第2部：電動線性推桿的關鍵組件

歡迎來到我們電動推桿白皮書六部曲的第二部，此篇主題會聚焦於電動線性推桿的構成組件和各組件的基本介紹，以及選擇電動推桿系統時的重要考量因素。

如果您錯過了第一部分《什麼是電動線性推桿？定義與類型解析》，建議您先閱讀該部分。在第一部分中，我們介紹了電動線性推桿的基礎知識，包括其工作原理、各種類型，以及選擇適合您需求的電動推桿技巧。在深入探討細節的第二部分之前，這些基礎內容不可錯過。

電動線性推桿是一種機電裝置，能將電能轉換為直線運動，並在醫療、工業自動化及家居自動化等多個行業中扮演關鍵角色。要真正理解這些系統的運作，深入了解其組件至關重要。本篇文章將重點介紹電動推桿的關鍵組件、它們的功能，以及這些組件如何影響電動推桿的整體性能。 

了解電動線性推桿組件的好處

優化系統設計

深入了解電動推桿的組件有助於工程師和設計師為特定應用選擇最合適的推桿。了解像是馬達、主軸和反饋感測器等組件的優勢、限制和相容性，能確保電動推桿有效滿足操作需求。

成本效益

熟悉電動推桿的結構與組件有助於設計更高效的系統，進而實現長期的成本節約。適當選擇的組件能降低故障發生的可能性，同時延長電動推桿的使用壽命。

客製化潛力

對電動推桿的結構組件有詳細了解，可為獨特的應用需求提供量身定制的解決方案。無論是整合特定類型的反饋感測器以實現精確控制，或是設計緊湊型外殼以適應有限空間，客製化設計都能確保電動推桿無縫融入系統。

這種靈活性在機器人技術或醫療設備等行業尤為重要，因為這些領域對精準度和適應能力的要求極高。透過了解組件功能，製造商可以與執行器供應商合作，開發出量身定制的解決方案，最大化性能與可靠性，從而滿足行業的特殊需求。

電動線性推桿的關鍵組件及其功能

A.上端

U型鉤為一U型金屬件，兩端有洞可穿過運作的固定器材、針插或螺栓。U型鉤附加於前及後推桿上，可安裝於應用處。TiMOTION(第一傳動)的附加物樣式，包括：圓形、U形（有溝槽）或有穿孔。TiMOTION(第一傳動)可客製器材以達到最適合的應用。

B.外管

亦稱為覆蓋管，此擠壓鋁製管可保護線性推桿外部並覆蓋所有推桿的內部配件。

C.內管 

亦稱為延伸管、驅動管、轉換管或活塞，內管通常由鋁或不鏽鋼製成。縮回時，內管位於軸心所在之處。此管附加於螺蚊驅動核心，於核心沿著旋轉軸心移動時延伸及縮回。

D.螺桿

螺桿亦稱為導螺桿、旋轉螺絲或升降螺絲，為長型、直桿可在機器或工具中轉換。線性推桿部分旋轉、延伸或縮回核心／內管，可以產生線性移動。我們的鋼製螺桿可確保耐用性及強度。螺桿可穿過各種負荷和速度性能不同的路徑。額外的細節會在另一部分中說明。

E.防衝擋片

位於軸心尾端的防衝擋片，其功能為避免內管過度延伸。

F.防擺環

防擺環為一密封配件，附加於外管尾端，可避免灰塵及液體進入推桿軸心區域造成汙染。另可確保內外之間適當密封，進而影響電動推桿的IP等級。TiMOTION(第一傳動)的電動直線推桿可根據應用環境需求提供所需的防水等級: IP54、IP66、IP67、IP68及IP69K。

G.螺母

螺母可作為梯形或滾珠螺桿，附加於內管並沿著軸心移動。螺母是可延伸或縮回內管的配件。由金屬或塑膠製成，有時鎖定以避免內管旋轉。

H.極限開關

極限開關可利用電動切割馬達電流，完全控制延伸及縮回的內管位置。這些開關可避免推桿過度延伸或過度縮回。除了切割電流，極限開關也可用作信號發送器材。

I.齒輪

齒輪由鋼或塑膠製成，與其他齒輪嚙合以改變驅動機械作用速度（例如：車輛引擎）、及驅動部分速度（車輪）之間的關係。齒輪連接至動力來源，例如：馬達稱為「驅動齒輪」。 依據應用，TiMOTION(第一傳動)有不同的齒輪選擇，例如：螺紋齒輪或正齒輪。

J.馬達外殼

馬達外殼可裝下所有齒輪馬達的內部件，不會暴露於外部傷害。TiMOTION(第一傳動)馬達外殼一般由高品質的塑膠製成。

K.直流馬達

直流馬達是電動直線推桿的所有電力來源。有多種類型的馬達，但TiMOTION(第一傳動)使用有刷直流馬達，由多種元件組成：

• 定子

馬達固定的內部部分，包括馬達箱、2個永久性磁鐵及馬達蓋。定子會在轉子周圍產生固定的磁場。

• 轉子

轉子亦稱為電樞，為可旋轉馬達的內部部分。主要包括矽鋼板、馬達軸、轉向器及銅繞線。

• 轉向器

轉向器為附加於馬達軸上的一組薄板。薄板可連接電磁鐵的線圈。轉向器用於將馬達的極性轉向，對於維持馬達旋轉不失去轉矩來說是必要。

• 碳刷

碳刷利用滑動摩擦將馬達中的電流，從定子發送至轉子。

• 馬達軸心

馬達軸心將齒輪馬達連接至DC馬達上定子的底部。

註：交流電馬達 (AC Motors) 也是TiMOTION製造的選項。可選擇此種馬達，可見於MA1 型號。

L.輸出／回饋感應器

輸出（或回饋）感應器用於傳達推桿的衝程位置。給予的回饋傳送至控制盒MCU（微控制器）。與高度功能有關的應用時，需要具有位置回饋的線性推桿，例如：同步及記憶定位。輸出感應器選擇包括：

• 霍爾效應感應器

霍爾效應感應器輸出的信號，是器材周圍磁場密度的功能。當感應器的磁通量密度超過事先設定的臨界點（設定於MCU），感應器會偵測到並產生輸出電壓，稱之為霍爾電壓。具有位置回饋的線性推桿是很重要，其可信賴性和準確性正是霍爾感應器提供。

• 可變電阻器(POT)

可變電阻器包括有防擺環／滑桿和2個尾端連接器，以改變電動信號輸出。線性推桿導螺桿（軸心）轉動時，防擺環／滑桿和2個尾端連接器之間的阻力將會改變。每個阻抗值會對應至推桿衝程的位置。

• 磁簧開關

磁簧開關為磁定位感應器。此為由應用之磁場操作的電開關，包括密封玻璃封套中黑色金屬簧片上的一組接觸器。接觸器一般為開啟狀態，但在磁場出現的時候會關閉（關閉電路及切斷推桿動力）。

針對特定應用環境的電動推桿組件配置

醫療應用

在醫療領域，電動執行器的組件必須滿足嚴格的衛生與精確性要求。具備高防水性能的設計，可抵抗消毒化學品的侵蝕並保持清潔。內建的反饋感測器可實現精確調整，適用於病床和手術台等應用，確保病患的舒適與安全。此外，醫療設備中的電動執行器通常採用靜音設計，以減少在敏感環境中的噪音影響。

工業自動化

工業環境需要能承受巨大力量及惡劣條件的高耐用性執行器組件。高強度鋼製主軸、堅固的馬達外殼及先進的密封解決方案，能有效防止灰塵、濕氣及極端溫度的損害。反饋感測器則能提供即時數據，用於監測和控制輸送帶、機器人手臂等機械設備的運作。在這些應用場景中，執行器的耐用性與可靠性至關重要，因為它們需要在重負載與高頻循環的條件下穩定運行。

電動線性推桿的測試標準

電動推桿需經過全面的測試，以確保其在性能、可靠性及安全性方面符合嚴格的行業標準。這些測試旨在驗證執行器在不同應用場景及操作條件下的功能性。

性能測試

電動推桿會在不同的環境及操作場景中，針對負載能力、運行速度及精度進行評估。這些測試可確認執行器是否能穩定達到其規範的性能要求，並在不影響功能性的前提下持續運作。

可靠性測試

壓力測試模擬長期使用情境，評估包括馬達、齒輪及主軸等關鍵元件的磨損情況。這些測試確保電動推桿的耐用性，並減少維護需求，使其適合長期應用。

安全測試

安全測試著重於檢查關鍵功能，例如過載保護、限位開關的正確操作，以及是否符合 IP 防護等級（針對防水、防塵及其他污染物的抵抗能力）。這些評估對於醫療、工業自動化及其他高可靠性與安全性要求的應用環境尤為重要。

了解電動線性推桿的組件是優化應用的第一步。我們希望這篇文章能幫助您對電動線性電動推桿建立更深入的理解與基礎。接下來，我們將介紹電動線性推桿的安全功能選項。

TiMOTION(第一傳動) 提供高品質客製化的電動線性推桿解決方案，以滿足多元需求。無論您需要的是精確度、耐用性，還是先進的反饋系統，TiMOTION 都有豐富的專業知識為您提供支持。

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常見問題 (FAQ)

Q1：反饋感測器在電動推桿中扮演什麼角色？

A：反饋感測器提供有關執行器行程位置的重要數據，確保精確控制。它們在需要同步或記憶定位的應用中尤為實用。

Q2：防擺環如何提升執行器的耐用性？

A：防擺環密封主軸區域，防止污染物進入，確保運行順暢。防擺環的設計還決定電動推桿的 IP 防護等級，這對於應用於惡劣環境中的設備至關重要。

Q3：為什麼極限開關是必不可少的？

A：極限開關能防止電動推桿過度伸展或縮回，保護電動推桿及應用系統。此外，它們還可向控制系統發送信號，進一步提升自動化功能。