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9种不同类型的执行器在物联网(IoT)中 物联网(IoT)中有多种不同类型的执行器。以下是其中的九种: 电动执行器:这种执行器使用电力来产生机械运动。 液压执行器:这种执行器使用液体力学原理来产生力和运动。 气动执行器:这种执行器使用压缩空气来产生力和运动。 线性执行器:这种执行器可以沿直线方向移动,并用于控制开关、阀门和门的位置。 旋转执行器:这种执行器可以旋转,并用于控制阀门、门和机器人的位置。 步进执行器:这种执行器可以按照指定的步长移动,并用于控制精确位置和运动。 直流电机:这种执行器使用直流电力来产生力和运动。 声音执行器:这种执行器使用声音波来产生声音和振动。 电磁执行器:这种执行器使用电磁力来产生力和运动。

执行器在物联网(iot)中非常重要,因为它们使运动成为可能。它们将电信号转换为运动,使物联网设备能够与现实世界互动。

我们将介绍在物联网应用中使用的9种不同类型的执行器。从电动马达到形状记忆合金等每种执行器都有自己的特点和应用。了解这些类型的执行器将帮助您理解它们如何使物联网设备能够完成不同的任务,如控制机器人。

以下是我们将介绍的不同类型的执行器的列表。

  • 电动马达
  • 伺服马达
  • 电磁铁
  • 步进电机
  • 直线执行器
  • 气动执行器
  • 液压执行器
  • 压电执行器
  • 形状记忆合金(sma)

让我们逐一介绍每种执行器。

电动马达

电动马达是物联网中重要的执行器类型。它们为许多设备提供动力,使它们能够移动和执行任务。这些马达将电能转化为机械运动,为物联网设备提供动力。

电动马达在物联网中非常重要,因为它们为多个应用程序提供驱动力。机器人、无人机和家庭自动化系统都使用它们。由于其能够产生运动,电动马达使物联网设备能够执行任务。

电动马达通过将电能转化为机械运动来实现运动。

©evannovostro/shutterstock.com

应用和示例

我们在物联网中使用电动马达在各种设备中。在机器人技术中,电动马达起到肌肉的作用,使机器人能够移动并与周围世界进行交互。电动马达为机械臂建造物品或自动吸尘器在家庭中进行探索提供了必要的运动。

例如,无人机依靠电动马达进行推进和稳定。由于这些马达,无人机可以悬停并执行空中动作。它们提高了这些无人机的敏捷性和控制性。这使我们能够将它们用于航空摄影、包裹递送和监视。

此外,电动马达是家庭自动化系统的重要组成部分。它们为自动窗帘、智能锁和车库门开启器提供动力。这使生活变得更加轻松和安全。电动马达让我们能够实时控制和调整这些设备。

伺服马达

伺服马达是在物联网领域中最令人兴奋的执行器类型之一。这些马达具有与其他执行器不同的特性。

伺服马达在控制位置和速度方面表现出色。它们的设计使它们能够移动到特定的角度或位置。这可以实现精确和受控的运动。伺服马达可以做到这一点,并帮助物联网设备非常准确地完成任务。

伺服马达由马达、反馈传感器和控制系统组成。反馈传感器监测马达的位置。然后,它即时向控制系统提供反馈。这种反馈循环确保马达移动到确切的位置。

伺服马达控制位置和速度。

©darkdiamond67/shutterstock.com

用例和优势

伺服电机具有精确的控制能力。您将在各种物联网设备中使用它们。以下是一些伺服电机的常见用途和优势。

机器人技术

伺服电机是机器人系统的重要组成部分。它们可以实现机器人肢体、夹持器和关节的精确同步运动。伺服电机提高了机器人的准确性和技能。

遥控系统

伺服电机被用于遥控系统中,包括遥控汽车、无人机和机械臂。它们使消费者能够对设备的运动和定位进行非常精确的控制。

摄像系统

伺服电机是摄像机云台机构的重要组成部分。它们为物联网设备提供平滑和准确的运动控制。它们使基于物联网的监控系统能够追踪物品或人员。

智能家居自动化

伺服电机被用于智能家居产品,如电动窗帘和遮阳帘。它们使得开关变得简单。这使您能够精确控制自然照明和隐私。

工业自动化

伺服电机有助于管理工业自动化系统中的精度。其中一些系统包括输送带、机器人装配线和数控机床。它们确保正确的零部件对齐和移动,提高效率和生产力。

伺服电机非常出色,因为它们能够精确定位、快速响应,并且功耗非常低。它们的灵活性和精细控制使得在需要准确性和可靠性时它们非常重要。

电磁铁

电磁铁是我们在物联网行业中使用的一种有趣的执行器类型。它们是将电能转换为线性运动的简单而有效的设备。它们是绕在圆柱形芯上的线圈。当电流通过线圈时,会产生与芯相互作用的磁场。

这种相互作用使得芯线性移动,吸引或排斥它。根据其预期用途,电磁铁可以设计为不同的配置,如推拉类型。

电磁铁用于产生线性运动。

©yuthtana artkla/shutterstock.com

示例

我们在各种物联网设备中使用电磁铁,它们的线性运动能力至关重要。以下是一些例子。

门锁

智能门锁使用电磁铁提供安全的锁定和解锁机制。当被激活时,电磁铁会拉动或推动一根插销,从而方便我们进行访问控制。

阀门和流体控制

电磁铁是物联网系统的重要组成部分,可以对流体流量进行精确控制。它们被用于灌溉系统、智能水龙头和工业自动化中的阀门开关。

汽车应用

电磁铁被用于各种汽车物联网应用中。它们可以在自动门锁、燃油喷射器和变速控制系统中找到。

医疗设备

医疗设备如输液泵使用电磁铁。它们确保液体的准确和可控输送,这对于为患者提供适当的护理至关重要。

激活机构

电磁铁可以用于激活物联网设备中的机构。例如,它们可以用于打开门闩、展开可收缩天线或激活机械开关。

步进电机

步进电机是物联网领域中应该了解的特殊执行器。让我们看看它们的独特之处。

步进电机用于精确的位置和旋转控制。与其他类型的电机不同,它们可以以小的增量移动。这使得它们能够进行精确的定位和控制。这使得它们成为需要精确运动的应用程序的理想选择。

步进电机由多个电磁铁按照特定的模式排列而成。通过按照特定的顺序激励这些电磁铁,电机以小的增量旋转,从一个步骤移动到下一个步骤。这种对运动的精确控制使得物联网系统中的精确定位和同步成为可能。

步进电机用于精确的位置和旋转控制。

©darkdiamond67/shutterstock.com

物联网应用

步进电机在各种物联网应用中广泛应用,其中精确定位至关重要。以下是几个例子。

3d打印

步进电机在3d打印机中起着至关重要的作用。它们控制打印头的移动和打印床的定位。它们能够以小的增量移动,从而实现精确的逐层堆积,从而产生准确且详细的打印品。

cnc机床

步进电机在数控设备中对切削工具的移动提供精确的控制。通过确保精确的定位和平稳的运动,它们有助于加工过程的高精度和易于重复。

摄像机系统

在摄像机系统中,我们在电动变焦镜头和自动对焦机构中使用步进电机。这些电机可以实现精确的焦距变化,并具有更精细的控制,从而产生对焦清晰的照片。

定位系统

步进电机在需要精确定位的物联网系统中使用。这可以是实验室设备的电动阶段、机械臂和望远镜。它们提供了精确的运动和精细的控制,从而实现各种科学和工业任务。

时钟和计时器

步进电机用于物联网设备,如时钟和计时器,其中我们需要准确的计时和运动。它们的精确步骤确保精确的时间记录和时钟指针的平稳移动。

线性执行器

线性执行器是产生直线运动的装置。物体可以沿着直线路径移动。它们将多种能源,如电能或液压能,转化为直线位移。这对于许多物联网应用程序中要求精确直线运动的需求至关重要。

线性执行器有多种配置,包括电动、液压和气动执行器。我们在许多物联网设备和系统中使用它们来产生推动、拖动或滑动物体沿直线路径的所需力量。

线性执行器产生直线运动。

©pixel b/shutterstock.com

用例和好处

家庭自动化

线性执行器用于控制智能家居中的电动门、窗户和可调家具。它们能够实现精确而平滑的运动,使我们能够自动定位物体。

医疗设备

线性执行器广泛应用于医疗设备,包括医院床和护理升降器。它们可以让护理人员改变病人的姿势,确保舒适和安全。

工业机器人

我们在工业机器人中使用线性执行器来移动和操作物品。它们在制造流水线、输送系统和机械臂中执行精确的工作和处理材料。

车辆系统

我们在各种物联网汽车系统中使用线性执行器。它们可以实现座椅自动调节、敞篷车顶机构以及自动开关尾门等功能。

农业自动化

我们在农业自动化物联网应用中使用线性执行器。例如自动灌溉系统、温室通风口和农业机械控制。它们可以确保对关键农业过程进行精确定位和控制。

线性执行器的优点包括能够提供精确的直线运动、可配置的速度和力量以及与物联网系统的简单集成。由于其适应性和可靠性,它们在各种物联网应用中产生调节的线性运动至关重要。

气动执行器

气动执行器是物联网领域中起重要作用的有趣执行器。让我们看看它们是如何工作以及它们如何依赖压缩空气或气体。

气动执行器利用压缩空气或气体的能量产生机械运动。它们将储存的能量转化为直线或旋转运动,从而在物联网设备和系统中实现各种功能。

气动执行器通过控制释放压缩空气或气体进入腔室来运行。这种压力释放产生的力量导致执行器的内部组件移动。

气动执行器有多种类型,包括气缸和旋转执行器。我们在需要速度、力量和简单性的应用中使用它们。

气动执行器通过使用压缩空气或气体产生机械运动

©sandiwild/shutterstock.com

物联网应用举例

自动化制造

在自动化工业过程中,广泛使用气动执行器。它们为气动机器人、输送系统和拾取放置机构提供动力。这使操作更加高效和准确。

暖通空调系统

我们还使用气动执行器来调节暖通空调系统中的阀门和风门的开闭。它们可以控制建筑物中的空气流动和温度。

过程控制

在物联网系统中,气动执行器用于过程控制,例如管理管道中流体的流动或工业环境中阀门的运行。它们能够在各种工业操作中实现精确可靠的控制。

医疗设备

气动执行器广泛应用于医疗设备中。例如病床、压缩设备和辅助行动系统。它们可以实现受控的移动和调节,提高病人的舒适度和护理质量。

汽车应用

基于物联网的汽车系统使用气动执行器进行主动控制和调节。这些执行器在确保车辆的平稳运行和安全性方面起着至关重要的作用。它们有助于车辆的平稳和响应性运行。

液压执行器

液压执行器利用压力流体(通常是油或液压流体)的动力来产生机械运动。这些类型的执行器将压力流体中储存的能量转化为线性或旋转运动,从而实现物联网设备和系统的各种活动。

液压执行器的运行原理是通过控制压力流体进入腔室。这种压力流体对执行器的内部组件施加力,从而引起机械运动的发生。

液压执行器以其高输出力和精密运动控制而闻名。它们通常用于需要移动或操纵大负荷或高力的应用中。

液压执行器使用压力流体(通常是油或液压流体)来实现机械运动。

©ratmaner/shutterstock.com

应用和优势

重型机械

它们经常用于重型机械,如挖掘机、起重机和建筑设备。它们提供必要的力量,以便轻松而精确地提起、移动和处理大型物品。

航空航天

液压执行器在航空航天行业中起着重要作用。它们提供对飞行控制设备的精确控制,确保飞机的安全和效率。

物料搬运

我们还在搬运系统(如输送带、自动化存储和检索系统(asrs)和叉车)中使用它们。它们使得物品在仓库和分销设施中能够平稳高效地移动。

能源发电

人们在液压涡轮机和波能转换器中使用液压执行器。它们将流体压力转化为驱动发电机构的机械运动。

车辆悬架

我们还在车辆悬架系统中使用液压执行器,以提高乘坐舒适性和稳定性。它们使我们能够调整悬挂部件并对道路状况和驾驶动力学做出反应。

液压执行器具有多个优势。包括高输出力、精确控制、耐用性和适用于重型应用的适应性。它们依赖于压力流体。这使得它们非常适合需要强大而可靠的运动控制的系统。

压电执行器

压电执行器利用一些材料在电场作用下具有的独特性质来产生机械运动。我们称之为压电效应。它使得压电执行器能够将电能转化为精确的机械位移。

当压电材料暴露在电场中时,它会扩展或收缩。这种扩展或收缩引起执行器中的机械运动,从而实现对运动的精确控制。

压电执行器具有很高的响应性和精确性,非常适合需要精确定位或振动控制的应用。

压电执行器将电能转化为精确的机械位移。

©ratmaner/shutterstock.com

物联网应用

纳米定位系统

我们在需要高精度的纳米定位系统中使用压电执行器。例如原子力显微镜(afm)和扫描探针显微镜(spm)。它们使得扫描探针能够精确移动,实现纳米级别的详细成像和操纵。

超声波设备

压电执行器也被用于超声波清洁、雾化和医学成像系统中。它们能够产生超声振动,用于清除污垢、生成细雾或产生用于医学诊断的声波。

光学系统

压电执行器是自适应光学和变焦镜头等光学系统的重要组件。它们可以微妙地修改光学元件的位置,纠正环境条件并提高图像质量。

微流控

我们还在微流控系统中使用压电执行器来精确调节流体流动和操纵液滴。它们可以产生声波,驱动流体流动,并实现准确的混合、分选和液滴喷射。

能量收集

压电执行器可以用于物联网设备中的能量收集。利用压电材料,振动或运动产生的机械应变可以转化为电能,为小型传感器或低能耗设备供电。

形状记忆合金(smas)

形状记忆合金(smas)是具有形状记忆效应的金属合金。这意味着它们可以“记住”它们的初始形状,并在满足某些条件(如温度或应力)时,在变形时恢复到初始形状。

形状记忆合金通过两种不同晶体结构之间的相变来实现其形状记忆效应。当我们加热或施加外力时,形状记忆合金经历可逆的变形,从而改变其形状。

形状记忆合金以其在形状恢复过程中施加巨大应力的能力而闻名。这使得它们非常适合物联网系统中的驱动装置,要求准确和响应迅速的运动。

形状记忆合金(sma)是具有形状记忆效应的金属合金。

©oil and gas photographer/shutterstock.com

物联网设备的例子

智能阀门

采用形状记忆合金的智能阀门被应用在流量控制领域。由于形状记忆效应,形状记忆合金驱动器能够在温度变化或特定条件下打开或关闭阀门,实现自动流体流动管理。

微定位系统

我们在微定位系统中使用形状记忆合金,以实现小型设备的精确定位。微尺度应用,如微型机器人、医疗设备和微电机系统(mems),受益于其精确的放置。

医疗设备

形状记忆合金也广泛应用于各种医疗设备,包括支架和正畸矫治器。由于形状记忆合金可以根据温度或应力变化改变形状,因此可以实现微创治疗方法和个性化治疗。

能量收集

形状记忆合金可以用于物联网设备中的能量收集。形状记忆合金驱动可以将机械应变或振动转化为电能,然后用于为小型传感器或低功耗设备供电。

触觉反馈

在触觉反馈系统中,我们使用它们来在虚拟现实(vr)或增强现实(ar)环境中传递触觉感觉。形状记忆效应使得产生振动或变形成为可能,从而增强沉浸式体验。

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