機械元件的基礎中的執行器、傳感器的作用

發布日期: 2023-09-12

自動運行的設備都是使用某種動力。動力的來源機構統稱為“執行器”?!皥绦衅鳌庇须妱訖C和發動機、液壓缸等。另外,在運行設備時,為了確認設備本身或周圍的狀態而要使用傳感器。這次就機械設計中特別是與運動有關的機械元件即“執行器”和“傳感器”做一下說明。

 

使用最多的執行器 電動機

在機械設計中,電動機是一種代表性的執行器。

電動機是一種代表性的執行器。它是將電能轉化為動能的裝置,被用于諸如起重機、吸塵器、電動汽車等多種用途。據說世界消耗的電力中大概一半為電動機消耗。
電動機可根據所使用的電流大致分為兩種。

? DC電動機(直流電動機)
是以直流電源作為電源的電動機。被用于使用干電池驅動的玩具、精密儀器等。分為使用電刷來切換電極的直流電動機和不使用電刷的直流電動機。

? AC電動機(交流電動機)
是以交流電源作為電源的電動機。有像家庭電源那樣由單相交流來驅動的電動機和工廠等所使用的由三相交流電源驅動的電動機。
在機械設計中選擇電動機時,需要考慮電動機的轉速和扭矩。扭矩是電動機能夠輸出的力。對電動機施以大于容許扭矩的力時,就會停止運轉或者無法正確工作。因此必須計算由齒輪和帶輪等驅動裝置施加給電動機的力。請參照制造廠家的產品目錄等來選擇適合的電動機。

 

平移運動的執行器

在機械設計中,電動機和發動機是進行旋轉運動的執行器,但還有進行移動(平移運動)而非旋轉的執行器。

電動機和發動機是進行旋轉運動的執行器,但還有進行移動(平移運動)而非旋轉的執行器。如利用液壓或氣壓膨脹和伸縮的氣缸、電磁執行器、壓電執行器等。

? 液壓缸
將油送入液壓缸或從液壓缸中抽出使活塞運動。雖然只能做直線運動但能夠輸出非常大的力是其特點。被用于諸如建筑機械、開閉圓形建筑屋頂的大型機構。

? 電磁執行器
是鐵芯穿過線圈、利用線圈通電產生的磁場驅動鐵芯的執行器?;驹砼c電池列車相同。能夠沿著線圈進行前后運動和在線圈內進行旋轉運動。特點是比液壓或氣壓缸動作快,能夠進行小步幅動作。被用于磁體手和控制閥等。

? 壓電執行器
是一種使用“壓電元件”的執行器,當施加電壓時會膨脹和收縮。特點是能夠進行非常精密的控制。如用于調節噴墨打印機的油墨噴出量的閥門和超聲波發生裝置等。
執行器種類繁多,而使執行器動作所需要的零件和裝置也各有不同。在進行機械設計時,請了解各自的特點和工作原理等,包括周圍的零件,進行合理的設計。

 

傳感器

在機械設計中,傳感器在日文中稱為“感知器”。

傳感器在日文中稱為“感知器”。它“感知”諸如溫度、濕度、振動、位移量、壓力和電流等與設備相關的各種條件,是以數值或信號形式輸出的裝置。在日常生活中最容易理解的應該是溫度計、體溫計、GPS、智能手機和平板電腦的觸摸屏等。
傳感器曾經幾乎都是由雙金屬片構成的機械的且簡單的裝置。但是近年來,伴隨電子化,小巧且高級的傳感器成為主流。傳感器所能感知的內容也非常廣泛。另外AI的圖像診斷技術在不斷進步,由傳感器進行判斷的條件也更高了。
傳感器與螺釘或螺栓那樣的機構機械元件不同,它是在產品陣容和能力方面快速變化的領域。在機械設計中使用傳感器時,首先要研究哪種傳感器符合要求。

 

總結
這次就作為設備動力之源的“執行器”和幫助設備感知自身和周邊狀態的“傳感器”進行了介紹。兩者都是驅動時所必需的裝置。機械元件有非常多的種類,因此請在設計時參照制造廠家的產品目錄等并根據目的進行正確的選擇。

 

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