शोधकर्ता लीनियर पोजिशनिंग सिस्टम की सटीकता में सुधार करने, बैकलैश को कम करने या समाप्त करने, साथ ही ऐसे उपकरणों को उपयोग में आसान बनाने के तरीकों की खोज में लगे हुए हैं। यहां हाल के घटनाक्रमों पर एक नज़र है।

चाहे आवश्यक रेखीय गति थोड़ी हो या अधिक, रेखीय प्रणालियों में स्थिति निर्धारण की सटीकता और विश्वसनीयता कुछ आवश्यक गुण हैं। अंतरिक्ष में उपयोग के लिए उत्पाद विकसित करने वाले दो अनुसंधान केंद्र, मार्शल स्पेस फ्लाइट सेंटर, अलबामा और लुईस रिसर्च सेंटर, क्लीवलैंड, ने ऐसे रेखीय स्थिति निर्धारण उपकरण विकसित किए हैं जिनमें इन गुणों में सुधार किया गया है। इनमें से एक उपकरण को शुरू में अंतरिक्ष में उपयोग के लिए विकसित किया गया था, जबकि दूसरे को पृथ्वी पर उपयोग के लिए। हालांकि, दोनों ही उपकरण विद्युत पारेषण उद्योग को लाभ पहुंचाते हैं।

मार्शल स्पेस फ्लाइट सेंटर के इंजीनियरों को अंतरिक्ष यानों के लिए एक लीनियर एक्चुएटर की आवश्यकता थी। यह एक्चुएटर अंतरिक्ष यान के मुख्य इंजन के नोजल असेंबली को गति प्रदान करेगा। समान क्षैतिज तल में स्थित, लेकिन 90 डिग्री घुमाए गए एक अन्य एक्चुएटर के साथ मिलकर, ये एक्चुएटर यान के पिच, रोल और यॉ मूवमेंट को नियंत्रित करेंगे। इन मूवमेंट की टॉलरेंस ±0.050 इंच है।

कार्यप्रणाली के लिहाज़ से, एक्चुएटर को इन विशाल वस्तुओं को सटीक रूप से क्रमिक रैखिक गति प्रदान करनी चाहिए और भारी भार के बावजूद अपनी स्थिति बनाए रखनी चाहिए। इसका समाधान एक इलेक्ट्रोमैकेनिकल रैखिक एक्चुएटर था। यह अधिकतम 6 इंच तक क्रमिक गति प्रदान करता है। इसका न्यूनतम स्ट्रोक 0.00050 इंच से कम है। यह 45,000 पाउंड तक का भार सहन कर सकता है।

घूर्णी गति को रेखीय गति में परिवर्तित करने वाला यह एक्चुएटर एक स्वच्छ और सरल उपकरण है, जो उन अनुप्रयोगों में हाइड्रोलिक एक्चुएटर्स का स्थान ले सकता है जिनमें इस प्रकार की शक्तिशाली लेकिन नियंत्रित गति की आवश्यकता होती है। इस उपकरण को सफाई और निरीक्षण के लिए बहुत कम रखरखाव की आवश्यकता होती है, और यह उड़ान प्रणाली को प्रमाणित करने में लगने वाले समय को कम करने में सहायक होता है।

इस डिज़ाइन में एक रिजॉल्वर और एक अपेक्षाकृत नई विशेषता, एंटी-बैकलैश गियरिंग व्यवस्था का उपयोग किया गया है। रिजॉल्वर कोणीय गति में वृद्धि को मापता है, जो रैखिक गति में वृद्धि को नियंत्रित करता है। इसकी सटीकता 6 आर्क/मिनट है। गियर अनुपात और थ्रेड पिच से घूर्णन और स्थानांतरण के बीच संबंध ज्ञात होता है।

दूसरी विशेषता है एंटी-बैकलैश गियरिंग व्यवस्था। यह सुनिश्चित करती है कि गियर के दांत दक्षिणावर्त और वामावर्त दोनों दिशाओं में लगातार संपर्क में रहें।

इस संपर्क को प्राप्त करने के लिए, शाफ्ट के केंद्र सटीक रूप से संरेखित होने चाहिए। निर्माण के दौरान, प्रत्येक असेंबली पर शाफ्ट की मशीनिंग की जाती है।

एक्चुएटर घटक
इलेक्ट्रोमैकेनिकल एक्चुएटर में चार असेंबली भाग होते हैं: 1) दो 25-hp डीसी मोटर, 2) एक गियर ट्रेन, 3) एक लीनियर पिस्टन, और 4) एक सहायक आवरण। डीसी मोटर गियर ट्रेन को घुमाती हैं, जिससे घूर्णी गति एक रोलर स्क्रू तक पहुँचती है, जो उस गति को आउटपुट पिस्टन के माध्यम से रेखीय गति में परिवर्तित करता है। मोटर 34.6 औंस-इंच/ए का टॉर्क स्थिरांक प्रदान करती हैं। मोटर 125 ए पर चलती हैं। स्क्रू पर, इकाई 31,000 औंस-इंच, या लगभग 162 पाउंड-फीट का टॉर्क उत्पन्न करती है।

दो ब्रश रहित डीसी मोटरों को एक माउंटिंग प्लेट पर लगाया गया है। यह माउंटिंग प्लेट गियरिंग सिस्टम से जुड़ती है। एक छोटी एडजस्टर प्लेट असेंबली के दौरान मशीनिंग की सुविधा देती है, जिससे शाफ्ट का सटीक संरेखण आसान हो जाता है। यह व्यवस्था गियर सिस्टम में बैकलैश को खत्म करने में भी मदद करती है।

पिनियन गियर मोटर शाफ्ट पर कील के आकार में लगा होता है और मोटर के अंदर लगे बियरिंग द्वारा समर्थित होता है। पिनियन, आइडलर शाफ्ट असेंबली से जुड़ता है, जिसमें दो गियर होते हैं। आइडलर शाफ्ट गति को कम करता है और आउटपुट गियर को उच्च टॉर्क संचारित करता है। जैसा कि पहले बताया गया है, आइडलर गियर में से एक को सीधे शाफ्ट में ही मशीनिंग करके बनाया जाता है।

पहले आइडलर गियर में दो भाग होते हैं जो सिस्टम में घूर्णी शिथिलता को दूर करने के लिए छोटे समायोजन को सक्षम बनाते हैं।

असेंबली के दौरान, निचला मोटर मोटर-माउंटिंग प्लेट पर लगाया जाता है, जिससे इसका पिनियन गियर आइडलर शाफ्ट पर लगे एडजस्टेबल आइडलर गियर से जुड़ जाता है। फिर मोटर-एडजस्टर प्लेट का उपयोग करके ऊपरी मोटर लगाया जाता है। इसके बाद, इंजीनियर मोटर शाफ्ट को हाथ से घुमाते हैं, जिससे आइडलर गियर अपने शाफ्ट के सापेक्ष गति करते हैं और घूर्णी शिथिलता दूर हो जाती है। फिर ऊपरी मोटर को हटा दिया जाता है और एक नई एडजस्टर प्लेट को सटीक केंद्र में मशीनिंग करके तैयार किया जाता है। इस असेंबली प्रक्रिया से शिथिलता दूर हो जाती है।

प्रत्येक आइडलर शाफ्ट को दोनों सिरों पर बियरिंग द्वारा सहारा दिया जाता है। आउटपुट गियर एक थ्रेडेड रोलर स्क्रू शाफ्ट से जुड़ा होता है। शाफ्ट, नट और आउटपुट पिस्टन असेंबली रैखिक गति प्रदान करते हैं। आउटपुट पिस्टन को स्थिर करने वाले रैखिक बियरिंग द्वारा संरेखण में गड़बड़ी को रोका जाता है।

रॉड के सिरे और टेलस्टॉक में स्थित गोलाकार बेयरिंग असेंबली में इंजन और संरचनात्मक घटकों से जुड़ने के लिए माउंटिंग अटैचमेंट शामिल होते हैं।

विकल्प
पिस्टन के प्रत्येक स्ट्रोक पर रिजॉल्वर रोटर का एक चक्कर पूरा करने और शाफ्ट के घुमावों को गिनने की आवश्यकता को समाप्त करने के लिए, नासा के इंजीनियरों का कहना है कि वे रिजॉल्वर के साथ एक हार्मोनिक ड्राइव का उपयोग कर सकते हैं। इस प्रकार की ड्राइव का रिडक्शन अनुपात ऐसा होना चाहिए कि रिजॉल्वर रोटर पिस्टन के एक पूर्ण स्ट्रोक पर एक चक्कर पूरा कर सके।

इस एक्चुएटर के नए, उड़ान-अनुकूल संस्करण में चार 15-एचपी मोटर का उपयोग किया गया है। छोटी मोटरें वजन और मोटर की जड़ता दोनों को कम करती हैं। इन मोटरों का टॉर्क स्थिरांक 16.8 औंस-इंच/ए है, जो 100 ए और 270 वोल्ट पर चलने पर 45,000 पाउंड के भार को स्थानांतरित करने के लिए आवश्यक बल प्रदान करता है।

एक अन्य स्थिति निर्धारण डिजाइन
हालांकि इस ट्रिपल-गैंग्ड-लीड स्क्रू पोजिशनर को अंतरिक्ष में उपयोग के लिए विकसित नहीं किया गया था, फिर भी यह सटीकता और विश्वसनीयता में सुधार प्रदर्शित करता है। यह मशीनों में पुर्जों को सटीक रूप से स्थापित करने, प्लेटफार्मों को ऊपर या नीचे करने, पैकेजों को सटीक रूप से वर्गाकार करने और लेजर उपकरण और ऑप्टिकल-पायरोमेट्री दूरबीनों के लिए प्लेटफार्मों को समतल बनाए रखने में लगने वाले समय को कम करता है।

एक सामान्य स्क्रू पोजिशनिंग सिस्टम में प्लेट को स्थानांतरित करने के लिए तीन या चार स्थिर रॉड द्वारा निर्देशित एक केंद्र-चालित मैनुअल नियंत्रण का उपयोग किया जाता है। इस डिज़ाइन में मुख्य पोजिशनिंग तंत्र के रूप में ट्रिपल लीड-स्क्रू असेंबली का उपयोग किया गया है। यह प्लेटों को एक दूसरे के समानांतर रखते हुए, प्लेट को स्थिर प्लेट के पास या उससे दूर ले जाता है।

इस असेंबली में 27 कारखाने में निर्मित पुर्जे, नौ खरीदे गए पुर्जे (जैसे गियर और बेयरिंग) और 65 विभिन्न प्रकार के बोल्ट, कीवे, नट, वॉशर आदि शामिल हैं। सभी पुर्जे तीन-बिंदु नियंत्रण ब्रैकेट और एक-बिंदु ड्राइव ब्रैकेट पर असेंबल किए जाते हैं। ये असेंबली कैविटी के आधार एंड-प्लेट पर ड्राइव-नियंत्रण की सटीक स्थिति में लगाई जाती हैं।

यह पोजीशनर ड्राइव पिन में से किसी एक पर लगे मैनुअल हैंड क्रैंक या रिमोट सर्वो-मोटर-ड्राइव अटैचमेंट द्वारा संचालित होता है। यात्रा की स्थिति को स्केल, पॉइंटर अटैचमेंट या एलईडी डिस्प्ले पर पढ़ा जा सकता है। स्थिति को 0.1 मिमी तक सटीक रूप से समायोजित किया जा सकता है।