音圈致动器(VCAs)正变得越来越有用的精确运动应用的需求更小的和更精确的线性运动控制组件。
这些致动器被用于越来越多样的关键设备,通风,帮助病人呼吸指导asteroid-collecting航天器的怀抱。app亚博体育
最初开发音频扬声器音圈驱动技术是目前使用广泛的医疗,工业,和空间应用提供可靠的和精确的运动控制。
尽管存在许多年来,VCA技术,如图1所示,许多设计工程师仍是一个谜。这是因为,直到最近,它的应用领域范围是一个具有成本效益的解决方案是比较有限。
过去,solenoid-based设备对于设计师来说是更为常见,尽管其局限性的灵活性。然而,强大的单片机的可用性和高效的司机,先进的线性运动设计使用VCAs变得更容易和更负担得起的来实现。
当开发一个产品,需要可靠的、可重复的和可控的动作,工程师应该考虑使用VCA技术。
音圈致动器为工程师提供很多好处。VCAs是简单和高度健壮的同时也提供准确精度基于他们的输入。VCAs加速平稳和快速行程内任何位置近零磁滞和有限的系统的高效率精密和驱动能力。
这些设备由于其精度高,特别适合于应用,如医疗设备、机器人、工业过程设备. .app亚博体育
图1所示。线性音圈致动器。用于广泛的医疗和工业领域,一个轴向音圈致动器由永久磁铁坐落在一个移动的管状线圈的导线,在铁磁圆柱体。当电流流经线圈,它成为对磁铁磁化和排斥,产生一个,来回运动。图片来源:Sensata Technologies, Inc .)
保持活着——在医疗设备精度控制
医疗行业是一个字段,需要精度至关重要,尤其是在配药泵等设备和通风。这些设备不能依靠近似,每微升液体或空气必须精确测量和管理。
VCA-based解决方案提供了准确的运动控制在一个没有添加复杂性或散装的医疗流程管理制度。
医疗设备设计提出的挑战,超越会议性能和监管标准。这对性能的需求受限空间借一个VCA的解决方案。
高性能的需求在一个有限的空间使VCA技术一个理想的解决方案。具体来说,线性音圈致动器可以用来满足精确运动控制的要求,超小尺寸需要在医疗行业。
这些微型VCAs通常用来调节吸气和呼气阀门使用呼吸器,确保指定的精确数量的空气和必要的可靠性重要救命的应用程序(图2)。
图2。VCAs如Sensata lah08 - 15 - 000 a常用于控制吸气和呼气阀门通风作为他们的精度、可靠性和小尺寸满足要求可在医疗行业。图片来源:Sensata Technologies, Inc .)
这些类型的VCA汽车的另一个优点是其双向功能,永久磁铁,磁力锁存。这些特性使VCA留在位置一端或中风的其他电源故障,确保阀门保持开放或关闭在断电的情况下。
这些紧凑VCAs直径仅0.75英寸,重2.3盎司。然而,他们可以提供一个峰值近两磅的力量在±2毫米的工作行程和低磁滞,零接头,高加速度,和长寿命周期。
VCAs提供的精确的线性运动控制,也可用于其他精密医疗系统,如麻醉机、超声波探头,血液分析仪,和实验室设备。app亚博体育
这个世界——对航天器故障安全操作
app亚博体育设备使用在军事和航空航天领域必须保持高水平的精密不管环境条件。因此,设备必须耐用和精确,类似app亚博体育于医疗行业。
在这样的场景中,定制的解决方案可以帮助确保所有必要的规范来实现所需的性能占在设备设计的初期阶段。app亚博体育
解决太空应用的独特要求,Sensata工程师设计能够承受的动磁VCA的苛刻要求的光谱仪动镜Origins-Spectral解释资源标识安全风化层Explorer (OSIRIS-Rex)航天器。
OSIRIS-Rex发起于2016年9月2018年小行星)一起工作,并在2023年把样品带回地球。
定制的移动磁铁VCA的贴在moving-mirror大会OSIRIS-Rex热发射光谱仪(选票)准确位置为宇宙飞船接近小行星表面扫描。定制的VCA制造,以确保可靠和故障安全操作,重点是可靠性。
致动器的设计需要冗余技术、low-outgassing和精确运动控制定位为获得最佳性能。
保持在一个特定的大小、重量和功耗限制至关重要的航天器由于有限的可用空间。这些限制了通过设计一个紧凑的住房,约2”直径和3“的长度。
满足需要接近零排放,Sensata开发执行机构使用机械装配方法和spaceflight-approved材料同时最小化粘合剂和油墨的使用。亚博网站下载这种方法可以确保一个清洁生产过程,消除了物质可能导致出气。
此外,致动器装备有高能量钕铁硼磁铁提高运营效率。
定制的磁铁的解决方案和清洁装配方法被应用于不同尺寸范围的致动器,导致生产高性能VCAs测量直径12 - 65毫米和12 - 75毫米的长度(在中间冲程),适用于各种应用程序,如半导体、军事、空间和测试和测量。(图3)
图3。高精度的音圈致动器像Sensata模型LA05-05满足半导体的高纯度和低出气要求,军事和空间应用。图片来源:Sensata Technologies, Inc .)
平滑操作,低摩擦在工业和加工应用
运输的物品从一个地方到另一个地方是一个广泛使用的应用程序,但它并不总是一样直接连接马达传送带。
在众多连续操作应用,运动过度摩擦引起的不一致会导致利润损失和创建工作缺陷,减少产量。
对于这样的应用程序,VCA的解决方案,演示极低磁滞和摩擦而提供精确和一致的双向位置控制,如图4中所示的VCA、是最优的。
关键VCA的低摩擦设计是一个对称的flex电路,停止任何摩擦引起的运动加上固体黄铜球笼进一步减少。
本设计实现了一个操作性能的磁滞只有10 mN相似的风格相比,执行机构能够提供50到200 mN。此外,VCA提供其他性能属性,如峰值4.7 N,总行程7.4毫米,小体积的38毫米直径48.3毫米的长度。
图4。VCAs提供低滞后/低摩擦可靠和精确的运动控制在一个紧凑的包中。图片来源:Sensata Technologies, Inc .)
把它在一起,加快发展的工具
设计工具,协助工程师理解和实现采用特定的技术是至关重要的,和VCAs也不例外。
独立的工具,比如Sensata音圈致动器的开发工具包(图5),包括一个VCA内置反馈传感器和可编程控制器与运动控制软件兼容的个人电脑。
这些工具允许用户利用VCAs所带来的好处,而不需要指定完整所需的电子控制系统。
这种类型的工具可以帮助设计师快速开发一个驱动系统和演示工作设计与速度,位置,力量,往复运动,加速度控制解决几乎任何应用程序。
图5。独立的音圈致动器开发者套件使设计师快速评估和实现VCA-based运动解决方案。图片来源:Sensata Technologies, Inc .)
推进VCA技术
将先进的和精确的线性运动的能力在任何空间现在是可能的,让现有的和新的应用程序,以前由于成本和复杂性的限制并不可行。
例如,VCA内置一个电动汽车充电系统可以提高并使线圈从地板上的底部的最佳能量转移或打印机针头的工具定位在一个高分辨率的3 d打印机。
VCA技术继续扩大的应用工程师使用它来处理复杂、精致、运动或敏感的应用程序。
成功的关键是识别并为特定的应用程序创建适当的解决方案,利用技术的优势和用户的需求。
这些信息已经采购,审核并改编自Sensata技术,提供的材料有限公司亚博网站下载
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