Araştırmacılar, doğrusal konumlandırma sistemlerinin doğruluğunu iyileştirmenin, geri tepmeyi azaltmanın veya ortadan kaldırmanın yanı sıra bu tür cihazların kullanımını kolaylaştırmanın yollarını aramaya devam ediyor. İşte son gelişmelere bir bakış

İhtiyaç duyulan doğrusal hareketin biraz veya çok fazla olup olmadığı, konumlandırma doğruluğu ve güvenilirliği doğrusal sistemlerde gerekli özelliklerden bazılarıdır. Sık sık uzayda kullanılmak üzere ürünler geliştiren iki araştırma merkezi, Marshall Uzay Uçuş Merkezi, Alabama ve Lewis Araştırma Merkezi, Cleveland, bu özelliklerde iyileştirmeler içeren doğrusal konumlandırma cihazları geliştirmiştir. Bu cihazlardan biri başlangıçta uzayda kullanılmak üzere geliştirilmiştir, diğeri daha fazla dünyaya bağlı uygulamalar için geliştirilmiştir. Ancak, her ikisinin de güç iletim endüstrisini sunmak için faydaları vardır.

Marshall Uzay Uçuş Merkezi'ndeki mühendislerin uzay araçları için doğrusal bir aktüatöre ihtiyacı vardı. Aktüatör, bir uzay aracının ana motorunun nozul tertibatını hareket ettirecektir. Aynı yatay düzlemdeki başka bir aktüatörle birlikte, ancak 90 derece döndü, aktüatörler aracın zift, rulo ve sapma hareketlerini kontrol edecek. Bu hareketlerin toleransları ± 0.050 inçtir.

İşlevsel olarak, aktüatör bu büyük nesnelere doğru bir şekilde artımlı doğrusal hareketler sağlamalı ve ağır yüklere karşı konum tutmalıdır. Çözelti elektromekanik doğrusal bir aktüatördü. En az 6 inç artımlı hareket sağlar. Minimum stroku 0.00050 inçten azdır. Yükleri 45.000 lb'ye tutabilir.

Dönerleri doğrusal harekete dönüştüren bu aktüatör, bu kadar güçlü ancak kontrollü hareket gerektiren uygulamalarda hidrolik aktüatörlerin yerini alabilen temiz, basit, bir cihazdır. Bu cihaz ayrıca temizlik ve muayene için çok az bakım süresi gerektirir ve uçuş sistemini nitelendirmek için gereken süreyi azaltmaya yardımcı olur.

Bu tasarım bir çözümleyici ve nispeten yeni bir özellik, bir anti-anti dişli düzenlemesi kullanır. Çözücü, artımlı doğrusal hareketi kontrol eden artımlı açısal hareketi ölçer. Doğruluğu 6 ark/dak. Rotasyon ve çeviri arasındaki ilişki dişli oranlarından ve iplik perdesinden bilinir.

İkinci özellik, Gemiye Karşıtı Dişli Düzenlemesidir. Dişli dişlerin saat yönünde ve saat yönünün tersine yönelmede sabit temas halinde olmasını sağlar.

Bu teması elde etmek için şaft merkezleri tam olarak hizalanmalıdır. Üretim sırasında, şaftlar her düzende işlenir.

Aktüatör bileşenleri
Elektromekanik aktüatör dört montaj bölümünden oluşur: 1) iki 25 HP DC motor, 2) bir dişli treni, 3) doğrusal piston ve 4) eşlik eden bir gövde. DC motorları, rotasyon hareketini bir silindir vidasına ileterek dişli trenini döndürür, bu da bu hareketi çıkış pistonundan doğrusal harekete çevirir. Motorlar 34.6 oz-in./a tork sabiti sağlar. Motorlar 125 A'da çalıştırılır. Vidada, ünite 31.000 oz-in torku veya yaklaşık 162 lb-ft geliştirir.

İki fırçasız DC motor bir montaj plakasına sabitlenir. Montaj plakası dişli sistemi ile arayüz oluşturur. Küçük bir ayarlayıcı plaka, şaftların hassas hizalamasını kolaylaştıran montaj üzerinde işlemeye izin verir. Bu düzenleme aynı zamanda dişli sistemi içindeki tepkiyi ortadan kaldırmaya yardımcı olur.

Pinyon dişlisi motor şaft üzerinde anahtarlanır ve motorun içindeki yataklarla desteklenir. Pinyon, iki dişli içeren avara şaft düzeneği ile eşleştirir. Avukat mili hızı azaltır ve yüksek torkları çıkış dişlisine iletir. Daha önce de belirtildiği gibi, avara dişlilerinden biri doğrudan şafta işlenir.

İlk avara dişlisi, sistemdeki dönme oyununu kaldırmak için küçük ayarlamalar sağlayan iki parçadan oluşur.

Montajda, alt motor motor montaj plakasına monte eder ve pinyon dişlisini avara şaftlarındaki ayarlanabilir avara dişlilerine dönüştürür. Üst motor daha sonra motor yapısal plaka kullanılarak monte edilir. Ardından, mühendisler motor şaftlarını manuel olarak döndürür ve rotasyonel oyun oynamayı gidermek için avara dişlilerini şaftlarına göre hareket ettirir. Üst motor daha sonra çıkarılır ve yeni bir ayarlayıcı plaka tam bir merkeze işlenir. Bu montaj işlemi tepkiyi ortadan kaldırır.

Yataklar her bir avara şaftını her iki uçta da destekler. Çıkış dişlisi, dişli bir silindir vidası şaftına anahtarlanmıştır. Mil ve somun ve çıkış piston düzeneği doğrusal hareketler sağlar. Çıkış pistonunu stabilize eden doğrusal bir yatak ile yanlış hizalama önlenir.

Küresel yatak düzenekleri, çubuğun sonunda ve püskürtme, motora ve yapısal bileşenlere bağlanmak için montaj ekleri içerir.

Seçenekler
Piston stroku başına çözücü rotorunun bir devrimini elde etmek ve şaftın dönüşlerini sayma ihtiyacını ortadan kaldırmak için NASA mühendisleri, bir çözücü ile harmonik bir sürücü kullanabileceklerini açıklar. Böyle bir sürücü, çözücü rotorunun pistonun tam vuruşu başına bir devrim geçirmesini sağlayan bir indirgeme oranına sahip olmalıdır.

Bu aktüatörün daha yeni, uçuş versiyonu dört 15 beygirlik motor kullanıyor. Daha küçük motorlar ağırlığı ve motor ataleti azaltır. Bu motorların tork sabiti 16.8 oz-in./a'dır, 45.000 lb'lik bir yükü hareket ettirmek için gerekli kuvveti sağlamak için 100 A ve 270 V'da çalışır.

Başka bir konumlandırma tasarımı
Her ne kadar bu üçlü çanta-kurulu vidalı konumlandırıcı uzayda kullanım için geliştirilmemesine rağmen, doğruluk ve güvenilirlikte iyileşmeler gösterir. Parçaları makinelerde doğru bir şekilde konumlandırmak, platformları yükseltmek veya daha düşük kare paketler, tam kare paketler ve platformların lazer ekipmanı ve optik-pirometri teleskopları için seviyede kalmasını sağlamak için gereken süreyi azaltır.

Tipik bir vida konumlandırma sistemi, bir plakayı hareket ettirmek için üç veya dört sabit çubuk üzerinde yönlendirilmiş merkez güdümlü bir manuel kontrol kullanabilir. Bu tasarım ana konumlandırma mekanizması olarak üçlü bir kurşun vidalı düzeneği kullanır. Plakaları birbirine paralel tutarken sabit bir plakaya veya uzağa bir plaka sürer.

Montaj, 27 mağaza yapımı parça, dişli ve yatak gibi dokuz satın alınan parça ve 65 çeşitli cıvata, kama yolları, fındık, yıkayıcılar vb. braket. Bu montajlar, boşluğun taban ucu plakasına hassas bir tahrik kontrol konumuna monte edilir.

Konumlandırıcı, tahrik pimlerinden birinde manuel bir el krank veya uzaktan servo motorlu bir bağlantı ile çalışır. Seyahat pozisyonu bir ölçekte, bir işaretçi eki veya LED okuma ile okunur. Konum ayarlaması 0.1 mm olarak kontrol edilebilir.