Bazen bir nesneyi, aktüatörün vuruş mesafesinden daha uzun bir mesafeye taşımak isteyebilirsiniz. Bunu, teleskopik bir aktüatör kullanarak başarabilir veya mekanik kaldıraç fiziğinden yararlanabilirsiniz. Bunun yaygın örnekleri arasında makaslı lift ya da Wall-E Robotunun yaratıcısı arkadaşımız Mike Senna’nın DIY Tavuk Kümesi Otomatik Kapı Açıcı projesinde yaptığı yer alır.
Mekanik kaldıraç
Bu uygulamaların arkasındaki fizik, mafsal noktasından olan mesafelerin oranının kullanılmasına dayanır. Şekil 1'de görüldüğü gibi aktüatör, 'b' noktasında sabit bir mafsalla, 'a' noktasına monte edilmiştir. 'B' ile 'A' oranını alarak 'R' oranına ulaşırsınız. Bu, 'c' noktasının, aktüatörün vuruş mesafesinin 'R' katı kadar döneceği anlamına gelir. Ancak bu, aktüatör tarafından gereken kuvvet miktarını ve 'c' noktasının dönme hızını da 'R' kat artıracaktır. Bu, bir lineer aktüatörden, vuruş mesafesine ve nereye monte ettiğinize bağlı olarak nasıl kaldıraç elde edileceğinin prensibidir.
DIY Tavuk Kümesi Otomatik Kapı Açıcı
Mike Senna’nın uygulaması, yukarıda bahsedilenle aynı prensibi kullanır ve 'c' noktasının dönmesini doğrusal harekete çevirmek için başka bir üye eklemenin harika bir örneğini sunar. Şekil 2'de, üstteki üyenin mafsal noktası etrafında döndüğünü ve aktüatörün 'a' noktasında ittiğini görebilirsiniz.
Şekil 2: b Noktasındaki Mafsal Etrafında Dönen Üst Üye
Mike, tavuk kümesi kapısının yaklaşık 18 inç inç açılması gerektiğini biliyordu. 'c' noktasının, 6 inççlik bir vuruşla 18 inç inç hareket etmesini sağlamak için 'R' oranını üçe eşitlemek amacıyla, mafsal noktasını 'a' noktasına doğru 3/4 konumuna yerleştirdi (Şekil 3). Bunu, kolu öyle konumlandırarak yaptı ki, mafsal noktasının bir yanında 3,5 inç inç, diğer yanında ise 10,5 inç inç (3,5 inç inç x 3) kalsın.
Şekil 3: b Noktasındaki Mafsal Etrafında Dönen Üst Üye ve Ölçüler
Bundan sonra Mike, dönme hareketini doğrusal harekete dönüştürmek için başka bir üye ekledi. Şöyle açıklıyor: “Çözümüm, bir ucun yay çizerek hareket ettiği durumda diğer ucun doğrusal harekete uyum sağlaması için yayı telafi edecek başka bir kol eklemekti.” Şekil 4, DIY Tavuk Kümesi Otomatik Kapı Açıcı projesi için yaptığı, hareket boyunca çeşitli pozisyonlarda gösterilen bir diyagramdır. Not: Tavuk kümesi kapısının hızı ve aktüatörün uyguladığı kuvvet, hareket boyunca değişecektir. Artık istenen kapı hareketini elde etmek için konumlandırmayı ayarlama meselesiydi.
Şekil 4: Üç Farklı Pozisyonda Tavuk Kümesi Kapısı
Makaslı Lift
Makaslı lift, mekanik kaldıraçtan yararlanarak daha fazla doğrusal hareket elde eden bir diğer uygulamadır. Bir lineer aktüatörden nasıl kaldıraç elde edileceğine örnek vermek için, nispeten daha kısa bir aktüatör hareketiyle bir platformun daha büyük hareketini simüle etmek üzere makaslı lifte ait bir aktüatörle 3B bir model oluşturuldu.
Şekil 5: Tek Kademeli Makaslı Liftin 3B Modeli
Şekil 5'te görebileceğiniz gibi, nispeten kısa vuruşa sahip (8 inç inç bu örnekte) bir makaslı lift aktüatörü, 36 inç inç yüksekliğe kaldırmak için kullanılmıştır. Makaslı liftler, bir cismin mafsal noktası etrafında döndüğü ve bir mekanik avantaj yaratıldığı aynı prensiple çalışır. Ancak, bir ucun dönme hareketini basitçe doğrusal harekete çevirmeyi amaçlayan başka bir üye eklemek yerine, üyelerin uçlarının hareketi yatay yönde sınırlandırılır. Bunun sonucu, kuvvetin yalnızca yukarı yönlü olmasıdır.
Makaslı lift hakkında ilginç olan, aktüatör üst kısma monte edilirse aktüatör uzadıkça liftin yükselmesidir. Ancak aktüatör alt kısma monte edilirse, aktüatör kısaldıkça lift yükselir. Ayrıca, aktüatör üyelerin orta eklemine ne kadar yakın monte edilirse lifin o kadar fazla yükseleceğini, fakat aktüatörün daha fazla kuvvet gerektireceğini unutmayın.
Bir nesneyi daha uzun mesafeye taşımak için bir lineer aktüatörden nasıl kaldıraç elde edebileceğinizi araştırıyorsanız, teleskopik bir aktüatör veya bir DIY makaslı lift mekanizması işinizi görecektir. Bir makaslı lift veya kapı mekanizması için aktüatör arıyorsanız, Progressive Automations tüm DIY ihtiyaçlarınıza uyacak farklı vuruş mesafeleri ve kuvvetlere sahip çok çeşitli modeller stoklamaktadır.