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微型步进电机技术为电子锁提供了理想的解决方案

2021-03-19 15:03:39     来源:老赵说制造        

【哔哥哔特导读】传统的锁舌需要将钥匙插入锁芯通过手动转动来锁定/解锁,这种方法的优点是相当安全。人们可能会放错或丢失钥匙,更换锁/钥匙的过程需要借助工具和专业知识。

公共卫生和安全是我们日常生活的重中之重,自动门锁变得越来越流行,这些锁需要具有复杂的运动控制。微型精密步进电机是这种紧凑、精密设计的理想解决方案。自动门锁已经存在了一段时间,最初是在酒店和办公室的商业区域开始的。随着智能手机用户数量增加和智能家居技术的推广,住宅自动门锁应用也得到了普及。商业和住宅用户之间存在技术差异,例如电池与电子连线以及RFID与蓝牙的技术的应用。

电机

传统的锁舌需要将钥匙插入锁芯通过手动转动来锁定/解锁,这种方法的优点是相当安全。人们可能会放错或丢失钥匙,更换锁/钥匙的过程需要借助工具和专业知识。电子锁在访问控制的意义上更加灵活,通常可以通过软件轻松地进行修改和更新。许多电子锁提供手动和电子锁控制选项,提供更强大的解决方案。

小直径步进电机用于紧凑型电子锁,对于有尺寸限制和精确的定位是理想方案。电机工程和专有的磁化技术推动了步进电机发展,当前可用的最小直径(外径3.4mm)。利用先进的磁性和结构分析技术,为有限的空间优化设计和材料。微型步进电机最关键的决定之一是电机的步长,这取决于特定的分辨率,最常见的步长为7.5度和3.6度,这分别对应于每转48步和100步,步进电机具有18度的步进角。在全步(2-2相励磁)驱动的情况下,电机每转旋转20步,螺杆的常用螺距为0.4 mm,因此位置控制精度可以达到0.02 mm。

步进电机可以带有齿轮减速器,齿轮减速器提供的步进角更小,减速齿轮会增加可用扭矩。为了进行线性运动,步进电机通过螺母连接到丝杠(这些电机也称为线性致动器)。如果电子锁采用齿轮减速,即使有较大的斜率也能使螺杆进行精密运动。

步进电机电源的输入部分可以采用各种形式,例如FPC连接器,连接器端子可以直接焊接于PCB,输出部件的推杆可以是塑料滑块,也可以是金属滑块,一定范围内根据锁具的行程要求定制滑块。由于步进电机小、螺丝细,加工的螺纹长度受到限制,锁具的最大行程一般小于50mm。通常,步进电机具有大约150至300g的推力,推力根据驱动电压,电机电阻等而变化。

结论

随着消费者对低利润和不引人注目的产品感兴趣,微型步进电机可以适应这种不断缩小的尺寸。除了紧凑的外形尺寸外,步进电机更易于控制,特别是对于自动锁之类的精确定位和低速扭矩要求。 为了实现相同的功能,其他电机技术需要添加霍尔效应传感器或复杂的位置反馈控制机制。步进电机可以用简单的微控制器驱动,这可以减轻设计工程师对过于复杂的解决方案的关注。

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