Drugi deli, kot so montažni deli dvižnega mehanizma, pa bodo neposredno odvisni od strukturnih posebnosti določene naprave ali opreme, ki uporablja linearni pogon.
Izbira pravilnega linearnega aktuatorja je bistvena naloga. Te naprave so kompaktni, stroškovno učinkoviti pogoni, ki so sestavljeni iz vodila in polžastega vijaka. Drsnik za premik običajno potrebuje 12 V ali 24 V napajanja, čeprav obstajajo modeli z različnimi tehničnimi specifikacijami. Ta moč zadošča, da se objekt, povezan z drsnim elementom, po vodilu premika navzgor in navzdol. Na voljo so z različnimi lastnostmi, kot so nosilnost, dolžina vodil in moč. To pomeni, da lahko izberete ustrezno možnost glede na to, kako hitro gibanje želite doseči, oziroma kako težak je tovor, ki ga je treba dvigniti.
Pomembno je izbrati model, ki lahko prenese približno poldrugi krat večjo težo od največje predvidene. Hod naj bo tudi za 1 inch daljši od potrebnega. Nazadnje upoštevajte hitrost gibanja. V določenih primerih se naprave gibljejo preostro, zlasti pri visokonatančni opremi. Pri izbiri stikala se običajno uporablja dvo-polno, dvo-metno stikalo (DPDT), ki omogoča spremembo smeri in zaustavitev gibanja z enim potiskom ročice. Da kar najbolj poenostavite izdelavo svojega dvižnega mehanizma, toplo priporočamo uporabo daljinskih upravljalnikov. Ti odpravijo potrebo po odvečnem kablu.
Uporabe dvižnih mehanizmov
Področje uporabe je zelo široko in raznoliko. Dvižni mehanizmi, ki jih poganjajo linearni aktuatorji, so lahko univerzalni – od uravnavanja položaja televizorja do dviga klančin za invalidske vozičke in avtomatizacije industrijske opreme. Obstaja veliko domačih uporab, na primer škarjasto ali namizno dvigalo. Ta članek si bo ogledal uporabo TV dvigala.
Izdelava sistema TV dvigala
Potrebovali boste 1 ali 2 aktuatorja, plinske vzmeti, montažne nosilce, vodila in lesene materiale. Sistem lahko nastavite z napajanjem AC ali DC. Če se uporablja napajanje AC, boste potrebovali PA-30 z AC napajalnikom ali krmilno enoto PA-20. To vam omogoča upravljanje sistema z brezžičnim ali žičnim ročnim daljincem. Če se uporablja napajanje DC, boste potrebovali 12 V napajalnik in preklopno stikalo za upravljanje sistema.
Obstajata dve različni vrsti motoriziranih sistemov TV dvigal, ki ju lahko zgradite. En sistem lahko televizor spusti s stropa, drugi pa ga dvigne iz notranjosti omare ali podobnega pohištva. Izdelava sistema TV dvigala je cenejša alternativa kot nakup v celoti sestavljenega sistema.
Potrebni izdelki
- 1 ali 2 linearna aktuatorja, odvisno od velikosti TV.
- 2 x montažna nosilca (BRK-14), po 2 za vsak aktuator.
- PA-30 ali PA-20 krmilna enota, če je potrebno napajanje AC.
Spodnji video prikazuje, kako bo tak sistem deloval.
Zaključek
Kot vidite, izdelava dvižnega mehanizma za domače namene ni pretežka. Najprimernejšo možnost za vaš primer lahko izberete kar v naši spletni trgovini. Vse naše modele podpiramo z 18-mesečno garancijo in jih konfiguriramo glede na vaše individualne zahteve in potrebe. Dodatno lahko izbirate tudi med že pripravljenimi dvižnimi mehanizmi za mize, televizorje itd.