연구원들은 선형 포지셔닝 시스템의 정확성을 향상시키고 백래시를 줄이거 나 제거 할뿐만 아니라 이러한 장치를보다 쉽게 ​​사용할 수있는 방법을 찾고 있습니다. 다음은 최근 발전을 살펴 보는 것입니다

필요한 선형 이동이 약간 또는 많은지 여부에 관계없이, 위치 정확도와 신뢰성은 선형 시스템에서 필요한 속성 중 일부입니다. 우주에서 사용하기 위해 종종 제품을 개발하는 두 개의 연구 센터 인 앨라배마 및 루이스 리서치 센터의 Cleveland는 이러한 속성의 개선을 특징으로하는 선형 포지셔닝 장치를 개발했습니다. 이 장치 중 하나는 처음에 우주에서 사용하기 위해 개발되었고, 다른 장치는 더 많은 지구 적용을 위해 개발되었습니다. 그러나 두 사람 모두 전력 전송 산업을 제공하는 이점이 있습니다.

Marshall Space Flight Center의 엔지니어는 우주 차량을위한 선형 액추에이터가 필요했습니다. 액추에이터는 우주 차량의 주 엔진의 노즐 어셈블리를 움직입니다. 동일한 수평 평면에서 다른 액추에이터와 함께 90도 회전하면 액추에이터는 차량의 피치, 롤 및 요 움직임을 제어합니다. 이러한 움직임의 공차는 ± 0.050 in입니다.

기능적으로 액추에이터는 이러한 큰 물체에 점진적인 선형 이동을 정확하게 제공하고 무거운 하중에 대한 위치를 유지해야합니다. 솔루션은 전자 기계적 선형 액추에이터였다. 최대 6 인치로 증분 이동을 제공합니다. 최소 스트로크는 0.00050 인치 미만입니다. 45,000 파운드로 부하를 유지할 수 있습니다.

로타리를 선형 운동으로 변환하는이 액추에이터는 강력하지만 제어 된 모션이 필요한 응용 분야에서 유압 액추에이터를 대체 할 수있는 깨끗하고 단순한 장치입니다. 이 장치는 청소 및 검사를위한 유지 보수 시간이 거의 필요하지 않으며 비행 시스템 자격을 갖추는 데 필요한 시간을 줄이는 데 도움이됩니다.

이 디자인은 리졸버와 비교적 새로운 기능인 반 백시 기어링 배열을 사용합니다. Resolver는 증분 각도 운동을 측정하여 증분 선형 운동을 제어합니다. 정확도는 6 아크/분입니다. 회전과 번역의 관계는 기어 비율과 스레드 피치에서 알려져 있습니다.

두 번째 특징은 앤티 백 클래시 기어링 배열입니다. 기어 톱니가 시계 방향 및 시계 방향으로 지속적으로 접촉하도록합니다.

이 접촉을 달성하려면 샤프트 센터를 정확하게 정렬해야합니다. 제조하는 동안 샤프트는 각 어셈블리에 가공됩니다.

액추에이터 구성 요소
전자 기계 액추에이터는 4 개의 어셈블리 섹션으로 구성됩니다. 1) 25 마리의 DC 모터 2 개, 기어 트레인, 3) 선형 피스톤 및 4) 동반 하우징. DC 모터는 기어 트레인을 회전시켜 회전 운동을 롤러 나사로 전송하여 출력 피스톤을 통한 선형 이동으로 해당 동작을 변환합니다. 모터는 34.6 oz-in./a의 토크 상수를 제공합니다. 모터는 125 A에서 실행됩니다. 나사에서, 장치는 31,000 온스 인의 토크 또는 약 162 lb-ft의 토크를 개발합니다.

2 개의 브러시리스 DC 모터가 장착 플레이트에 고정됩니다. 마운팅 플레이트는 기어링 시스템과 인터페이스합니다. 작은 조정자 플레이트는 샤프트의 정확한 정렬을 용이하게하는 상시 조립 가공을 허용합니다. 이 배열은 또한 기어 시스템 내에서 백래시를 제거하는 데 도움이됩니다.

피니언 기어는 모터 샤프트에 키가 표시되며 모터 내부의 베어링으로지지됩니다. 피니언은 두 개의 기어를 포함하는 아이들러 샤프트 어셈블리와 함께합니다. 아이들러 샤프트는 속도를 줄이고 높은 토크를 출력 기어로 전달합니다. 앞에서 언급했듯이, 아이들러 기어 중 하나는 샤프트에 직접 가공됩니다.

첫 번째 아이들러 기어는 시스템에서 회전 재생을 제거 할 수있는 작은 조정을 가능하게하는 두 조각으로 구성됩니다.

어셈블리에서, 하부 모터는 모터 장착 플레이트에 장착하여 피니언 기어를 아이들러 샤프트의 조절 가능한 아이들러 기어에 결합시킵니다. 그런 다음 상단 모터는 모터 아드 조스터 플레이트를 사용하여 장착합니다. 다음으로 엔지니어는 모터 샤프트를 수동으로 회전시켜 샤프트와 관련하여 아이들러 기어를 움직여 회전 재생을 제거합니다. 그런 다음 상단 모터를 제거하고 새로운 조정판이 정확한 중심으로 가공됩니다. 이 어셈블리 프로세스는 반발을 제거합니다.

베어링은 양쪽 끝에서 각 아이들러 샤프트를 지원합니다. 출력 기어는 나사산 롤러 나사 샤프트로 키워집니다. 샤프트와 너트, 출력 피스톤 어셈블리는 선형 이동을 제공합니다. 출력 피스톤을 안정화시키는 선형 베어링으로 ​​오정렬이 방지됩니다.

로드의 끝 및 테일 스톡에서 구형 베어링 어셈블리에는 엔진 및 구조 구성 요소에 연결하기위한 장착 부착물이 포함되어 있습니다.

옵션
Piston Stroke 당 RESOLVER 로터의 하나의 혁명을 달성하고 샤프트의 회전을 계산할 필요가 없도록 NASA 엔지니어는 Resolver와 함께 고조파 드라이브를 사용할 수 있다고 말합니다. 이러한 드라이브에는 분야의 로터가 피스톤의 전체 스트로크 당 하나의 혁명을 이동할 수있는 감소 비율이 있어야합니다.

이 액추에이터의 최신 비행 버전은 4 개의 15 마력 모터를 사용합니다. 작은 모터는 운동 관성뿐만 아니라 체중을 줄입니다. 이 모터의 토크 상수는 16.8 oz-in./A이며, 100A 및 270V에서 실행되어 45,000 lb 하중을 이동하는 데 필요한 힘을 제공합니다.

또 다른 포지셔닝 설계
이 트리플 게인 리드 스크류 포지셔너는 우주에서 사용하기 위해 개발되지 않았지만 정확도와 신뢰성이 향상되었습니다. 기계에서 부품을 정확하게 위치시키고 플랫폼을 높이거나 낮추고 정확하게 정사각형 패키지를 제곱하는 데 걸리는 시간이 줄어들고 플랫폼이 레이저 장비 및 광학 분열 망원경의 레벨을 유지하도록합니다.

일반적인 나사 위치 시스템은 3 ~ 4 개의 고정 막대에 안내 된 중앙 구동 수동 컨트롤을 사용하여 플레이트를 움직일 수 있습니다. 이 디자인은 주요 포지셔닝 메커니즘으로 트리플 리드 스크류 어셈블리를 사용합니다. 플레이트를 서로 평행하게 유지하면서 판을 고정 플레이트로 또는 멀리 떨어 뜨립니다.

어셈블리는 27 개의 상점에서 만든 부품, 기어 및 베어링과 같은 9 개의 구매 부품 및 65 개의 다양한 볼트, 키웨어, 견과류, 와셔 등으로 구성됩니다. 모든 구성 요소는 3 점 제어 브래킷 및 1 점 드라이브에 조립됩니다. 까치발. 이 어셈블리는 공동의베이스 엔드 플레이트에서 정확한 구동 제어 위치에 있습니다.

포지셔너는 드라이브 핀 중 하나의 수동 핸드 크랭크 또는 원격 서보 모터 드라이브 첨부 파일로 작동합니다. 여행 위치는 규모로, 포인터 첨부 파일 또는 LED 판독 값으로 읽습니다. 위치 튜닝은 0.1 mm로 제어 할 수 있습니다.