线性致动器的类型

机械线性致动器通常通过将旋转运动转换为线性运动来操作。转换通常通过几种简单的机制进行：

• 丝杠：丝杠、丝杠千斤顶、滚珠丝杠和滚柱丝杠执行器均按照称为螺丝的简单机器的原理进行操作。通过旋转执行器的螺母，丝杠轴成一直线移动。

• 轮轴：提升机、绞车、齿条和小齿轮、链传动、皮带传动、刚性链条和刚性皮带执行器均根据轮轴原理工作。旋转的轮子移动电缆、齿条、链条或皮带以产生线性运动。
• 凸轮：凸轮致动器的原理类似于楔子，但行程相对有限。当轮状凸轮旋转时，其偏心形状会在轴的根部提供推力。

一些机械线性致动器只能拉动，例如提升机、链传动和皮带传动。其他人只能推动（例如凸轮致动器）。可以将气动缸和液压缸或导螺杆设计为在两个方向上产生力。

机械致动器通常通过附接有旋钮或手柄的螺钉和/或齿轮将控制旋钮或手柄的旋转运动转换成线性位移。一个螺旋千斤顶或汽车千斤顶是一个熟悉的机械致动器。另一类执行器是基于分段式主轴的。千斤顶手柄的旋转被机械地转换为千斤顶头部的线性运动。机械执行器也经常用于激光和光学领域，以控制线性平台、旋转平台、镜架、测角仪的位置和其他定位仪器。为了精确且可重复地定位，可以在控制旋钮上使用索引标记。一些执行器包括编码器和数字位置读数器。这些与千分尺上使用的调节旋钮相似，不同之处在于它们的用途是位置调节而不是位置测量。

液压致动器或液压缸通常包括其中插入有活塞的中空缸。施加到活塞上的压力不平衡会产生可移动外部物体的力。由于液体几乎不可压缩，因此液压缸可提供受控的精确线性活塞位移。位移仅沿活塞的轴线。手动操作的液压致动器的一个熟悉的例子是液压汽车千斤顶。但是，典型地，术语“液压致动器”是指由液压泵控制的装置。

气动执行器或气缸与液压执行器类似，不同之处在于它们使用压缩气体而不是液体来产生力。它们的工作原理与活塞类似，在活塞中将空气泵入腔室内并从腔的另一侧推出。气动执行器不一定用于重型机械以及存在大量重量的情况。气动线性执行器优于其他类型的原因之一是，动力源只是空气压缩机。由于空气是输入源，因此气动执行器可以在许多机械活动场所使用。不利的一面是，大多数空气压缩机体积大，笨重且响亮。安装后很难将它们运输到其他区域。气动线性执行器很可能会泄漏，这使其效率不如机械线性执行器。

的压电效应是某些材料的性质，其中电压施加到所述材料的应用使得它膨胀。很高的电压仅对应微小的膨胀。结果，压电致动器可以实现极高的定位分辨率，但运动范围也非常短。另外，压电材料表现出滞后性，这使得难以以可重复的方式控制其膨胀。

扭曲和盘绕聚合物（TCP）致动器也称为超螺旋聚合物（SCP）致动器是一种可以通过电阻加热来致动的盘绕聚合物。TCP执行器看起来像一个螺旋弹簧。TCP执行器通常由镀银尼龙制成。TCP执行器也可以由其他导电涂层（例如金）制成。扭曲引起的TCP执行器应承受负荷，以保持肌肉伸展。电能由于电阻而转换为热能，也称为焦耳加热，欧姆加热和电阻加热。随着焦耳加热导致TCP执行器温度升高，聚合物收缩，并导致执行器收缩。

机电致动器与机械致动器类似，不同之处在于控制旋钮或手柄由电动机代替。电动机的旋转运动转换为线性位移。机电致动器也可以用于为将电能转换为机械转矩的电动机提供动力。现代线性执行器的设计很多，每个制造它们的公司都倾向于采用专有方法。以下是对非常简单的机电线性致动器的一般描述。

通常，电动机被机械地连接以旋转导螺杆。导螺杆的圆周上沿长度方向加工有连续的螺旋螺纹（类似于螺栓上的螺纹）。丝杠螺母或球形螺母拧在丝杠上带有相应的螺旋螺纹。防止螺母通过丝杠旋转（通常，螺母与执行器本体的非旋转部分互锁）。因此，当导螺杆旋转时，螺母将沿着螺纹被驱动。螺母的运动方向取决于丝杠的旋转方向。通过将连杆连接到螺母，可以将运动转换为可用的线性位移。当前大多数执行器都是为高速，高力或两者之间的折衷而设计的。在考虑用于特定应用的执行器时，最重要的规格通常是行程、速度、力、精度和寿命。大多数品种安装在风门或蝶阀上。

线性致动器系统中可以使用多种类型的电动机。其中包括直流电刷、直流无刷、步进电机，或者在某些情况下甚至包括感应电动机。这完全取决于应用需求和执行器设计要移动的负载。例如，使用集成的马力交流感应电动机驱动导螺杆的线性致动器可用于操作炼油厂中的大型阀门。在这种情况下，不需要精度和较高的运动分辨率，但是需要较高的力和速度。对于实验室仪器机器人，光学和激光设备或XY工作台中使用的机电线性致动器，可能需要使用分数马力的步进电机才能在微米范围内实现高分辨率和高精度。带细螺距丝杠的线性执行器。机电线性致动器系统有很多变化。了解设计要求和应用程序约束以了解哪一个xxx是至关重要的。