조정 가능한 침대를 위한 리니어 액추에이터: OEM 선택 가이드

선택 조절 가능한 침대용 리니어 액추에이터 는 시스템 설계 작업입니다. 올바른 선택은 얼마나 많은 침대 구역이 움직이는지, 각 링크가 액추에이터 이동을 구역 각도로 어떻게 변환하는지, 각 구역이 얼마나 많은 부하를 지니는지, 움직임 소음 수준, 제어 시스템이 여러 모터를 어떻게 조정하는지에 따라 달라집니다.

보다 넓은 응용 프로그램 선택 작업 흐름에 대해 알아보십시오. 선형 운동 응용 프로그램 안내서.

OEM 프로젝트의 경우, 가장 신뢰할 수 있는 순서는 먼저 동작 구역을 정의하고 두 번째로 구성요소를 선택하는 것입니다.

일반적인 편안한 침대 프레임에는 다음이 포함될 수 있습니다:

• 머리/등 올림;
• 무릎 또는 허벅지 올림;
• 선택적 발 구역;
• 선택적 목 또는 요추 구역;
• 더 복잡한 디자인에서는 전체 프레임 틸트 또는 높이 조절;
• 좌/우 분할 구역.

각 구역에는 자체 부하 사례, 스트로크, 속도, 사용률, 홀딩 요건, 장착 기하학, 제어 채널 및 검증 계획이 있어야 합니다.

동작 구역 선택 표

각 모션 영역은 구성 요소 선택 전에 하중 경로, 이동 거리, 포장, 속도, 의무 및 제어 요구 사항으로 지정되어야 한다.

이 표는 요구 사항 맵이며, 제품 권장 사항이 아니다. 모델 선택 전에 엔지니어링 팀이 각 영역의 필요를 정의하는 데 도움을 준다.

1단계: 모든 모션 영역 및 링크 정의

액추에이터는 사용자를 직접 이동시키지 않는다. 그것은 경첩 베드 섹션에 연결된 링크를 밀거나 당긴다.

이것은 필요한 액추에이터 힘이 다음에 따라 변경됨을 의미한다:

• 피벗 위치;
• 액추에이터 장착 지점;
• 링크 각도;
• 중심의 질량;
• 사용자 하중 분포;
• 매트리스 및 프레임 중량;
• 마찰;
• 가속도;
• 프레임 변형.

최악의 힘은 최대 섹션 각도보다는 덜 유리한 링크 각도에서 발생할 수 있다.

유용한 CAD 모델에는 다음이 포함되어야 한다:

• 모든 경첩 축;
• 액추에이터 장착 중심;
• 움직이는 섹션 질량;
• 예상 하중 분포;
• 최소 및 최대 섹션 위치;
• 프레임 간섭;
• 케이블 라우팅;
• 단단한 정지.

기하학을 고려하지 않고 단일 '하중 중량' 숫자에서 선택하지 마라.

2단계: 전체 모션에 걸쳐 힘 계산

힘은 스트로크의 여러 위치에서 확인해야 한다.

각 영역에 대해 다음을 문서화한다:

• 최대 동적 힘;
• 압력 및 풀 방향;
• 마찰 허용치;
• 설계 여유;
• 예상 비대칭 하중;
• 시작/정지 과도 현상;
• 기계 효율성.

링크가 한쪽 끝 근처에서 기계적으로 불리해지면, 최대 힘이 급격히 상승할 수 있다.

사용하세요 액추에이터 사이징 리소스 운동학적 기하학이 알려진 후. 계산기는 엔지니어링 프로세스를 지원해야 하며, 하중 경로 분석을 대체해서는 안 됩니다.

정격 작동 목표로 스톨 힘을 사용하는 것을 피하십시오.

높은 스톨 또는 정적 숫자는 권장되는 지속적인 작동 지점과 동일하지 않습니다.

설계는 다음을 위한 충분한 여유를 남겨야 합니다:

• 제조 공차;
• 노후화 및 마모;
• 마찰 변화;
• 매트리스 또는 액세서리 변화;
• 전압 강하;
• 온도.

최종 여유는 프로젝트 요구 사항의 일부로 문서화되어야 합니다.

3단계: 스트로크와 닫힌 기하학을 함께 맞추기

스트로크는 단지 하나의 치수입니다.

프레임은 다음도 수용해야 합니다:

• 축소된 구멍 간 거리;
• 하우징 폭;
• 모터/기어박스 공간;
• 클레비스 각도;
• 브래킷 두께;
• 커넥터 위치;
• 케이블 출구;
• 서비스 여유.

유사한 이동 거리는 매우 다른 닫힌 길이, 장착 센터 및 커넥터 여유를 요구할 수 있습니다.

유사한 이동 거리를 가진 두 개의 드라이브는 매우 다른 설치 공간을 가질 수 있습니다.

콤팩트 가구의 경우, 닫힌 길이는 힘보다 실현 가능성을 결정할 수 있습니다.

CAD에서 전체 이동을 확인하세요.

양 끝 위치에서 확인해야 할 사항:

• 하우징 간섭 없음;
• 브래킷 충돌 없음;
• 케이블 조임 없음;
• 클레비스 조인트에서 각도 초과 없음;
• 프레임 변형으로 인한 측면 하중 없음;
• 허용 오차 극단에서 바인딩 없음.

구동기는 주로 축 방향 하중을 견뎌야 합니다. 힌지와 프레임 구조는 측면 힘과 모멘트를 지탱해야 합니다.

4단계: 단일 드라이브, 이중 드라이브 또는 다중 존 아키텍처 선택

여러 일반 시스템 접근 방식이 있습니다.

존마다 하나의 드라이브

프레임 섹션이 강하고 잘 안내되며 설계 중심선에 가깝게 하중이 실린 경우, 단일 드라이브가 가장 간단한 구조입니다.

장점:
– 부품 수가 적음;
– 간단한 배선;
– 간단한 제어;
– 병렬 축 간 동기화 필요 없음.

위험:
– 구조가 넓거나 유연하면 프레임 비틀림;
– 하나의 장착 위치에서 더 큰 힘 집중.

통합 이중 드라이브 아키텍처

콤팩트 이중 드라이브 유닛은 하나의 패키지에서 두 개의 독립적인 침대-존 운동을 결합할 수 있습니다.

이것은 다음을 줄일 수 있습니다:
— 배선;
— 제어 박스 복잡성;
— 조립 수.

하지만 OEM은 여전히 다음을 정의해야 합니다:
— 각 출력이 제어하는 영역;
— 각 출력의 힘과 이동 거리;
— 제어 동작;
— 교체 전략;
— 케이블 경로;
— 액세서리 연결.

다양한 구역을 제거한 드라이브

추가 구역은 일반적으로 별도의 출력을 필요로 합니다.

하나 이상의 축이 동일한 이동 구조를 지원하는 경우, 다음을 정의해야 합니다:
— 채널 매핑;
— 각 축의 피드백;
— 허용되는 위치 불일치;
— 한 축에 결함이 발생했을 때 중지 동작;
— 재설정/홈 동작;
— 하중 분배.

두 개의 모터에 동일한 명령을 적용하는 것은 정렬이 유지되고 있음을 증명하지 않습니다. 쌍축 프로젝트에 대해서는 검토하십시오 다중 모터 동기화 별도의 엔지니어링 요구사항으로.

단계 5: 저소음을 시스템 요구사항으로 취급합니다.

드라이브는 벤치에서 조용하게 들릴 수 있지만 설치 후 소리가 커질 수 있습니다.

소음에 영향을 미치는 요소:

• 기어박스;
• 모터 속도;
• 스크류 전송;
• 브래킷 강성;
• 프레임 공진;
• 느슨한 패스너;
• 매트리스 지지;
• 케이블 접촉;
• 부하 불균형.

정의:
— 측정 거리;
— 대표 하중;
— 실내 조건;
— 모션 방향;
— 속도;
— 조립된 프레임 구성.

목표는 생산 의도 프레임에서 검증되어야 합니다.

단계 6: 작업 주기 및 열 동작 지정

편안한 가구는 보통 간헐적으로 움직이지만, OEM은 여전히 실제 사용 사례를 정의해야 합니다.

기록:

• 조정당 실행 시간;
• 시간당 조정 수;
• 예상 일일 사이클;
• 동시 구역 조합;
• 주변 온도;
• 갇힘 환기;
• 휴식 시간.

모터, 제어 전자 장치, 커넥터 및 전원 공급 장치 모두 열 시스템에 기여합니다.

몇 번의 성공적인 사이클을 수행하는 프로토타입은 라이프사이클 적합성에 대한 충분한 증거가 아닙니다.

단계 7: 유지 및 전원 차단 동작 정의

각 침대 구역은 전원이 제거될 때 발생하는 일에 대한 명확한 요구사항이 필요합니다.

가능한 설계 기대 사항은 다음과 같습니다:

• 선택한 위치를 유지합니다;
• 의도된 하중에서 백드라이브를 저항한다;
• 제어된 서비스 이동을 허용한다;
• 고장 후에도 기계적으로 안정적으로 유지된다.

증거 없이 전송 장치가 자동 잠금인 것으로 가정하지 마십시오.

프로젝트는 다음을 확인해야 한다:
– 무전원 유지;
– 미세 이동;
– 백드라이브 임계값;
– 사용 중인 경우 제동 동작;
– 전원이 돌아온 후 회복.

단계 8: 제어, 핸드셋 기능 및 프리셋을 동결한다.

제어 인터페이스는 액추에이터 선택의 일부이다.

가능한 요구 사항에는 다음이 포함됩니다:

• 구역당 한 버튼 쌍;
• 동시 다중 구역 명령;
• 메모리 프리셋;
• 잠금 기능;
• 유선 핸드셋;
• 무선 핸드셋;
• 지역 서비스 제어;
• 상태 피드백;
• 재설정 동작.

모션 구역, 채널 수, 프리셋, 피드백, 동기화 및 고장 동작은 하나의 제어 요건으로 동결되어야 한다.

이러한 기능은 제어 전자 장치가 요구하는 채널 수와 위치 피드백이 필요한지를 결정한다.

예를 들어, 반복 가능한 프리셋은 일반적으로 시간 기반 모터 작동보다 더 많은 것이 필요하다. 시스템은 정의된 방식으로 위치를 알아야 하거나 재구성해야 한다.

단계 9: 피드백 및 동기화가 필요한 시점 결정하기

피드백은 다음을 지원할 수 있다:

• 위치 메모리;
• 반복 가능한 정지;
• 동기화된 쌍의 움직임;
• 드리프트 감지;
• 진단;
• 고장 후 회복.

가능한 센서 유형에는 홀 효과 펄스, 전위차계 및 인코더가 포함된다.

중요한 요구 사항은 센서 이름만이 아니다. 정의해야 한다:

• 전기 인터페이스;
• 스케일링;
• 방향 규약;
• 기준 동작;
• 전원 손실 후 발생하는 일;
• 허용된 동기화 오류;
• 피드백이 누락될 때 반응.

단계 10: 동시 움직임을 위한 전력 크기 조정

전력 시스템은 허용된 가장 나쁜 구역 조합을 위해 크기가 조정되어야 한다.

포함해야 할 사항:

• 시동 전류;
• 정상 동작 전류;
• 피크/스톨 조건;
• 제어 전자 장치;
• 동시 모터 수;
• 케이블 전압 강하;
• 커넥터 전류 정격;
• 퓨즈/전류 제한 전략.

전력 시스템은 하나의 모터가 아니라 허용된 가장 나쁜 동시 움직임 조건에 맞춰 크기가 조정되어야 한다.

하나의 모터에 맞춰 크기가 조정된 공급은 두 개 이상의 구역이 함께 움직일 수 있는 경우에는 충분하지 않을 수 있다.

알려진 운동 구성 요소, 제어 장치 및 공급 후보가 있는 프로젝트의 경우, 다음을 사용하여 시스템 호환성 리소스 이들을 하나의 구성으로 검증하십시오.

11단계: 관절 프레임을 위한 하네스 설계

침대 프레임은 경첩과 교차바 주위를 이동하므로 케이블 설계가 기계 설계의 일부입니다.

확인:
– 굴곡 반지름;
– 스트레인 릴리프;
– 마모;
– 커넥터 고정;
– 장식용 스테이플 또는 날카로운 모서리;
– 이동 경첩 영역;
– 서비스 루프;
– 두 여행 극단에서의 케이블 길이.

케이블은 결코 기계적 이동 정지점이 되어서는 안 됩니다.

하네스 검증은 정적 경로 검토가 아닌 전체 관절 주기를 사용해야 합니다.

12단계: 물림, 방해 및 결함 동작 검토

이동하는 섹션은 다음 주변에 덫 영역을 생성할 수 있습니다:
– 경첩;
– 브래킷;
– 클레비스;
– 교차바;
– 프레임 모서리;
– 케이블 루프.

기계 레벨 설계는 다음을 정의해야 합니다:
– 방어 기하학;
– 하드 스톱;
– 명령 해제 동작;
– 적용 가능한 경우 전류/힘 모니터링;
– 방해 응답;
– 결함 후 복구.

장식용 재료를 안전 장치로 취급하지 마십시오.

OEM 검증 체크리스트

생산 출시 전에 전체 침대 운동 시스템을 검증합니다.

기계적

• 전체 스트로크 간섭 검사;
• 최악의 링크 위치에서의 힘;
• 브래킷 및 프레임 강 stiffness;
• 측면 하중 제어;
• 비대칭 하중 동작;
• 장착 패스너 고정.

운동 품질

• 부하 속도;
• 가속도/감속도;
• 소음;
• 반복성;
• 정지 동작;
• 비전원 홀딩.

제어

• 모든 영역을 독립적으로;
• 모든 허용된 동시 영역 조합;
• 사용하는 경우 미리 설정;
• 피드백 보정;
• 사용하는 경우 동기화;
• 결함/재설정 동작;
• 정지 명령 동작.

전기

• 시동 전류;
• 운전 전류;
• 최악의 동시 전류;
• 가장 먼 모터의 공급 전압;
• 커넥터 가열;
• 퓨즈/전류 제한 동작.

하네스

• 굽힘 주기 테스트;
• 물림/마모 검사;
• 커넥터 고정;
• 전체 관절 경로.

열 및 수명

• 대표 하중에서의 듀티 사이클 테스트;
• 최악의 환경 조건;
• 반복 주기 테스트;
• 주기 후 소음;
• 백래시;
• 홀딩;
• 케이블 상태.

검증에 사용된 정확한 하드웨어, 펌웨어, 하니스 및 매개변수 수정 사항은 기록해야 합니다.

요구 사항에서 상업적 솔루션으로 이동하는 방법

엔지니어링 시트가 완료되면 프로젝트는 다음 단계로 이동할 수 있습니다. 조정 가능한 침대 산업 솔루션 상업적 소유권을 이 선택 기사에 혼합하지 않고.

프로젝트에 이미 프레임 도면, 하중 사례, 스트로크 목표, 모터 영역 맵 및 제어 요구 사항이 있는 경우 이를 전송하십시오. ServoCylMotion 연락처 프로젝트 특정 검토를 위해.

자주 묻는 질문

각 침대 동작 영역을 별도로 크기를 조정해야 합니까?

예. 머리, 다리, 기울기, 높이 및 기타 영역은 서로 다른 하중, 레버리지, 스트로크, 속도 및 의무 요구 사항을 가질 수 있습니다.

통합 이중 구동 아키텍처가 유용한 경우는 언제입니까?

두 개의 공통 동작 영역을 컴팩트하게 패키징하고 하나의 조정된 시스템의 일부로 제어할 수 있을 때 유용할 수 있습니다. OEM은 여전히 각 출력의 하중, 이동, 제어 동작 및 교체 전략을 확인해야 합니다.

위치 피드백이 필요한 시점은 언제인가요?

피드백은 시스템이 미리 설정, 동기화, 반복 가능한 위치 지정, 드리프트 감지 또는 진단 정보가 필요할 때 중요해집니다.

낮은 소음이 단순한 모터 사양이 아닌 이유는 무엇입니까?

전체 프레임이 진동을 증폭시킬 수 있기 때문입니다. 브래킷, 장식물 지지, 패스너 및 구조적 공명이 최종 음향 결과에 영향을 미칩니다.

여러 동작 영역에 대한 전력을 어떻게 크기를 조정해야 합니까?

동시 동작 중 최악의 허용 사례를 사용하여 시동 및 과도 전류, 케이블 전압 강하 및 컨트롤러의 총 전류 한도를 포함합니다.

생산 전에 검증해야 할 사항은 무엇인가요?

생산 의도 프레임에서 전부하 동작, 기하학, 소음, 의무/열 동작, 유지, 배선, 제어, 피드백, 사용 시 동기화, 결함 응답 및 수명 주기를 검증하십시오.

참고문헌

• DewertOkin — 편안한 침대 구동 시스템
• TiMOTION — 편안한 침대 동작 솔루션
• JIECANG — 조정 가능한 침대 베이스
• LINAK — 조정 가능한 침대 시스템 비교
• Progressive Automations — 홈 침대용 액추에이터 선택 시 일반적인 실수
• Firgelli — 전기 리클라이닝 침대 가이드