Was sind die verschiedenen Arten von Aktuatorkonstruktionen?

Ein Aktuator ist im Wesentlichen ein Mechanismus, der eine mechanische Vorrichtung aktiviert. Die verschiedenen Arten der Antriebskonstruktion umfassen Rad und Achse, Pneumatik, Hydraulik, Magnet, Schraube und Handbetätigung. Bei der Auswahl eines Aktuatorkonzepts müssen in der Regel die Kosten, der Zweck, die langfristigen Ziele und die mechanische Festigkeit sowie das Zusammenspiel dieser Faktoren mit der auszuführenden Aufgabe berücksichtigt werden. In vielen Fällen können mehrere Aktuatoren in einer bestimmten Situation arbeiten, sodass die Leistungsoptimierung zu einem Hauptanliegen werden kann.

Rad- und Achsaktuatorkonstruktionen werden am häufigsten verwendet, wenn Rotationskräfte und lineare Kräfte austauschbar sein müssen. Bei diesen Aktuatoren überträgt das Drehen eines Rades typischerweise eine radiale Bewegung in eine lineare Bewegung, um den Zustand der Aktuatorsysteme zu ändern. In ähnlicher Weise kann mit diesen Konstruktionen auch eine lineare Bewegung in eine radiale Bewegung umgewandelt werden, was häufig bei komplexen Systemen oder solchen mit Motoren nützlich ist.

Pneumatische Stellantriebe werden häufig wegen ihrer geringen Kosten und einfachen Konstruktion bevorzugt. Diese Antriebe erzeugen mit Druckluft die notwendigen Kräfte und aktivieren den Mechanismus. Diese Konstruktionen, die häufig für industrielle Anwendungen verwendet werden, hängen in der Regel von einer externen Stromquelle ab, um die richtige Menge an Druckluft bereitzustellen.

Hydraulische Stellantriebskonstruktionen sind ziemlich ähnlich, verwenden jedoch Hydraulikflüssigkeiten, um die gewünschten Drücke zu erzeugen. Diese können häufig auf relativ kleinem Raum große Kräfte erzeugen, können jedoch in ihrem Bewegungsbereich oder ihrer Kraftkapazität begrenzt sein. In der einfachsten Ausführung wird Hydraulikflüssigkeit in ein Ende einer Kammer gepumpt, wodurch der Stellantrieb in eine aktivierte Position gezwungen wird. Wenn diese Flüssigkeit freigesetzt wird, wird die Kraft abgebaut und der Stellantrieb kehrt in seinen natürlichen Zustand zurück.

Magnetantriebe verwenden elektromagnetische Kräfte, um mechanische Geräte zu aktivieren. Bei diesen werden Elektromagnete typischerweise verwendet, um Elektromagnete zu erzeugen, die Magnetkräfte auf eine mechanische Feder- und Ventilkonfiguration ausüben. Wenn die Magnetkräfte angelegt werden, werden diese Aktuatoren aktiviert und wenn die Magnetkräfte gestoppt werden, werden die Kräfte freigegeben.

Schneckenantriebskonstruktionen stützen sich auf die Eigenschaften einfacher Maschinenschrauben, um die gewünschte Kraft zu erzeugen. Wenn die Schraube gedreht wird, kann sie eine Kraft auf den inneren Mechanismus ausüben oder freigeben. Ein Vorteil dieser Aktuatorkonstruktionen besteht darin, dass sie verwendet werden können, um einen Mechanismus basierend auf bestimmten Anforderungen teilweise zu aktivieren.

Handbetätiger sind in der Regel einfacher, weil sie von Hand gesteuert werden. Alle bisherigen Aktuatorkonstruktionen können theoretisch manuell gesteuert werden, z. B. ein Schneckenaktuator oder ein Rad- und Achsaktuator. Diese Aktuatorkonstruktionen eignen sich in der Regel am besten für Situationen, in denen nur eine minimale Kraft ausgeübt werden muss oder in denen diese Kräfte von menschlichen Bedienern optimal gesteuert werden können.