第1部：什么是电动线性推杆？定义与类型解析

电动线性推杆是现代机械中不可或缺的组件，能将电能可靠地转化为直线运动。这种多功能的装置广泛应用于从工业自动化到家用电器的各种领域。在本白皮书系列中，我们将深入探讨电动线性执行器的基本概念、工作原理、类型，以及如何为特定应用选择合适的执行器。

什么是电动线性推杆？

电动线性推杆，又称做电动线性致动器或电动线性执行器，是一种机电装置，主要由马达、一组齿轮以及包含蜗杆与导管的运动机制构成。它透过驱动齿轮和蜗杆，将马达的旋转运动转化为直线运动。

与创造旋转运动的旋转执行器不同，电动线性推杆专为沿直线移动物体而设计。它们通常用于需要精确定位的应用场景，例如提升、降低、推动或拉动负载。

如果您希望了解更多关于电动推杆的组件，请继续阅读我们后续的白皮书系列。

电动线性推杆如何运作？

电动线性推杆的核心机制包括马达（通常是直流或交流马达）、螺杆和螺母。当马达旋转时，带动螺杆转动，进而使螺母沿着螺杆的轴线移动。这种运动转化为直线运动，用于线性推杆启窗户、调整病床或自动化工业流程等任务。

以下是其运作的逐步解析：

1. 电力输入：电动线性推杆从电源（如电池或直接电力供应）接收电能。
2. 马达启动：马达开始旋转，产生扭力。
3. 螺旋机制：马达的旋转带动螺纹螺杆运动，推动连接到负载的螺母移动。
4. 直线运动：螺母的移动产生直线运动，使执行器能推动、拉动或提升负载。

现代电动线性推杆通常配备高级功能，例如位置传感器、行程开关及反馈系统，以实现更高的控制精度和效率。因此，它们特别适合用于机器人、医疗设备等需要高精度操作的行业应用。

电动线性推杆的优点与缺点

1. 优点:

• 精准与控制：电动线性推杆提供准确且可重复的定位，非常适合自动化任务。
• 能源效率：相比液压或气压执行器，电动推杆在静态负载应用中消耗更少的能量。
• 低维护需求：由于零件较少且不涉及流体系统，因此维护需求极低。
• 多功能性：能适应各种环境，且易于程序化以实现复杂的运动模式。
• 安静运行：与液压和气压系统相比，电动线性推杆的运行更加安静。

2. 缺点:

• 力量限制：与液压系统相比，电动线性推杆的出力较小，因此不适用于重型任务。
• 依赖电力供应：稳定的电力来源是必须的，对于某些环境来说可能不够理想。

电动线性推杆的类型有哪些？

电动线性推杆有多种类型，以满足各种应用需求。包括线性推杆、升降立柱、齿轮马达等，每种都有其独特的特性与优势。以下为常见的电动线性推杆类型，它们可根据设备制造商的需求进行调整与应用。

1. 直齿推杆

马达直接与驱动轴心平行。一般来说，这些电动直线推杆类型为正齿轮或螺旋齿轮，具有更多齿轮比选择。平行驱动推杆可容许较大范围的负荷及速度。然而，具有正齿轮的平行驱动推杆操作时，较螺旋齿轮和螺纹齿轮驱动推杆大声。

2. 枪型推杆

马达设置与驱动轴垂直。一般来说，这类型的电动直线推杆为螺纹齿轮驱动。螺纹齿轮驱动马达的齿轮比选择较少。因此，其效能较正齿轮驱动马达为低，但操作时噪音也较小。螺纹齿轮驱动的主要优势为枪型推杆，包括增强的自我锁定能力。

3. 直线型推杆

电动直线型推杆有较长的缩回长度，但明显设计用于较小或小型的空间。直线型线性推杆一般由马达、齿轮传动配件、及驱动轴组成。操作时，通常会有较大的噪音。

4. 双马达

双马达线性推杆可达到双向移动、个别或同时进行。一般来说也是螺纹齿轮驱动马达，操作时噪音较小。这些品项单价较高，购买整个系统因为零件较少，因此较省钱。

5. 线性滑动推杆

此推杆类型不须使用外管，即可产生线性移动。利用塑料滑动机械作用可在推杆四处移动，附加于常见家具的骨架上（例如电动躺椅及沙发），

6. 齿轮马达

齿轮马达可达到节约及弹性的设计，可与各种外部轴配件搭配。小巧的设计一般为螺纹齿轮驱动，对于机械同步来说是极佳的选择。

7. 电动升降立柱

堤摩讯(TiMOTION)专门制造升降柱，适用于工业、医疗及人体工学领域。这些升降柱能实现高负载的垂直移动，同时保持高度稳定性。我们的工业及医疗用升降柱设计适用于如医疗病床、重症病患病床或可调高度的工业工作站，确保所有使用者的安全与舒适。

此外，我们还提供一系列符合 BIFMA 标准的人体工学升降柱，专为可调高度的办公空间设计。此系列提供多种颜色、形状与方向选择，并具备两段或三段式设计，满足多样化的需求。

电动线性推杆的应用领域有哪些？

电动线性推杆具有极高的灵活性，广泛应用于各行各业，包括以下领域：

• 家居自动化：为智能家具、自动窗户及可调式床提供动力，增强日常生活的舒适性与便利性。
• 医疗设备：应用于病床、病人升降器及手术台中，提供精确的定位，提升医疗环境中的病患护理质量。
• 工业自动化：驱动机器人手臂、输送带及组装线，确保制造流程中的效率与准确性。
• 汽车应用：用于车辆座椅、尾门及其他可调式组件，提升驾驶者与乘客的舒适性与功能性。
• 工作场所人体工学：为高度可调式桌子及坐站两用工作站提供支持，促进更佳的姿势，降低长时间坐姿带来的健康风险，并创造更具生产力的工作环境。

电动线性推杆的适应性使其在需要精确性、可靠性与自动化的场景中成为不可或缺的选择。其提升功能性并优化流程的能力，确保其在各行业中持续受到青睐。

如何选择合适的电动线性推杆?

选择适合的电动线性推杆对任何电气设备开发项目的成功至关重要。虽然电动推杆适用于广泛的应用场景，但每个项目都有其独特的需求。为了挑选出最适合的电动推杆，需要考虑多项关键因素，包括运行速度、负载能力、工作周期、空间限制以及操作环境等。

1. 定义应用目标

• 负载要求：

你需要确定电动线性推杆需要承受的最大负载，这会影响到推杆的效率和寿命。选择推杆时，确保它能在不超负荷的情况下稳定工作。

• 速度：

考虑电动线性推杆需要以多快的速度运行才能满足应用要求。速度会影响推杆的控制和精准度，特别是在对时间敏感的应用中。

• 工作周期：

考虑电动线性推杆的工作周期，即运作时间与休息时间的比例。确保推杆能够承受应用所需的操作频率，并且不会过热或过早磨损。

• 精度和准确性：

评估电动线性推杆运动所需的精度水平。在如机器人技术和航空航天等应用中，高精准度至关重要，因为即使是微小的偏差也可能带来重大影响。

2. 分析操作环境

• 环境条件：

评估电动线性推杆可能暴露的环境条件，例如温度、湿气、灰尘，以及可能的腐蚀性元素。这种评估有助于确定是否需要额外的特性，例如防水或耐腐蚀材质。

• 空间与安装选项：

考虑安装空间的尺寸，确保电动线性推杆能适配您的系统配置。像直列型电动执行器这样的紧凑设计，非常适合空间有限的应用场景。 

拥有超过15年的电动线性推杆系统制造经验，堤摩讯(TiMOTION)致力于支持各行各业的设备制造商进行产品开发项目。无论是工业、医疗、家居，还是专业家具领域，我们都提供完整的解决方案，并根据客户的特定需求客制化我们的装置，以实现优化的应用效果。

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常见问题解答 FAQ

Q1. 如何维护电动线性推杆？

A: 电动线性推杆的维护需求极低。定期检查机械部件是否有磨损、确保适当的润滑（如适用），并保持电气连接的清洁与稳固即可。

Q2. 电动线性推杆有哪些应用范例？

电动线性推杆在多个领域中发挥其多功能性，提升功能与自动化效率：

• 家居自动化：调整舒适型床铺与厨房抽油烟机。
• 医疗应用：用于病床、医疗椅、病患升降机等，改善病患护理与移动便利性。
• 人体工学应用：调整桌子高度，或用于屏幕及电视升降设备。
• 工业领域：在农业中驱动联合收割机、喷洒器、拖拉机等机械，并控制通风系统及太阳能遮阳系统，如凉亭与百叶窗，优化环境条件与能源使用。

Q3. 电动线性推杆是否节能？

A: 是的，电动线性推杆具有高能效，特别是在需要静态保持的位置应用中，它们在维持位置时几乎不耗电。

Q4. 电动线性推杆可以在户外环境中使用吗？

A: 可以，只要选用具有适当密封性与材料的电动执行器即可在户外运行。建议选择符合应用需求的 IP 防护等级的执行器。

→ 阅读更多关于电动线性执行器的 IP 防护等级

Q5. 电动线性推杆包含哪些安全功能？

A: 许多电动线性推杆内建限位开关、过载保护与位置传感器，增强了安全性与精确性。

→ 阅读更多关于电动线性推杆系统的安全功能选项