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Thema: Linearer Aktuator gesucht - Hub 0-1mm analog, Frequenz ~1kHz

  1. #1
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Linearer Aktuator gesucht - Hub 0-1mm analog, Frequenz ~1kHz

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    Hallo zusammen,

    nach viereinhalb Jahren stiller Mitgliedschaft ist es so langsam mal Zeit für einen ersten Beitrag. Und zwar Suche ich nach einem Bauteil, mit dem ich einen kleinen Balken sehr stabil auf- und abbewegen kann, ohne Verkippen oder Torsion. Vielleicht lässt es sich am ehesten anhand eines Lautsprechers erklären:



    Stellt euch vor, man würde auf der "Abdeckkappe" ein Streichholz quer, also liegend, aufkleben. Wenn der Lautsprecher jetzt arbeitet, vibriert das Streichholz auf und ab. Also genau so etwas Suche ich, nur ohne den Lautsprecher drumherum. Ich will ja keine Luft schieben, sondern nur meinen kleinen Balken (sagen wir mal, in der Größe eines Streichholzes) mit einem Hub von bis zu 1mm und Frequenzen um 1kHz auf- und abbewegen. Schneller ist natürlich besser :)

    Der zugrundeliegende Mechanismus ist relativ egal (Piezo oder elektrodynamisch). Leider kann ich nicht einfach einen Lautsprecher zerlegen, denn ohne Membran und Spinne ist ja die komplette Stabilität dahin (schon ausprobiert). Es darf absolut nichts kippeln oder drehen, nur auf und ab ist erlaubt. Es gibt zwar schnelle Piezoaktuatoren mit solch großem Hub, aber die gehen, so weit ich gesehen habe, leider erst bei 1k€ los. Mein Budget ist maximal 200€ für 2 Stück.

    Kann mir irgendwer weiterhelfen? Bin dankbar für Tipps jeglicher Art ("Vergiss es" zählt aber nicht :)).

    Gruß,
    Matthias

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Als erstes fällt mir da spontan eine Art Hubmagnet ein. Wenn der bewegliche Kern in einer Kunststoff Buchse sauber geführt wird sollte auch nichts kippeln. Am Besten einen langen dünnen Kern mit passender Spule, dann ist die Führung noch besser.

    Gruß Richard

  3. #3
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Ein Plattenarm hätte schon einmal eine bessere Aufhängung als der Lautsprecher.
    Ich gehe dabei mal davon aus dass so ein Teil bei der großen Neubeschaffung größerer Platten fast überall übrg ist.
    Die Lagerung und Führung ist ja immer dabei, das Streichholz wäre dann am Plattenarm angeklebt.

    Vielleicht ist es für die weiteren Überlegungen auch interessant, wie groß der Mechanismus sein darf der sich mitbewegt. Ein Glockenankermotor mit einem Hebel an der Welle wäre eine ähnliche Konstruktion, immerhin auch leicht, 1mm bei 1kHz ist aber auch schon eine ganze Menge.

  4. #4
    Gast
    Hallo ihr zwei,

    und vielen Dank für die ersten Meinungen.
    Zitat Zitat von Richard
    Als erstes fällt mir da spontan eine Art Hubmagnet ein. Wenn der bewegliche Kern in einer Kunststoff Buchse sauber geführt wird sollte auch nichts kippeln. Am Besten einen langen dünnen Kern mit passender Spule, dann ist die Führung noch besser.
    Ungefähr so etwas hatte ich mir vorgestellt. Der Kern sollte wahrscheinlich auch nicht gerade runden Querschnitt haben (sonst könnte er sich ja beliebig drehen), und auch nicht allzu viel Masse besitzen. Gibt es sowas von der Stange? Ich habe Zugmagnete mit ms-schneller Response gefunden, aber die können ja meist nur an und aus bis zum jeweiligen Anschlag.

    Zitat Zitat von Manf
    Ein Plattenarm hätte schon einmal eine bessere Aufhängung als der Lautsprecher.
    Ich gehe dabei mal davon aus dass so ein Teil bei der großen Neubeschaffung größerer Platten fast überall übrg ist.
    Die Lagerung und Führung ist ja immer dabei, das Streichholz wäre dann am Plattenarm angeklebt.
    Klingt gut, aber als Nichtrobotiker muss ich doch mal nachfragen: was meinst du mit "Plattenarm"? Einen Plattenspielerarm, oder doch nur ein flaches Stück Federstahl?

    Zitat Zitat von Manf
    Vielleicht ist es für die weiteren Überlegungen auch interessant, wie groß der Mechanismus sein darf der sich mitbewegt. Ein Glockenankermotor mit einem Hebel an der Welle wäre eine ähnliche Konstruktion, immerhin auch leicht, 1mm bei 1kHz ist aber auch schon eine ganze Menge.
    Ich vergaß zu erwähnen, dass das Teil nachher nicht nur "Sinus" können soll. Ein analoger Eingang (Response praktisch wurscht, kann man ja alles rauskalibrieren) ist also absolut erforderlich.

    Gruß,
    Matthias

  5. #5
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Der letzte Beitrag stammt selbstverständlich von mir :)

  6. #6
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Ich meine schon so einen Aktuator mit Schreiblesekopfarm aus einer Festplatte.
    Ich nehme an, dass man soetwas leicht bekommt, schlimmstenfalls gegen Porto wenn man "hier" schreit.
    Allerdings ist die analoge Ansteuerung nicht linear. Es gibt den Armkörper mit seinem Trägheitsmoment der über den Spulenstrom beschleunigt wird.


  7. #7
    Super-Moderator Robotik Visionär Avatar von PicNick
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    Ich schliesse mich dem an, dass es unter den genannten Anforderungen darum geht, einen geeigneten und leistbaren "Voice-Coil-Motor" zu finden.

    Aber vielleicht verrätst du, was es werden soll ? Vielleicht hilft Querdenken nach anderen Lösungen, keine Ahnung.
    mfg robert
    Wer glaubt zu wissen, muß wissen, er glaubt.

  8. #8
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Da fällt mir gerade noch die Linse aus einem CD Laufwerk ein, die ist schon recht leicht, schnell und hat eine Brennweite, (falls das Streichholz noch so gestaltet werden soll, es hat ja sonst eher eine Brenndauer).

    Ich habe damit einmal eine optische Oberflächenabtastung ausprobiert bei der der von der Oberfläche reflektierte Lichtstrahl dann besonders hell ist wenn der Fokus gerade auf der Oberfläche liegt.
    Verschiebt man die Linse periodisch dann kann man an der Phasenlage von Linsenbewegung und Helligkeit den Zeitverlauf des Abstands - und beim Scannen das Oberflächenprofil messen.

  9. #9
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Festplattenlaufwerk
    Ah so! Ich dachte schon ans gute alte Grammophon ;-) Guter Tipp, das wäre mit ein bisschen Biegen vielleicht sogar machbar. Linear braucht die Sache nicht zu sein. Werde morgen mal unsere EDV-Leute fragen, was die an aussortierten Platten so herumfliegen haben.

    Zitat Zitat von PicNick
    Ich schliesse mich dem an, dass es unter den genannten Anforderungen darum geht, einen geeigneten und leistbaren "Voice-Coil-Motor" zu finden. Aber vielleicht verrätst du, was es werden soll ? Vielleicht hilft Querdenken nach anderen Lösungen, keine Ahnung.
    Ich will auf einer elastischen Membran (Gummifilm) Wellen anregen, die über ein Stereo-Audiosignal (keine Musik) vorgegeben werden. Die quadratische Membran soll an vier Seiten eingespannt sein: zwei fest, zwei beweglich (Aktuatoren). Wofür das Ganze einmal gut sein soll, darf ich leider noch nicht sagen :)

  10. #10
    Super-Moderator Lebende Robotik Legende Avatar von Manf
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    Dann habe ich wieder mal zu schnell geschrieben.
    Für ein Analogsignal erscheint mir der Plattenarm optimal, es wird nur in etwa ein analoges Differenzieren des Signals nötig sein.

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