Aktuator

En aktuator er en mekanisme der en agent virker på et miljø; dessuten kan agenten enten være en kunstig intelligent agent eller et hvilket som helst annet autonomt vesen (menneske, dyr). I vid forstand er en aktuator noen ganger definert som enhver enhet som konverterer energi fra en form til en annen, slik at den virker i det fysiske miljøet i stedet for mennesket.

En mekanisme som setter noe i gang automatisk kalles også en aktuator .

Eksempler

Noen eksempler på aktuatorer er:

Engineering

I ingeniørfag er aktuatorer i stand til å transformere et inngangssignal (normalt elektrisk) til bevegelse, ettersom eksempler på aktuatorer er elektriske motorer , hydrauliske stempler , releer , elektroaktive polymerer , piezoelektriske aktuatorer , etc.

Motorer brukes for det meste når det kreves sirkulære bevegelser, men kan brukes til lineære applikasjoner ved å transformere en bevegelse fra sirkulær til lineær ved hjelp av en snekkegirsvinger . På den annen side er noen aktuatorer, for eksempel piezoelektriske, iboende lineære.

Typer aktuatorer

Elektrisk

Elektriske aktuatorer brukes i sivil og industriell automasjon. Driftsprinsippet deres er veldig enkelt: de tillater styring av et relé gjennom en vanligvis elektrisk inngang og kan administreres i en eller flere konfigurasjoner. Styring kan foregå via BUS- eller Wi-Fi- protokoller : for enkeltadministrasjon administreres hver aktuator ved bruk av BUS-protokollen som sørger for en fysisk forbindelse mellom alle systemkomponenter, mens for Wi-Fi-konfigurasjonen oppheves fysiske tilkoblinger , men administrasjonen gjøres utelukkende uten ledninger, noe som tillater ekstrem fleksibilitet i systemet.

Elektrostatikk

Elektrostatiske mikroaktuatorer er enkle å lage på silisiumskiver og med dem kan høye rotasjonshastigheter oppnås. Bruksområdene spenner fra elektromekaniske brytere og releer , til optiske brytere, displayer , ventiler , til strømningskontrollaktuatorer. De består av to parallelle flate plater hvis driftsprinsipp er basert direkte på Coulomb kraftprinsippet . Disse kreftene, som definerer en tiltrekning mellom to legemer med motsatte ladninger, har en tendens til å justere platene på nytt etter at en relativ forskyvning har skjedd mellom dem.

Elektromagnetisk

Elektromagnetiske aktuatorer er de mest populære fordi de gir store fordeler: de tillater kontroll av kraft og hastighet både i strøm og spenning , de har en rask respons, lav inngangsimpedans , lav støy og monteringen deres utgjør ikke spesielle problemer. . Deres operasjonsprinsipp er basert på Lorentz-styrken . Problemene knyttet til bruken av denne enheten er hovedsakelig relatert til dens gjennomførbarhet. Intensiteten til magnetfeltet som genereres er proporsjonal med antall omdreininger som utgjør viklingen og med den sirkulerende strømmen. Den svært lille størrelsen på de elektriske kablene gjør at med samme spenning, ved å øke antall omdreininger, avtar sirkulasjonsstrømmen; i de fleste tilfeller ble det derfor besluttet å bruke en spiral bestående av en enkelt spiral. For å lage spoler av denne typen brukes LIGA-teknikken . En annen av de viktigste ulempene med magnetiske aktuatorer er spredningen av energi, som oppstår i spolene mens en kraft opprettholdes på en konstant verdi. Disse typene aktuatorer (med en diameter på 1,5 mm) er i stand til å generere et dreiemoment på 1,2 N · m .

Rørleggere

Hydrauliske aktuatorer er i stand til å generere en større kraft (med samme volum) enn andre aktuatorer. De er delt inn i tre typer: stempel, elastisk kammer, turbin. Stempeltypen har den ulempen at den introduserer friksjon og må tettes. De elastiske aktuatorene er dannet av et sylindrisk rør inne i hvilket tre parallelle kamre er oppnådd og hvis trykk styres separat. Et annet trykk i kamrene får røret til å bøye seg mot det nedre trykkkammeret. Denne typen hydraulisk aktuator lider ikke av problemer på grunn av friksjon. Til slutt er aktuatorene av mikroturbintypen svært enkle å lage, men har redusert effektivitet på grunn av friksjon.

Mikroaktuatorer

Aktuatorer er også mye brukt i mikroelektronikk : faktisk finnes det forskjellige typer MEMS -aktuatorer , og de viktigste er: elektrostatiske, elektromagnetiske, hydrauliske mikroaktuatorer.

Relaterte elementer

Andre prosjekter

Eksterne lenker