शोधकर्ता रैखिक पोजिशनिंग सिस्टम की सटीकता में सुधार करने, बैकलैश को कम करने या खत्म करने के साथ-साथ ऐसे उपकरणों को उपयोग में आसान बनाने के तरीकों की तलाश जारी रखते हैं। यहाँ हाल के घटनाक्रमों पर एक नज़र डाली गई है

चाहे आवश्यक रैखिक गति थोड़ी हो या बहुत, स्थिति सटीकता और विश्वसनीयता रैखिक प्रणालियों में आवश्यक कुछ विशेषताएँ हैं। दो शोध केंद्र जो अक्सर अंतरिक्ष में उपयोग के लिए उत्पाद विकसित करते हैं, मार्शल स्पेस फ़्लाइट सेंटर, अलबामा और लुईस रिसर्च सेंटर, क्लीवलैंड ने रैखिक स्थिति उपकरण विकसित किए हैं जो इन विशेषताओं में सुधार करते हैं। इनमें से एक उपकरण को शुरू में अंतरिक्ष में उपयोग के लिए विकसित किया गया था, जबकि दूसरा अधिक पृथ्वी-आधारित अनुप्रयोगों के लिए। हालाँकि, दोनों में ही बिजली संचरण उद्योग को लाभ प्रदान करने की क्षमता है।

मार्शल स्पेस फ़्लाइट सेंटर के इंजीनियरों को अंतरिक्ष वाहनों के लिए एक रैखिक एक्ट्यूएटर की आवश्यकता थी। एक्ट्यूएटर अंतरिक्ष वाहन के मुख्य इंजन की नोजल असेंबली को चलाएगा। उसी क्षैतिज तल में लेकिन 90 डिग्री घुमाए गए दूसरे एक्ट्यूएटर के साथ संयोजन में, एक्ट्यूएटर वाहन की पिच, रोल और यॉ मूवमेंट को नियंत्रित करेगा। इन आंदोलनों की सहनशीलता ±0.050 इंच है।

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

रोटरी को रैखिक गति में परिवर्तित करने वाला यह एक्ट्यूएटर एक साफ, सरल उपकरण है जो ऐसे अनुप्रयोगों में हाइड्रोलिक एक्ट्यूएटर की जगह ले सकता है जिनमें ऐसी शक्तिशाली लेकिन नियंत्रित गति की आवश्यकता होती है। इस उपकरण को सफाई और निरीक्षण के लिए बहुत कम रखरखाव समय की आवश्यकता होती है, और यह उड़ान प्रणाली को योग्य बनाने के लिए आवश्यक समय को कम करने में मदद करता है।

यह डिज़ाइन एक रिज़ॉल्वर और एक अपेक्षाकृत नई सुविधा, एक एंटी-बैकलैश गियरिंग व्यवस्था का उपयोग करता है। रिज़ॉल्वर वृद्धिशील कोणीय गति को मापता है, जो वृद्धिशील रैखिक गति को नियंत्रित करता है। इसकी सटीकता 6 आर्क/मिनट है। रोटेशन और ट्रांसलेशन के बीच संबंध गियर अनुपात और थ्रेड पिच से जाना जाता है।

दूसरी विशेषता एंटी-बैकलैश गियरिंग व्यवस्था है। यह सुनिश्चित करता है कि गियर के दांत घड़ी की दिशा में और घड़ी की विपरीत दिशा में लगातार संपर्क में रहें।

इस संपर्क को प्राप्त करने के लिए, शाफ्ट केंद्रों को सटीक रूप से संरेखित किया जाना चाहिए। विनिर्माण के दौरान, शाफ्ट को प्रत्येक असेंबली पर मशीन किया जाता है।

एक्चुएटर घटक
इलेक्ट्रोमैकेनिकल एक्ट्यूएटर में चार असेंबली सेक्शन होते हैं: 1) दो 25- एचपी डीसी मोटर, 2) एक गियर ट्रेन, 3) एक रैखिक पिस्टन, और 4) एक साथ वाला आवास। डीसी मोटर गियर ट्रेन को घुमाते हैं, एक रोलर स्क्रू को घूर्णी गति संचारित करते हैं, जो उस गति को आउटपुट पिस्टन के माध्यम से रैखिक गति में बदल देता है। मोटर 34.6 औंस-इंच/ए का टॉर्क स्थिरांक प्रदान करते हैं। मोटर 125 ए पर चलते हैं। स्क्रू पर, यूनिट 31,000 औंस-इंच या लगभग 162 पाउंड-फीट का टॉर्क विकसित करती है।

दो ब्रशलेस डीसी मोटर एक माउंटिंग प्लेट पर सुरक्षित हैं। माउंटिंग प्लेट गियरिंग सिस्टम के साथ इंटरफेस करती है। एक छोटी समायोजक प्लेट ऑन-असेंबली मशीनिंग की अनुमति देती है, जो शाफ्ट के सटीक संरेखण की सुविधा देती है। यह व्यवस्था गियर सिस्टम के भीतर बैकलैश को खत्म करने में भी मदद करती है।

पिनियन गियर मोटर शाफ्ट पर लगा होता है और मोटर के अंदर बियरिंग द्वारा समर्थित होता है। पिनियन आइडलर शाफ्ट असेंबली के साथ जुड़ता है, जिसमें दो गियर शामिल होते हैं। आइडलर शाफ्ट गति को कम करता है और आउटपुट गियर को उच्च टॉर्क संचारित करता है। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, आइडलर गियर में से एक को सीधे शाफ्ट में मशीन किया जाता है।

प्रथम 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 मोटर-माउंटिंग प्लेट पर माउंट होती है, जो अपने पिनियन गियर को आइडलर शाफ्ट पर एडजस्टेबल आइडलर गियर से जोड़ती है। फिर ऊपरी मोटर को मोटर-एडजस्टर प्लेट का उपयोग करके माउंट किया जाता है। इसके बाद, इंजीनियर मोटर शाफ्ट को मैन्युअल रूप से घुमाते हैं, रोटेशनल प्ले को हटाने के लिए आइडलर गियर को उनके शाफ्ट के संबंध में घुमाते हैं। फिर ऊपरी मोटर को हटा दिया जाता है और एक नई एडजस्टर प्लेट को सटीक केंद्र पर मशीन किया जाता है। यह असेंबली प्रक्रिया बैकलैश को समाप्त करती है।

बियरिंग प्रत्येक आइडलर शाफ्ट को दोनों सिरों पर सहारा देती है। आउटपुट गियर को थ्रेडेड रोलर स्क्रू शाफ्ट से जोड़ा जाता है। शाफ्ट और नट, तथा आउटपुट पिस्टन असेंबली रैखिक गति प्रदान करते हैं। आउटपुट पिस्टन को स्थिर करने वाले रैखिक बियरिंग से मिसअलाइनमेंट को रोका जाता है।

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

विकल्प
प्रति पिस्टन स्ट्रोक रिज़ॉल्वर रोटर का एक चक्कर पूरा करने और शाफ्ट के घुमावों की गिनती करने की ज़रूरत को खत्म करने के लिए, नासा के इंजीनियरों ने बताया कि वे रिज़ॉल्वर के साथ हार्मोनिक ड्राइव का इस्तेमाल कर सकते हैं। इस तरह के ड्राइव में एक कमी अनुपात होना चाहिए जो रिज़ॉल्वर रोटर को पिस्टन के प्रति पूर्ण स्ट्रोक में एक चक्कर लगाने की अनुमति देता है।

इस एक्ट्यूएटर के नए, उड़ान संस्करण में चार 15-hp मोटर का उपयोग किया गया है। छोटी मोटरें वजन के साथ-साथ मोटर जड़ता को भी कम करती हैं। इन मोटरों का टॉर्क स्थिरांक 16.8 औंस-इंच/ए है, जो 45,000 पाउंड भार को स्थानांतरित करने के लिए आवश्यक बल प्रदान करने के लिए 100 ए और 270 वी पर चल रहा है।

एक और पोजिशनिंग डिज़ाइन
हालाँकि इस ट्रिपल-गैंग्ड-लीड स्क्रू पोजिशनर को अंतरिक्ष में उपयोग के लिए विकसित नहीं किया गया था, लेकिन यह सटीकता और विश्वसनीयता में सुधार दर्शाता है। यह मशीनों में भागों को सटीक रूप से रखने, प्लेटफ़ॉर्म को ऊपर या नीचे करने, पैकेजों को सटीक रूप से चौकोर करने और यह सुनिश्चित करने में लगने वाले समय को कम करता है कि लेज़र उपकरण और ऑप्टिकल-पाइरोमेट्री टेलीस्कोप के लिए प्लेटफ़ॉर्म समतल रहें।

एक सामान्य स्क्रू पोजिशनिंग सिस्टम एक प्लेट को हिलाने के लिए तीन या चार स्थिर छड़ों पर निर्देशित केंद्र-संचालित मैनुअल नियंत्रण का उपयोग कर सकता है। यह डिज़ाइन मुख्य पोजिशनिंग तंत्र के रूप में ट्रिपल लीड-स्क्रू असेंबली का उपयोग करता है। यह प्लेटों को एक दूसरे के समानांतर रखते हुए एक प्लेट को एक स्थिर प्लेट की ओर या उससे दूर ले जाता है।

असेंबली में 27 शॉप-मेड पार्ट्स, नौ खरीदे गए पार्ट्स, जैसे गियर और बियरिंग, और 65 मिश्रित बोल्ट, कीवे, नट, वॉशर आदि शामिल हैं। सभी घटकों को तीन-बिंदु नियंत्रण ब्रैकेट और एक-बिंदु ड्राइव ब्रैकेट पर इकट्ठा किया जाता है। ये असेंबली कैविटी के बेस एंड-प्लेट पर एक सटीक ड्राइव-कंट्रोल स्थिति में माउंट होती हैं।

पोजिशनर या तो ड्राइव पिन में से किसी एक पर मैन्युअल 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 के साथ पढ़ा जाता है। स्थिति ट्यूनिंग को 0.1 मिमी तक नियंत्रित किया जा सकता है।