¿Puede un motor lineal generar fuerzas lineales múltiples y precisas?

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Estoy tratando de identificar un sistema motorizado que puede producir una fuerza lineal constante en una dirección.

El contexto para esto es un dispositivo de inyección que comprime el émbolo de una jeringa (configuración similar a esta bomba de jeringa de fuente abierta ). La actuación (inyección) debe realizarse con una fuerza precisa y repetible. No estoy tratando de controlar la velocidad del movimiento lineal, solo la fuerza que lo impulsa. La fuerza lineal determina la velocidad (flujo) de la inyección en función de la dinámica del fluido de la solución de fármaco. Por ejemplo, a una fuerza lineal constante, un medicamento de mayor viscosidad se inyectará a una velocidad más lenta que un medicamento de menor viscosidad.

Me gustaría poder generar diferentes fuerzas lineales de un solo motor para lograr diferentes velocidades de inyección. Sé que un motor paso a paso no puede lograr esto, ya que solo funciona con el par máximo. ¿Puede un servomotor lograr esto?

Además, ¿es posible establecer con precisión la salida de fuerza (por ejemplo, el programa uno = 4 N; el programa dos = 10 N)?

    
pregunta APD

1 respuesta

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Puede utilizar un actuador lineal basado en la posición como un paso a paso y una rosca de tornillo.
Ya sea un paso a paso o un servo, probablemente actuará como un dispositivo de control de posición, eso es lo que hacen los actuadores lineales.

1) Si desea controlar la fuerza, mida la fuerza con un sensor de fuerza (celda de carga).

2) Haga un circuito de control para controlar la fuerza cambiando la posición del actuador.

3) Debido a que el actuador lineal se moverá rápido y la presión / fuerza aumentará repentinamente con un pequeño movimiento, coloque un resorte en serie con el actuador y la celda de carga.

El resorte hará que el sistema sea "blando", de lo contrario obtendrá grandes variaciones de presión cuando el actuador comience a moverse. Aquí hay un gráfico.

Sin un resorte, el gráfico de posición-fuerza es cero, hasta que el actuador golpea la parte posterior de la jeringa y luego se eleva muy rápido. Con el resorte habrá una región lineal, la longitud del resorte, antes de que la fuerza avance hasta el infinito.

En la región lineal, la fuerza será aproximadamente proporcional a la posición, con un desplazamiento creciente a medida que el fluido se drena.

La longitud del resorte requerido depende de la velocidad y la precisión del lazo de control. Además, demasiado tiempo hará difícil que el stepper descargue el resorte si las condiciones de flujo cambian, por ejemplo.

El resorte también le proporciona una forma fácil de medir la fuerza: solo mida la compresión del resorte. Una celda de carga también hace esto, pero con un resorte muy rígido para que no se doble demasiado.

    
respondido por el tomnexus

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