शोधकर्ता रैखिक स्थिति निर्धारण प्रणालियों की सटीकता में सुधार, बैकलैश को कम या समाप्त करने, और ऐसे उपकरणों को उपयोग में आसान बनाने के तरीकों की तलाश में लगे हुए हैं। हाल के घटनाक्रमों पर एक नज़र डालते हैं।

चाहे आवश्यक रैखिक गति थोड़ी हो या ज़्यादा, स्थिति निर्धारण सटीकता और विश्वसनीयता रैखिक प्रणालियों में आवश्यक कुछ विशेषताएँ हैं। दो अनुसंधान केंद्र, जो अक्सर अंतरिक्ष में उपयोग के लिए उत्पाद विकसित करते हैं, मार्शल स्पेस फ़्लाइट सेंटर, अलबामा और लुईस रिसर्च सेंटर, क्लीवलैंड, ने ऐसे रैखिक स्थिति निर्धारण उपकरण विकसित किए हैं जिनमें इन विशेषताओं में सुधार किया गया है। इनमें से एक उपकरण शुरू में अंतरिक्ष में उपयोग के लिए विकसित किया गया था, जबकि दूसरा पृथ्वी से जुड़े अनुप्रयोगों के लिए। हालाँकि, दोनों ही विद्युत पारेषण उद्योग के लिए लाभकारी हैं।

मार्शल स्पेस फ़्लाइट सेंटर के इंजीनियरों को अंतरिक्ष यान के लिए एक रैखिक एक्चुएटर की आवश्यकता थी। यह एक्चुएटर अंतरिक्ष यान के मुख्य इंजन के नोजल असेंबली को गति प्रदान करेगा। उसी क्षैतिज तल में 90 डिग्री घुमाए गए एक अन्य एक्चुएटर के साथ मिलकर, ये एक्चुएटर यान के पिच, रोल और यॉ गति को नियंत्रित करेंगे। इन गतियों की सहनशीलता ±0.050 इंच है।

कार्यात्मक रूप से, एक्ट्यूएटर को इन बड़ी वस्तुओं को सटीक रूप से क्रमिक रैखिक गति प्रदान करनी चाहिए और भारी भार के विरुद्ध अपनी स्थिति बनाए रखनी चाहिए। इसका समाधान एक इलेक्ट्रोमैकेनिकल रैखिक एक्ट्यूएटर था। यह अधिकतम 6 इंच तक क्रमिक गति प्रदान करता है। इसका न्यूनतम स्ट्रोक 0.00050 इंच से कम है। यह 45,000 पाउंड तक का भार उठा सकता है।

घूर्णी गति को रैखिक गति में परिवर्तित करते हुए, यह एक्ट्यूएटर एक साफ़-सुथरा, सरल उपकरण है जो ऐसे अनुप्रयोगों में हाइड्रोलिक एक्ट्यूएटर्स की जगह ले सकता है जहाँ शक्तिशाली और नियंत्रित गति की आवश्यकता होती है। इस उपकरण को सफाई और निरीक्षण के लिए कम रखरखाव समय की आवश्यकता होती है, और यह उड़ान प्रणाली को योग्य बनाने में लगने वाले समय को कम करने में मदद करता है।

इस डिज़ाइन में एक रिज़ॉल्वर और एक अपेक्षाकृत नई विशेषता, एंटी-बैकलैश गियरिंग व्यवस्था का उपयोग किया गया है। रिज़ॉल्वर वृद्धिशील कोणीय गति को मापता है, जो वृद्धिशील रैखिक गति को नियंत्रित करता है। इसकी सटीकता 6 आर्क/मिनट है। घूर्णन और स्थानांतरण के बीच संबंध गियर अनुपात और थ्रेड पिच से ज्ञात होता है।

दूसरी विशेषता एंटी-बैकलैश गियरिंग व्यवस्था है। यह सुनिश्चित करता है कि गियर के दांत दक्षिणावर्त और वामावर्त दिशाओं में निरंतर संपर्क में रहें।

इस संपर्क को प्राप्त करने के लिए, शाफ्ट के केंद्रों का सटीक संरेखण आवश्यक है। निर्माण के दौरान, प्रत्येक असेंबली पर शाफ्टों को मशीनिंग द्वारा तैयार किया जाता है।

एक्चुएटर घटक
इलेक्ट्रोमैकेनिकल एक्ट्यूएटर में चार असेंबली सेक्शन होते हैं: 1) दो 25-हॉर्सपावर डीसी मोटर, 2) एक गियर ट्रेन, 3) एक रैखिक पिस्टन, और 4) एक संलग्न हाउसिंग। डीसी मोटर गियर ट्रेन को घुमाती हैं, घूर्णन गति को एक रोलर स्क्रू तक पहुँचाती हैं, जो उस गति को आउटपुट पिस्टन के माध्यम से रैखिक गति में परिवर्तित करता है। ये मोटर 34.6 औंस-इंच/एम्पियर का टॉर्क स्थिरांक प्रदान करती हैं। ये मोटर 125 एम्पियर पर चलती हैं। स्क्रू पर, इकाई 31,000 औंस-इंच, या लगभग 162 पौंड-फीट का टॉर्क उत्पन्न करती है।

दो ब्रशलेस डीसी मोटर एक माउंटिंग प्लेट पर लगे होते हैं। यह माउंटिंग प्लेट गियरिंग सिस्टम से जुड़ती है। एक छोटी एडजस्टर प्लेट ऑन-असेंबली मशीनिंग की सुविधा देती है, जिससे शाफ्ट का सटीक संरेखण संभव होता है। यह व्यवस्था गियर सिस्टम में बैकलैश को भी कम करने में मदद करती है।

पिनियन गियर मोटर शाफ्ट पर लगा होता है और मोटर के अंदर बियरिंग्स द्वारा समर्थित होता है। पिनियन, आइडलर शाफ्ट असेंबली से जुड़ा होता है, जिसमें दो गियर होते हैं। आइडलर शाफ्ट गति को कम करता है और आउटपुट गियर को उच्च टॉर्क प्रेषित करता है। जैसा कि पहले बताया गया है, आइडलर गियर में से एक को सीधे शाफ्ट में मशीन किया जाता है।

पहले आइडलर गियर में दो टुकड़े होते हैं जो सिस्टम में घूर्णी गति को दूर करने के लिए छोटे समायोजन को सक्षम करते हैं।

असेंबली में, निचली मोटर को मोटर-माउंटिंग प्लेट पर लगाया जाता है, और इसके पिनियन गियर को आइडलर शाफ्ट पर लगे एडजस्टेबल आइडलर गियर से जोड़ा जाता है। फिर ऊपरी मोटर को मोटर-एडजस्टर प्लेट का उपयोग करके लगाया जाता है। इसके बाद, इंजीनियर मोटर शाफ्ट को मैन्युअल रूप से घुमाते हैं, जिससे रोटेशनल प्ले को दूर करने के लिए आइडलर गियर को उनके शाफ्ट के सापेक्ष गति मिलती है। फिर ऊपरी मोटर को हटा दिया जाता है और एक नई एडजस्टर प्लेट को मशीनिंग द्वारा ठीक बीच में लगाया जाता है। इस असेंबली प्रक्रिया से बैकलैश समाप्त हो जाता है।

बेयरिंग प्रत्येक आइडलर शाफ्ट को दोनों सिरों पर सहारा देते हैं। आउटपुट गियर एक थ्रेडेड रोलर स्क्रू शाफ्ट से जुड़ा होता है। शाफ्ट, नट और आउटपुट पिस्टन असेंबली रैखिक गति प्रदान करते हैं। आउटपुट पिस्टन को स्थिर रखने वाले रैखिक बेयरिंग से संरेखण में गड़बड़ी को रोका जाता है।

रॉड के अंत में और टेलस्टॉक में गोलाकार बेयरिंग असेंबली में इंजन और संरचनात्मक घटकों से जुड़ने के लिए माउंटिंग अटैचमेंट शामिल होते हैं।

विकल्प
प्रति पिस्टन स्ट्रोक रिज़ॉल्वर रोटर का एक चक्कर पूरा करने और शाफ्ट के घुमावों की गिनती की ज़रूरत को खत्म करने के लिए, नासा के इंजीनियरों का कहना है कि वे रिज़ॉल्वर के साथ एक हार्मोनिक ड्राइव का इस्तेमाल कर सकते हैं। इस ड्राइव में एक ऐसा रिडक्शन रेशियो होना चाहिए जो रिज़ॉल्वर रोटर को पिस्टन के प्रत्येक पूरे स्ट्रोक पर एक चक्कर लगाने की अनुमति दे।

इस एक्ट्यूएटर के नए, उड़ान संस्करण में चार 15-हॉर्सपावर मोटरों का उपयोग किया गया है। ये छोटी मोटरें वज़न के साथ-साथ मोटर जड़त्व को भी कम करती हैं। इन मोटरों का टॉर्क स्थिरांक 16.8 औंस-इंच/एम्पियर है, जो 100 एम्पियर और 270 वोल्ट पर चलते हुए 45,000 पाउंड भार को गति देने के लिए आवश्यक बल प्रदान करता है।

एक और पोजिशनिंग डिज़ाइन
हालाँकि इस ट्रिपल-गैंग्ड-लीड स्क्रू पोजिशनर को अंतरिक्ष में उपयोग के लिए विकसित नहीं किया गया था, फिर भी यह सटीकता और विश्वसनीयता में सुधार दर्शाता है। यह मशीनों में पुर्जों को सटीक रूप से रखने, प्लेटफ़ॉर्म को ऊपर या नीचे करने, पैकेजों को सटीक रूप से वर्गाकार करने और लेज़र उपकरणों तथा ऑप्टिकल-पाइरोमेट्री दूरबीनों के लिए प्लेटफ़ॉर्म को समतल रखने में लगने वाले समय को कम करता है।

एक विशिष्ट स्क्रू पोजिशनिंग सिस्टम में प्लेट को गति देने के लिए तीन या चार स्थिर छड़ों द्वारा निर्देशित एक केंद्र-संचालित मैनुअल नियंत्रण का उपयोग किया जा सकता है। इस डिज़ाइन में मुख्य पोजिशनिंग तंत्र के रूप में एक ट्रिपल लीड-स्क्रू असेंबली का उपयोग किया जाता है। यह प्लेट को एक स्थिर प्लेट की ओर या उससे दूर ले जाता है, जबकि प्लेटें एक-दूसरे के समानांतर रहती हैं।

इस असेंबली में 27 दुकान में बने पुर्जे, नौ ख़रीदे हुए पुर्जे, जैसे गियर और बेयरिंग, और 65 मिश्रित बोल्ट, कीवे, नट, वॉशर आदि शामिल हैं। सभी पुर्जे तीन-बिंदु नियंत्रण ब्रैकेट और एक-बिंदु ड्राइव ब्रैकेट पर असेंबल किए जाते हैं। ये असेंबली कैविटी के बेस एंड-प्लेट पर एक सटीक ड्राइव-कंट्रोल स्थिति में लगाई जाती हैं।

पोजिशनर या तो ड्राइव पिन पर लगे मैनुअल हैंड क्रैंक द्वारा या रिमोट सर्वो-मोटर-ड्राइव अटैचमेंट द्वारा संचालित होता है। यात्रा की स्थिति को स्केल पर, पॉइंटर अटैचमेंट पर, या एलईडी रीडआउट द्वारा पढ़ा जाता है। स्थिति ट्यूनिंग को 0.1 मिमी तक नियंत्रित किया जा सकता है।