优缺点比较
每种类型的推杆系统对其适合的应用来说,都是必要的。每种系统都有其优点和缺点,决定适合您项目的推杆前,请权衡您项目所需满足的重要特性有哪些。

在一开始决定推杆系统的必要特性是相当重要的,您应该依照这些需求来评估、挑选所需要的推杆系统。此外您可能也会考虑系统的成本。成本包括:初期购买、维护及维修费用。

电动推杆有各种不同的外型、尺寸、及性能。堤摩讯是垂直整合模式的电动传动系统供货商,我们可以依照顾客的不同的应用需求,客制、设计及制造所有配件,提供完整的系统客制化服务。
为了能创造优化的自动化解决方案,必需熟悉电动推杆内部的运作,了解电动推杆的优点及限制。接下来,我们将逐一介绍构成电动线性推杆的内部配件。

A.上端
U型钩为一U型金属件,两端有洞可穿过运作的固定器材、针插或螺栓。U型钩附加于前及后推杆上,可使推杆固定安装于应用装置里。堤摩讯(TiMOTION)提供的接头样式包括:圆形、U形(有沟槽)或有穿孔,此外,我们也提供客制化服务,以满足不同应用的特殊需求。
B.外管
此挤压铝制管也被称为外管,可保护电动推杆外部并包覆所有推杆的内部配件。
C.内管
亦称为延伸管、驱动管、转换管或活塞。内管通常由铝或不锈钢制成,缩回时,内管位于螺杆所在之处。此管附加于螺蚊驱动螺帽,于螺帽沿着旋转螺杆移动时延伸及缩回。
D.螺杆
亦称为导螺杆。螺杆为长型直杆可在机器或工具中旋转。电动推杆藉由旋转、延伸、及缩回螺帽/内管,产生线性移动。我们的钢制的螺杆可确保推杆的耐用性及强度,适合运用在各种负荷和速度性能不同的系统环境。
E.防冲挡片
防冲挡片位于螺杆尾端,功能为避免内管过度延伸。
F.防摆环
防摆环为增加电动推杆密封性的配件,附加于外管尾端,可避免灰尘及液体进入推杆螺杆区域造成污染。另可确保内外之间的适当密封,进而影响电动直线推杆的IP等级。堤摩讯所提供的电动直线推杆有IP42、IP54、IP66、IP68及IP69K。
G.螺母
螺母可作为梯形或滚珠形,附加于内管并沿着螺杆移动。螺母是可延伸或缩回内管的配件,通常由金属或塑料制成,有时可锁定内管,以避免内管旋转。
H.极限开关
极限开关是利用切断马达的电流来控制完整伸出及缩回的内管位置。这些开关可避免推杆过度延伸或过度缩回。除了控制位置,极限开关也可用作信号发送的配件。
I.齿轮
齿轮通常由钢或塑料制成,与其他齿轮啮合转动以改变驱动机械的作用速度(例如:车辆引擎) 和驱动部分的速度(车轮)之间的关系。齿轮连接至动力来源,例如:马达。 堤摩讯针对不同的应用系统,提供丰富的齿轮选择。
J.马达外壳
马达外壳可装下所有齿轮马达的内部件,不会暴露于外部伤害。堤摩讯马达箱一般由高质量的塑料制成。
K.DC马达
DC(直流电)马达是电动线性推杆的动力来源。直流电马达有许多种类型,我们主要使用有刷DC马达,其中由三种组件组成:
- 定子(Stator):
马达固定的内部部分,包括马达箱、2个永久性磁铁及马达盖。定子会在转子周围产生固定的磁场。
- 转子(Rotor):
转子亦称为电枢,为可旋转马达的内部部分。主要包括硅钢板、马达轴、转向器及铜绕线。
- 转向器(Commutator):
转向器为附加于马达轴上的一组薄板。薄板可连接电磁铁的线圈。转向器用于将马达的极性转向,对于维持马达旋转不失去转矩来说是必要。
-碳刷(Carbon brushes):
碳刷利用滑动摩擦将马达中的电流,从定子发送至转子。
-马达轴心(Motor shaft):
马达轴心将齿轮马达连接至DC马达上定子的底部。

注:交流电马达 (AC Motors) 也是堤摩讯(TiMOTION)制造的选项。选择此种马达,可参考MA1电动推杆。

堤摩讯(TiMOTION)相信质量和安全与设计和功能性习习相关。我们可依据电动推杆操作的应用环境需求及面临的限制,提供完整的系统客制化服务,强化电动推杆的稳定性及安全性。
购买电动直线推杆时,必须考虑的安全特性选择为:
过载锁栓
过载锁栓为内建的装置,若电动推杆达到事先设定的负荷限制时会滑动脱离螺杆。此装置可以预防线性推杆可能损伤的风险。我们的MA1工业电动推杆有提供此安全规格选项。
PTC热敏电阻
PTC热敏电阻的功能就像是保险丝,可以切断马达动力,保护马达免于过热和烧坏。我们的电动马达具有UL认证选项,包括内部安装PTC热敏电阻。超过1世纪以来,保险商试验所 (UL) 在产品安全方面已成为世界的领导者。为了确保我们的产品安全性,堤摩讯的产品皆通过适合的外部测试并取得UL的认证。
安全螺帽
安全螺帽为金属强化的梯形驱动螺帽,用于协助电动推杆支撑较高的负载。安全螺帽建议用于负荷为6.000N或更高的情况。堤摩讯的高负载系列电动推杆也可附加此安全选择,以确保推杆的强度及稳定性。
推动螺帽
标准驱动螺帽会将螺纹转进螺杆,但是「推动」螺帽没有螺纹,此设计可避免阻塞物(动物、人类、其他家具等)受到缩回的线性推杆系统的伤害。起身椅是此安全选项最好的例子之一,若起身椅的椅脚正从延伸回到原本缩回的位置,但椅脚下有物品,这时椅脚碰触到物品时,不会继续运作推动物品。我们的TA5P、TA6及TA14电动直线推杆有提供此项安全选择。
快速释放
快速释放主要设计用于医疗病床应用,当紧急状况发生需要病床的背部快速的平放时(EX: 紧急进行CPR),就可以透过按压把手或绳索,让电动推杆可以快速的反向驱动。我们的TA31 及 TA15 电动推杆有提供此项安全选择。


手转释放
手转释放主要设计用于医疗应用的病患吊架系统。手转释放可使内管从前端接头(U型钩)释放,并可自由旋转。手转释放可让电动推杆自由的反向驱动,让病患从吊架系统上利用手动方式降低位置。我们的TA23、TA36及TA37型号有提供此项安全选择。


手动曲柄
手动曲柄为一个安全装置,主要设计用于医疗应用。可让医师在紧急状况或停电时,手动操作医疗床的位置。堤摩讯的TA10医疗电动推杆及MA1/MA2工业用电动推杆都有提供手动曲柄的选择,并可依据顾客的应用需求进行客制化服务。

螺杆煞车
螺杆煞车是一种单一方向的剎车装置,安装在蜗轮周围。当小齿轮转动时会自动启动,之后马达转动时再释放。
马达煞车
马达煞车安装于马达轴顶部或底部,位置取决于该应用是属于推力或拉力负载。马达剎车可增加电动推杆的耐用性,并强化推杆的自锁力量。堤摩讯(TiMOTION)的推杆产品都具备高耐用性,我们大部分的电动推杆都附有马达剎车装置。

电机制动器
电机制动器可藉由电磁力控制螺杆的机械阻力,进而让马达放慢或停止运作。电机制动器通常安装在马达轴的底部。此项安全装置可参考我们的MA1工业用电动线性推杆。
机械制动器
机械制动器很适合装置在反向传动需要承受高负荷重的应用设备中,以加强电动推杆系统的稳定性。

为您的应用设备选择适合的电动线性推杆系统时,有很多因素要考虑。修改各种轴心类型、轴心规格、马达每分钟转速 (RPM)、齿轮比及供应推杆之动力的组合,堤摩讯(TiMOTION)可以控制电动直线推杆的负载和速度,藉由客制化不同类型的螺杆、螺杆规格、马达每分钟转速(RPM)、齿轮比、和供应推杆动力的组合。而这些不同的类型的零组件组合的特性也相互影响,决定了一只电动推杆的质量、耐用性、和特性。
螺杆类型
螺杆的类型,会部分决定电动推杆移动的速度和及负载能力。我们所提供的电动推杆主要有2种类型的螺杆: 导螺杆、滚珠螺杆。而导螺杆目前常见的有3种螺纹类型:方螺纹、梯形螺纹及锯齿螺纹。
导螺杆
堤摩讯(TiMOTION)以梯形螺纹生产导螺杆(适合梯形螺帽)。梯形螺纹有高度的负荷能力,但因为螺帽和螺纹间增加的摩擦力,所以速度没有滚珠螺杆快。然而,梯形导螺杆能提供更节省成本和可信赖的解决方案。堤摩讯大部分的电动椎杆都是使用梯形螺纹导螺杆,想了解更多可以参考我们的TA2、TA4、TA6、TA23型号。
滚珠螺杆
滚珠螺杆的摩擦力比梯形螺杆小,螺纹轴提供滚珠轮杆一个环状通路(在一个滚珠螺帽中),其移动的准确性比滑动摩擦的梯形螺帽更为精确。因此,滚珠螺杆能达到更精确,更高速的移动方案。然而,也因为如此,滚珠螺杆通常没有自锁定的力量,因此制动器机制(剎车)可以协助反向驱动并维持负荷的位置。想了解使用滚珠螺杆的产品,请参考我们MA1推杆。
螺杆规格
螺杆规格对于推杆移动速度也有很大的影响,但主要是影响支撑负荷的能力。螺杆的规格包括:螺距、导程及螺纹的头数。螺距为螺杆上的螺纹顶至邻近螺纹顶的轴距。导程为螺杆在轴上移动一圈(360度)的线性距离。螺纹的头数为独立螺纹缠绕在螺杆上的次数。
以上所描述的规格到底是什么意思?螺纹的角度会决定螺帽在螺杆上下移动的速度。角度越陡,移动越快,反之亦然。螺赶上的螺纹头数越多,则螺纹角度就会越陡。然而,移动速度和自我锁定能力之间需有个平冲。螺帽在螺杆上下移动越快速,一般来说代表自我锁定力量会下降(在螺帽停止时,能自然维持负荷的位置)。
转速和齿轮比
控制推杆速度和负荷时,需考虑的另一件因素: 调整转速和齿轮比。齿轮比为驱动器每分钟转速 (RPM) 和驱动齿轮的RPM 的比例。举例来说,若驱动器正齿轮有12齿,驱动正齿轮有24齿,则驱动正齿轮是驱动器正齿轮的2倍。驱动齿轮每转1圈,驱动器齿轮必须转2圈,则其齿轮比为2:1.
另外,依照所需要的负载及速度,也可以增加额外的齿轮到这个公式里,因为负载和速度彼此的关系可藉由「机械动力 = 力量 X 速度」的公式套用在电动推杆上。假设特定应用需要的负荷很高。在此情况下,堤摩讯可增加更多的齿轮以调整齿轮比,让电动推杆产生更多转矩,最后可以在螺杆上增加更多力量,使其移动。
机械动力要求
操作电动推杆的负载和速度时,也可考虑应用设备所需求的机械动力总量(动力以瓦特计算)。记住电流、速度及DC马达负荷的要点为,当负荷增加时,电流会增加,速度则会降低(如下方图表所示)。除了这个主要的关系之外,很多其他的电机参数也会影响负荷及速度,例如使用的电源或马达效能。
堤摩讯提供电源供应器以支持我们的12V DC、24V DC或36V DC电动线性推杆。我们大部分的推杆以直流电 (DC) 运作,此外,我们的控制盒可以将交流电 (AC) 转换为直流电,因此顾客可以将其应用直接接在墙上使用市电。堤摩讯可以整合SMPS变压器(开关模式电源),以及环形变压器至控制盒中。SMPS变压器支持110V AC 及 220V AC,可让客户的应用设备运用在世界各地。
以下3个图表可协助了解单位用途及转换。第1个图表市的电压单位表示,第2个为牛顿 (N) 转换为磅 (Lbs.) 和公斤 (kg),最后1个是公厘 (mm) 转换为英寸 (In):
电压表示

重量转换(N 转换为 lbs. 和 kgs)

距离(mm 转换为 in.)


不只电动推杆内部会影响其使用寿命,增加推杆的IP防护等级,使推杆免于固体物质及液体侵入,也可确保其长期的使用寿命。堤摩讯(TiMOTION)可藉由增加外部的保护层,提升电动推杆和升降立柱的IP防护等级,以协助确保使用寿命。
什么是IP等级
依据应用环境的不同,我们可以客制电动推杆外部周围的防护等级。这些等级依据IP等级推算。IP等级代表异物防护等级(有时候也可解释为「国际防护」等级),在IP后面通常有2个数字,用于说明其防护等级。
不同IP等级之间的意义
第1个数字代表抵抗固定异物,如:灰尘及碎屑的防护等级。此范围介于0(无防护)到6(对灰尘的高度防护)。第2个数字代表抵抗液体异物,如:水的防护等级。此防护范围介于0(无防护)到8(对液体的高度防护)。
IP等级可改善设备的使用寿命和使用者的安全要求。为确保达到上述目的,堤摩讯的所有产品都可依据应用环境需求,客制化IP等级,并进行相关的测试。
如何判读IP防护等级

常见的IP等级
IP42
一般来说,IP42防护适用于室内应用,因此灰尘和水并不是很大的影响因素,例如:在电视升降架、家用沙发、起身椅、或居家电动床。此类家用电动推杆可参考我们的TVL3、TA5P、TA6及TA14电动直线推杆型。
IP54
IP54等级比IP42更为普遍,防护等级也更高,可让电动推杆在易变的环境中操作,例如:医院、牙医诊所或仓库。此防护等级可参考我们的TA4、TA23等电动推杆型号。
IP66
IP66为我们所提供的最高防护等级之一,可让电动推杆达到防水等级。IP66等级的电动规杆通常运用于室外较严峻条件的环境,例如:农场、工地。同时,IP66也很适合医疗和病患移动性设备,例如:泳池升降机、医疗床。此防护等级可参考我们的TA16、TA23及TA31.
IP69K
我们也提供IP69K的防护等级,此等级为业界最高防护等级之一。IP69K是专门针对高温及加压水柱的防护等级。具有此防护等级的推杆可运用在高压软管喷洒的应用环境,例如:在农业环境中,灰尘、污垢及化学物等异物都很常见。关于IP69K等级的推杆,可以参考我们的MA1、MA2、MA5、JP3及JP4.

在选定特定电动推杆型号之前,我们相信顾客必需被告知及教育电动推杆相关的重要配件及功能。这篇我们会介绍4个主要位置回馈传感器: 霍尔传感器、可变电阻器、磁簧开关、光电藕合器。
如何运作
电动推杆装配置回馈传感器时,推杆可主动传出其行程位置至控制系统(有时称为定位)。这些输出讯号的传感器也可让控制盒在任何时间,准确的调整推杆的行程。
并非所有的应用设备都需要有位置回馈的电动推杆,通常是需要比较复杂操控功能的应用设备会需要位置反馈的线性推杆。举例来说,若推杆需要与另一个推杆同步移动,位置回馈传感器对于监控及确保两个推杆维持同步运作是必要的。
另外,位置回馈传感器对于需要记忆定位及需要知道电动推杆在任何时间的行程位置也是很关键的装置。这些可能包括但不限于马达速度、条件移动及其他特性。
位置反馈传感器的常见类型
霍尔传感器
霍尔传感器为堤摩讯最建议电动推杆使用的位置传感器类型,因为其体积小,适合小型的应用空间,此外,对于定位和同步功能,霍尔传感器也能提供较高的分辨率及数字输出。
注:堤摩讯(TiMOTION)的控制系统仅设计与霍尔传感器整合。我们的控制系统不会记录其他类型传感器的回馈。
霍尔传感器是藉由磁场启动,由2个重要的特性构成:磁感应强度及磁性。霍尔传感器的输出讯号为器材周围的磁场密度作用。当传感器周围的磁场密度超过事先决定的临界值,传感器会侦测到并产生输出电压,称之为霍尔电压或VH。
霍尔传感器因为较低的成本、较长的使用寿命、以及良好的运作质量,因此被广泛地使用在各类的应用设备里。
可变电阻器
可变电阻器也称为POT传感器,一般来说是工业应用市场里最常被使用的输出传感器。可变电阻器有两个固定接点与一个滑动接点,可经由滑动而改变滑动端与两个固定端间电阻值的电子零件。使用时会因会滑动端的位置形成不同的分压比率,改变滑动点的电位,进而输出一种电动讯号。
换句话说,阻力决定位置。电动推杆的螺杆转动时,滑动端和两个固端连接器间的阻力值会改变。每个阻力值对应于电动推杆的行程的位置。
POT比霍尔传感器更具优势的功能为动力关闭时,POT会保留位置信息,但霍尔传感器会失去位置信息,必须要重新设定才能侦测现在的位置。然而,由于初期的安装程序问题,相比较于霍尔传感器,POT的位置反馈的准确性较低了一点,但这并不影响整体POT使用上的位置回馈功能。
磁簧开关
磁簧开关为磁性回馈传感器。磁簧开关原理为利用磁场操作电路开关,包含一个磁簧管,两边端点的簧片密封在玻璃管中,两个簧片交迭但有一小段间隙。簧片一般为开启状态,但在磁场出现的时候会关闭,反之亦然。此开关可能利用线圈启动,让簧片开关回到其原始位置。随着螺杆的每个旋转力量及线性推杆行程的位置,簧片开关会开启或关闭。
堤摩讯(TiMOTION)特别磁簧开关传感器安装在有安全锁功能的手控器里,当安全锁被打开或使用磁簧开关调整推杆末端行程时,传感器会感测并传送讯号。
光电藕合器
光电藕合器有时候会使用于堤摩讯(TiMOTION)电动推杆。光电藕合器将光线转换为电子信号作用,当螺杆旋转时,光遮轮也会同时旋转,遮断光线至光电藕合器。光电藕合器在感应到光线被阻挡时会传送讯号。光遮轮每一次完整旋转,会让光电藕合器传送25个讯号。
结论
我们希望此篇电动推杆指南可以协助您对于电动线性推杆和整体系统的挑选有更完整的了解和基础。堤摩讯(TiMOTION)为垂直整合的电动推杆系统制造商,能提供您完整的客制化系统解决方案以符合您项目规格的需求。想了解更多关于我们的产品或客制化服务,请与我们的全球团队联络。
每种类型的推杆系统对其适合的应用来说,都是必要的。每种系统都有其优点和缺点,决定适合您项目的推杆前,请权衡您项目所需满足的重要特性有哪些。

在一开始决定推杆系统的必要特性是相当重要的,您应该依照这些需求来评估、挑选所需要的推杆系统。此外您可能也会考虑系统的成本。成本包括:初期购买、维护及维修费用。

电动推杆有各种不同的外型、尺寸、及性能。堤摩讯是垂直整合模式的电动传动系统供货商,我们可以依照顾客的不同的应用需求,客制、设计及制造所有配件,提供完整的系统客制化服务。
为了能创造优化的自动化解决方案,必需熟悉电动推杆内部的运作,了解电动推杆的优点及限制。接下来,我们将逐一介绍构成电动线性推杆的内部配件。

A.上端
U型钩为一U型金属件,两端有洞可穿过运作的固定器材、针插或螺栓。U型钩附加于前及后推杆上,可使推杆固定安装于应用装置里。堤摩讯(TiMOTION)提供的接头样式包括:圆形、U形(有沟槽)或有穿孔,此外,我们也提供客制化服务,以满足不同应用的特殊需求。
B.外管
此挤压铝制管也被称为外管,可保护电动推杆外部并包覆所有推杆的内部配件。
C.内管
亦称为延伸管、驱动管、转换管或活塞。内管通常由铝或不锈钢制成,缩回时,内管位于螺杆所在之处。此管附加于螺蚊驱动螺帽,于螺帽沿着旋转螺杆移动时延伸及缩回。
D.螺杆
亦称为导螺杆。螺杆为长型直杆可在机器或工具中旋转。电动推杆藉由旋转、延伸、及缩回螺帽/内管,产生线性移动。我们的钢制的螺杆可确保推杆的耐用性及强度,适合运用在各种负荷和速度性能不同的系统环境。
E.防冲挡片
防冲挡片位于螺杆尾端,功能为避免内管过度延伸。
F.防摆环
防摆环为增加电动推杆密封性的配件,附加于外管尾端,可避免灰尘及液体进入推杆螺杆区域造成污染。另可确保内外之间的适当密封,进而影响电动直线推杆的IP等级。堤摩讯所提供的电动直线推杆有IP42、IP54、IP66、IP68及IP69K。
G.螺母
螺母可作为梯形或滚珠形,附加于内管并沿着螺杆移动。螺母是可延伸或缩回内管的配件,通常由金属或塑料制成,有时可锁定内管,以避免内管旋转。
H.极限开关
极限开关是利用切断马达的电流来控制完整伸出及缩回的内管位置。这些开关可避免推杆过度延伸或过度缩回。除了控制位置,极限开关也可用作信号发送的配件。
I.齿轮
齿轮通常由钢或塑料制成,与其他齿轮啮合转动以改变驱动机械的作用速度(例如:车辆引擎) 和驱动部分的速度(车轮)之间的关系。齿轮连接至动力来源,例如:马达。 堤摩讯针对不同的应用系统,提供丰富的齿轮选择。
J.马达外壳
马达外壳可装下所有齿轮马达的内部件,不会暴露于外部伤害。堤摩讯马达箱一般由高质量的塑料制成。
K.DC马达
DC(直流电)马达是电动线性推杆的动力来源。直流电马达有许多种类型,我们主要使用有刷DC马达,其中由三种组件组成:
- 定子(Stator):
马达固定的内部部分,包括马达箱、2个永久性磁铁及马达盖。定子会在转子周围产生固定的磁场。
- 转子(Rotor):
转子亦称为电枢,为可旋转马达的内部部分。主要包括硅钢板、马达轴、转向器及铜绕线。
- 转向器(Commutator):
转向器为附加于马达轴上的一组薄板。薄板可连接电磁铁的线圈。转向器用于将马达的极性转向,对于维持马达旋转不失去转矩来说是必要。
-碳刷(Carbon brushes):
碳刷利用滑动摩擦将马达中的电流,从定子发送至转子。
-马达轴心(Motor shaft):
马达轴心将齿轮马达连接至DC马达上定子的底部。

注:交流电马达 (AC Motors) 也是堤摩讯(TiMOTION)制造的选项。选择此种马达,可参考MA1电动推杆。

堤摩讯(TiMOTION)相信质量和安全与设计和功能性习习相关。我们可依据电动推杆操作的应用环境需求及面临的限制,提供完整的系统客制化服务,强化电动推杆的稳定性及安全性。
购买电动直线推杆时,必须考虑的安全特性选择为:
过载锁栓
过载锁栓为内建的装置,若电动推杆达到事先设定的负荷限制时会滑动脱离螺杆。此装置可以预防线性推杆可能损伤的风险。我们的MA1工业电动推杆有提供此安全规格选项。
PTC热敏电阻
PTC热敏电阻的功能就像是保险丝,可以切断马达动力,保护马达免于过热和烧坏。我们的电动马达具有UL认证选项,包括内部安装PTC热敏电阻。超过1世纪以来,保险商试验所 (UL) 在产品安全方面已成为世界的领导者。为了确保我们的产品安全性,堤摩讯的产品皆通过适合的外部测试并取得UL的认证。
安全螺帽
安全螺帽为金属强化的梯形驱动螺帽,用于协助电动推杆支撑较高的负载。安全螺帽建议用于负荷为6.000N或更高的情况。堤摩讯的高负载系列电动推杆也可附加此安全选择,以确保推杆的强度及稳定性。
推动螺帽
标准驱动螺帽会将螺纹转进螺杆,但是「推动」螺帽没有螺纹,此设计可避免阻塞物(动物、人类、其他家具等)受到缩回的线性推杆系统的伤害。起身椅是此安全选项最好的例子之一,若起身椅的椅脚正从延伸回到原本缩回的位置,但椅脚下有物品,这时椅脚碰触到物品时,不会继续运作推动物品。我们的TA5P、TA6及TA14电动直线推杆有提供此项安全选择。
快速释放
快速释放主要设计用于医疗病床应用,当紧急状况发生需要病床的背部快速的平放时(EX: 紧急进行CPR),就可以透过按压把手或绳索,让电动推杆可以快速的反向驱动。我们的TA31 及 TA15 电动推杆有提供此项安全选择。


手转释放
手转释放主要设计用于医疗应用的病患吊架系统。手转释放可使内管从前端接头(U型钩)释放,并可自由旋转。手转释放可让电动推杆自由的反向驱动,让病患从吊架系统上利用手动方式降低位置。我们的TA23、TA36及TA37型号有提供此项安全选择。


手动曲柄
手动曲柄为一个安全装置,主要设计用于医疗应用。可让医师在紧急状况或停电时,手动操作医疗床的位置。堤摩讯的TA10医疗电动推杆及MA1/MA2工业用电动推杆都有提供手动曲柄的选择,并可依据顾客的应用需求进行客制化服务。

螺杆煞车
螺杆煞车是一种单一方向的剎车装置,安装在蜗轮周围。当小齿轮转动时会自动启动,之后马达转动时再释放。
马达煞车
马达煞车安装于马达轴顶部或底部,位置取决于该应用是属于推力或拉力负载。马达剎车可增加电动推杆的耐用性,并强化推杆的自锁力量。堤摩讯(TiMOTION)的推杆产品都具备高耐用性,我们大部分的电动推杆都附有马达剎车装置。

电机制动器
电机制动器可藉由电磁力控制螺杆的机械阻力,进而让马达放慢或停止运作。电机制动器通常安装在马达轴的底部。此项安全装置可参考我们的MA1工业用电动线性推杆。
机械制动器
机械制动器很适合装置在反向传动需要承受高负荷重的应用设备中,以加强电动推杆系统的稳定性。

为您的应用设备选择适合的电动线性推杆系统时,有很多因素要考虑。修改各种轴心类型、轴心规格、马达每分钟转速 (RPM)、齿轮比及供应推杆之动力的组合,堤摩讯(TiMOTION)可以控制电动直线推杆的负载和速度,藉由客制化不同类型的螺杆、螺杆规格、马达每分钟转速(RPM)、齿轮比、和供应推杆动力的组合。而这些不同的类型的零组件组合的特性也相互影响,决定了一只电动推杆的质量、耐用性、和特性。
螺杆类型
螺杆的类型,会部分决定电动推杆移动的速度和及负载能力。我们所提供的电动推杆主要有2种类型的螺杆: 导螺杆、滚珠螺杆。而导螺杆目前常见的有3种螺纹类型:方螺纹、梯形螺纹及锯齿螺纹。
导螺杆
堤摩讯(TiMOTION)以梯形螺纹生产导螺杆(适合梯形螺帽)。梯形螺纹有高度的负荷能力,但因为螺帽和螺纹间增加的摩擦力,所以速度没有滚珠螺杆快。然而,梯形导螺杆能提供更节省成本和可信赖的解决方案。堤摩讯大部分的电动椎杆都是使用梯形螺纹导螺杆,想了解更多可以参考我们的TA2、TA4、TA6、TA23型号。
滚珠螺杆
滚珠螺杆的摩擦力比梯形螺杆小,螺纹轴提供滚珠轮杆一个环状通路(在一个滚珠螺帽中),其移动的准确性比滑动摩擦的梯形螺帽更为精确。因此,滚珠螺杆能达到更精确,更高速的移动方案。然而,也因为如此,滚珠螺杆通常没有自锁定的力量,因此制动器机制(剎车)可以协助反向驱动并维持负荷的位置。想了解使用滚珠螺杆的产品,请参考我们MA1推杆。
螺杆规格
螺杆规格对于推杆移动速度也有很大的影响,但主要是影响支撑负荷的能力。螺杆的规格包括:螺距、导程及螺纹的头数。螺距为螺杆上的螺纹顶至邻近螺纹顶的轴距。导程为螺杆在轴上移动一圈(360度)的线性距离。螺纹的头数为独立螺纹缠绕在螺杆上的次数。
以上所描述的规格到底是什么意思?螺纹的角度会决定螺帽在螺杆上下移动的速度。角度越陡,移动越快,反之亦然。螺赶上的螺纹头数越多,则螺纹角度就会越陡。然而,移动速度和自我锁定能力之间需有个平冲。螺帽在螺杆上下移动越快速,一般来说代表自我锁定力量会下降(在螺帽停止时,能自然维持负荷的位置)。
转速和齿轮比
控制推杆速度和负荷时,需考虑的另一件因素: 调整转速和齿轮比。齿轮比为驱动器每分钟转速 (RPM) 和驱动齿轮的RPM 的比例。举例来说,若驱动器正齿轮有12齿,驱动正齿轮有24齿,则驱动正齿轮是驱动器正齿轮的2倍。驱动齿轮每转1圈,驱动器齿轮必须转2圈,则其齿轮比为2:1.
另外,依照所需要的负载及速度,也可以增加额外的齿轮到这个公式里,因为负载和速度彼此的关系可藉由「机械动力 = 力量 X 速度」的公式套用在电动推杆上。假设特定应用需要的负荷很高。在此情况下,堤摩讯可增加更多的齿轮以调整齿轮比,让电动推杆产生更多转矩,最后可以在螺杆上增加更多力量,使其移动。
机械动力要求
操作电动推杆的负载和速度时,也可考虑应用设备所需求的机械动力总量(动力以瓦特计算)。记住电流、速度及DC马达负荷的要点为,当负荷增加时,电流会增加,速度则会降低(如下方图表所示)。除了这个主要的关系之外,很多其他的电机参数也会影响负荷及速度,例如使用的电源或马达效能。
堤摩讯提供电源供应器以支持我们的12V DC、24V DC或36V DC电动线性推杆。我们大部分的推杆以直流电 (DC) 运作,此外,我们的控制盒可以将交流电 (AC) 转换为直流电,因此顾客可以将其应用直接接在墙上使用市电。堤摩讯可以整合SMPS变压器(开关模式电源),以及环形变压器至控制盒中。SMPS变压器支持110V AC 及 220V AC,可让客户的应用设备运用在世界各地。
以下3个图表可协助了解单位用途及转换。第1个图表市的电压单位表示,第2个为牛顿 (N) 转换为磅 (Lbs.) 和公斤 (kg),最后1个是公厘 (mm) 转换为英寸 (In):
电压表示

重量转换(N 转换为 lbs. 和 kgs)

距离(mm 转换为 in.)


不只电动推杆内部会影响其使用寿命,增加推杆的IP防护等级,使推杆免于固体物质及液体侵入,也可确保其长期的使用寿命。堤摩讯(TiMOTION)可藉由增加外部的保护层,提升电动推杆和升降立柱的IP防护等级,以协助确保使用寿命。
什么是IP等级
依据应用环境的不同,我们可以客制电动推杆外部周围的防护等级。这些等级依据IP等级推算。IP等级代表异物防护等级(有时候也可解释为「国际防护」等级),在IP后面通常有2个数字,用于说明其防护等级。
不同IP等级之间的意义
第1个数字代表抵抗固定异物,如:灰尘及碎屑的防护等级。此范围介于0(无防护)到6(对灰尘的高度防护)。第2个数字代表抵抗液体异物,如:水的防护等级。此防护范围介于0(无防护)到8(对液体的高度防护)。
IP等级可改善设备的使用寿命和使用者的安全要求。为确保达到上述目的,堤摩讯的所有产品都可依据应用环境需求,客制化IP等级,并进行相关的测试。
如何判读IP防护等级

常见的IP等级
IP42
一般来说,IP42防护适用于室内应用,因此灰尘和水并不是很大的影响因素,例如:在电视升降架、家用沙发、起身椅、或居家电动床。此类家用电动推杆可参考我们的TVL3、TA5P、TA6及TA14电动直线推杆型。
IP54
IP54等级比IP42更为普遍,防护等级也更高,可让电动推杆在易变的环境中操作,例如:医院、牙医诊所或仓库。此防护等级可参考我们的TA4、TA23等电动推杆型号。
IP66
IP66为我们所提供的最高防护等级之一,可让电动推杆达到防水等级。IP66等级的电动规杆通常运用于室外较严峻条件的环境,例如:农场、工地。同时,IP66也很适合医疗和病患移动性设备,例如:泳池升降机、医疗床。此防护等级可参考我们的TA16、TA23及TA31.
IP69K
我们也提供IP69K的防护等级,此等级为业界最高防护等级之一。IP69K是专门针对高温及加压水柱的防护等级。具有此防护等级的推杆可运用在高压软管喷洒的应用环境,例如:在农业环境中,灰尘、污垢及化学物等异物都很常见。关于IP69K等级的推杆,可以参考我们的MA1、MA2、MA5、JP3及JP4.

在选定特定电动推杆型号之前,我们相信顾客必需被告知及教育电动推杆相关的重要配件及功能。这篇我们会介绍4个主要位置回馈传感器: 霍尔传感器、可变电阻器、磁簧开关、光电藕合器。
如何运作
电动推杆装配置回馈传感器时,推杆可主动传出其行程位置至控制系统(有时称为定位)。这些输出讯号的传感器也可让控制盒在任何时间,准确的调整推杆的行程。
并非所有的应用设备都需要有位置回馈的电动推杆,通常是需要比较复杂操控功能的应用设备会需要位置反馈的线性推杆。举例来说,若推杆需要与另一个推杆同步移动,位置回馈传感器对于监控及确保两个推杆维持同步运作是必要的。
另外,位置回馈传感器对于需要记忆定位及需要知道电动推杆在任何时间的行程位置也是很关键的装置。这些可能包括但不限于马达速度、条件移动及其他特性。
位置反馈传感器的常见类型
霍尔传感器
霍尔传感器为堤摩讯最建议电动推杆使用的位置传感器类型,因为其体积小,适合小型的应用空间,此外,对于定位和同步功能,霍尔传感器也能提供较高的分辨率及数字输出。
注:堤摩讯(TiMOTION)的控制系统仅设计与霍尔传感器整合。我们的控制系统不会记录其他类型传感器的回馈。
霍尔传感器是藉由磁场启动,由2个重要的特性构成:磁感应强度及磁性。霍尔传感器的输出讯号为器材周围的磁场密度作用。当传感器周围的磁场密度超过事先决定的临界值,传感器会侦测到并产生输出电压,称之为霍尔电压或VH。
霍尔传感器因为较低的成本、较长的使用寿命、以及良好的运作质量,因此被广泛地使用在各类的应用设备里。
可变电阻器
可变电阻器也称为POT传感器,一般来说是工业应用市场里最常被使用的输出传感器。可变电阻器有两个固定接点与一个滑动接点,可经由滑动而改变滑动端与两个固定端间电阻值的电子零件。使用时会因会滑动端的位置形成不同的分压比率,改变滑动点的电位,进而输出一种电动讯号。
换句话说,阻力决定位置。电动推杆的螺杆转动时,滑动端和两个固端连接器间的阻力值会改变。每个阻力值对应于电动推杆的行程的位置。
POT比霍尔传感器更具优势的功能为动力关闭时,POT会保留位置信息,但霍尔传感器会失去位置信息,必须要重新设定才能侦测现在的位置。然而,由于初期的安装程序问题,相比较于霍尔传感器,POT的位置反馈的准确性较低了一点,但这并不影响整体POT使用上的位置回馈功能。
磁簧开关
磁簧开关为磁性回馈传感器。磁簧开关原理为利用磁场操作电路开关,包含一个磁簧管,两边端点的簧片密封在玻璃管中,两个簧片交迭但有一小段间隙。簧片一般为开启状态,但在磁场出现的时候会关闭,反之亦然。此开关可能利用线圈启动,让簧片开关回到其原始位置。随着螺杆的每个旋转力量及线性推杆行程的位置,簧片开关会开启或关闭。
堤摩讯(TiMOTION)特别磁簧开关传感器安装在有安全锁功能的手控器里,当安全锁被打开或使用磁簧开关调整推杆末端行程时,传感器会感测并传送讯号。
光电藕合器
光电藕合器有时候会使用于堤摩讯(TiMOTION)电动推杆。光电藕合器将光线转换为电子信号作用,当螺杆旋转时,光遮轮也会同时旋转,遮断光线至光电藕合器。光电藕合器在感应到光线被阻挡时会传送讯号。光遮轮每一次完整旋转,会让光电藕合器传送25个讯号。
结论
我们希望此篇电动推杆指南可以协助您对于电动线性推杆和整体系统的挑选有更完整的了解和基础。堤摩讯(TiMOTION)为垂直整合的电动推杆系统制造商,能提供您完整的客制化系统解决方案以符合您项目规格的需求。想了解更多关于我们的产品或客制化服务,请与我们的全球团队联络。