线性执行器

线性执行器是一个致动器，在直线运动创建，而相比之下，常规的圆周运动电动机。线性致动器用于机床和工业机械、计算机xxx设备（如磁盘驱动器和打印机）、阀门和阻尼器以及许多其他需要线性运动的地方。液压缸或气压缸固有地产生线性运动。许多其他机制用于从旋转电机产生线性运动。

机械线性致动器通常通过将旋转运动转换为线性运动来操作。转换通常通过几种简单类型的机制进行：

• 丝杠：丝杠、丝杠千斤顶、滚珠丝杠和滚柱丝杠致动器都按照称为丝杠的简单机械原理运行。通过旋转执行器的螺母，丝杠轴沿直线移动。
• 轮轴：提升机、绞车、齿轮齿条、链条传动、皮带传动、刚性链条和刚性皮带执行器根据轮轴原理工作。旋转轮移动电缆、齿条、链条或皮带以产生线性运动。
• 凸轮：凸轮执行器的工作原理与楔块相似，但行程相对有限。当轮状凸轮旋转时，其偏心形状在轴的底部提供推力。

一些机械线性执行器只能拉动，例如提升机、链传动和皮带传动。其他人只推动（例如凸轮执行器）。气动和液压缸或丝杠可以设计成在两个方向上产生力。

机械致动器通常通过旋钮或手柄所附接的螺钉和/或齿轮将控制旋钮或手柄的旋转运动转换为线性位移。一个螺旋千斤顶或汽车千斤顶是一个熟悉的机械致动器。另一系列执行器基于分段主轴。千斤顶手柄的旋转机械地转换为千斤顶头的线性运动。机械致动器也经常用于激光和光学领域，以操纵线性平台、旋转平台、反射镜支架、测角仪的位置。和其他定位仪器。为了准确和可重复定位，可以在控制旋钮上使用索引标记。一些执行器包括编码器和数字位置读数。这些类似于千分尺上使用的调节旋钮，但它们的目的是位置调节而不是位置测量。

液压致动器或液压缸通常包括其中插入有活塞的中空缸。施加在活塞上的不平衡压力会产生可以移动外部物体的力。由于液体几乎不可压缩，液压缸可以提供活塞的受控精确线性位移。位移仅沿活塞的轴线。手动操作的液压致动器的一个常见示例是液压千斤顶。但通常，术语“液压致动器”是指由液压泵控制的装置。

气动执行器或气缸,类似于液压执行器，不同之处在于它们使用压缩空气而不是液体来产生力。它们的工作原理类似于活塞，其中空气被泵入腔室并从腔室的另一侧推出。气动执行器不一定用于重型机械和存在大量重量的情况。气动线性执行器优于其他类型的原因之一是动力源只是一个空气压缩机。由于空气是输入源，气动执行器可用于许多机械活动场所。缺点是，大多数空气压缩机体积大、体积大、声音大。一旦安装，它们很难运输到其他区域。气动线性执行器可能会泄漏，这使得它们的效率低于机械线性执行器。

一种微型机电线性执行器，其中导螺母是电机的一部分。丝杠不旋转，所以当电机转动丝杠时，丝杠伸出或缩回。压力补偿水下线性执行器，用于遥控水下航行器(ROV)典型的紧凑型圆柱形线性电动执行器典型的线性或旋转+线性电动执行器移动线圈线性、旋转和线性+旋转执行器在各种应用中工作

机电执行器与机械执行器相似，只是控制旋钮或手柄被电动机取代。电机的旋转运动转化为线性位移。机电致动器也可用于为将电能转换为机械扭矩的电机提供动力。现代线性执行器有多种设计，每家制造它们的公司都倾向于拥有专有方法。以下是对非常简单的机电线性致动器的概括描述。

通常，电动机通过机械方式连接以旋转导螺杆。导螺杆在其圆周上沿长度方向加工有连续的螺旋螺纹（类似于螺栓上的螺纹）。拧在丝杠上的是丝杠螺母或滚珠螺母带有相应的螺旋螺纹。螺母被阻止与丝杠一起旋转（通常螺母与执行器主体的非旋转部分互锁）。当丝杠旋转时，螺母将沿螺纹被驱动。螺母的运动方向取决于丝杠的旋转方向。通过将连杆连接到螺母，可以将运动转换为可用的线性位移。大多数当前的执行器都是为高速、高力或两者之间的折衷而制造的。在考虑用于特定应用的执行器时，最重要的规格通常是行程、速度、力、精度和寿命。大多数品种安装在阻尼器或蝶阀上。

有多种类型的电机可用于线性执行器系统。这些包括直流有刷、直流无刷、步进电机，或者在某些情况下，甚至是感应电机。这一切都取决于应用要求和执行器设计用于移动的负载。例如，使用集成马力交流感应电机驱动导螺杆的线性执行器可用于操作炼油厂中的大型阀门。在这种情况下，不需要精度和高运动分辨率，但需要高力和速度。对于实验室仪器机器人、光学和激光设备或XY工作台中使用的机电线性致动器，微米级的精细分辨率和高精度可能需要使用分马力步进电机带有细螺距丝杠的线性执行器。机电线性致动器系统有许多变化。了解设计要求和应用程序限制以了解哪一个是xxx的至关重要。

使用标准电机的线性执行器通常将电机作为单独的气缸连接到执行器的侧面，与执行器平行或垂直于执行器。电机可以连接到执行器的末端。驱动电机具有典型的结构，带有一个实心驱动轴，该轴与驱动器的驱动螺母或驱动螺杆啮合。

紧凑型线性执行器使用专门设计的电机，试图将电机和执行器安装成尽可能小的形状。

• 电机轴的内径可以加大，使驱动轴可以是空心的。因此，驱动螺杆和螺母可以占据电机的中心，而无需在电机和驱动螺杆之间添加额外的传动装置。
• 类似地，可以将电机制造为具有非常小的外径，但是极面被纵向拉伸，因此电机在安装在小直径空间中时仍然可以具有非常高的扭矩。

伸缩式线性执行器是在存在空间限制的情况下使用的专用线性执行器。它们的运动范围比致动构件的未伸展长度大许多倍。

一种常见的形式是由长度大致相等的同心管制成，它们像套筒一样伸缩，一个在另一个内，例如伸缩缸。

其他更专业的伸缩式致动器使用致动构件，这些致动构件在伸展时充当刚性线性轴，但在缩回时通过折叠、分离成碎片和/或展开来破坏该直线。伸缩式线性执行器的示例包括：

• 螺旋带执行器
• 刚性带执行器
• 刚性链条执行器
• 分段主轴