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Os atuadores são componentes que convertem energia em movimento mecânico para mover ou controlar um mecanismo ou sistema. Eles dependem de uma fonte de energia, como corrente elétrica, pressão hidráulica ou pressão pneumática, e são ativados por um sinal de controle, como tensão, corrente, pressão ou esforço humano. Os atuadores podem ser encontrados em muitos subsistemas de veículos aéreos não tripulados (UAVs) e outros veículos robóticos.
Atuadores lineares da série L da Ultra Motion
Os atuadores podem ser lineares, convertendo energia em movimento linear, ou rotativos, que utilizam um servo ou motor sem escovas para produzir movimento rotativo e fornecer torque mecânico.
Os atuadores rotativos fornecem um curso angular limitado ou são capazes de rotação contínua, o que é útil para sistemas de mira eletro-óptica e outros sistemas de posicionamento e digitalização em UAVs.
Os atuadores também são comumente usados para mover superfícies de controlo de voo e atitude em UAVs, como o leme de profundidade, ailerons, flaps e roda dianteira. Outras aplicações em aeronaves não tripuladas incluem a abertura e o fecho da válvula do acelerador em motores de combustão, bem como portas e escotilhas.
Os atuadores podem ser combinados com uma embraiagem eletromagnética que pode ser engatada ou desengatada manualmente. Esse sistema pode ser encontrado em veículos pilotados opcionalmente (OPVs), permitindo ao piloto alternar entre os modos de voo não tripulado e tripulado.
Para aplicações em águas profundas e submersíveis, atuadores à prova de água podem ser alojados em caixas de bronze marinho ou alumínio resistente à água salgada. Estes atuadores são projetados para operar sob pressões e submersões extremas e podem ser encontrados em veículos operados remotamente (ROVs), veículos subaquáticos autônomos (AUVs) e outros robôs subaquáticos.
Os sistemas de atuadores podem fornecer redundância através da incorporação de vários motores, controladores, fontes de alimentação e outros componentes, criando assim uma arquitetura de sistema tolerante a pontos únicos de falha. Estes sistemas são importantes para aplicações críticas em termos de segurança, tais como helicópteros não tripulados.
Atuador sem escovas DA 30-HT-MCCS da Volz Servos
Os atuadores elétricos são dispositivos acionados por motor que convertem a entrada de corrente elétrica em movimento mecânico, linear ou rotativo. O movimento linear é fornecido por meio de um conjunto de parafusos que pode ser acionado diretamente, por correia ou por engrenagem, enquanto os atuadores rotativos usam o movimento de saída do motor para fornecer torque.
Os atuadores elétricos são compactos, relativamente silenciosos e mais fáceis de conectar a sistemas elétricos do que os atuadores pneumáticos ou hidráulicos. Eles oferecem posicionamento muito preciso e alta repetibilidade. Os codificadores podem ser usados para fornecer controle total sobre a posição, velocidade, torque e força aplicada.
Dependendo do design, os custos iniciais dos atuadores elétricos podem ser mais elevados do que os dos atuadores pneumáticos e hidráulicos. Também podem ser inadequados para determinados ambientes, tais como áreas inflamáveis ou eletromagneticamente sensíveis.
Os diferentes tipos de motores utilizados em atuadores elétricos incluem: CC, servo CC, CC sem escovas, servo CC sem escovas, CA, servo CA e passo a passo.
Atuador servo robusto ServoMax 20 da Contromax
Os servoatuadores são atuadores elétricos que utilizam circuitos adicionais e um mecanismo de feedback de circuito fechado para proporcionar maior precisão e controlo. O sinal de feedback é normalmente gerado por um potenciômetro ou codificador rotativo e é produzido pela comparação do sinal de saída do servo com um sinal de entrada de referência.
Os servos permitem um controlo preciso da posição e da velocidade, mesmo enquanto o motor está em movimento. A direção do movimento pode ser alterada sem ter de inverter a polaridade da fonte de alimentação.
Os atuadores pneumáticos utilizam ar comprimido ou outros gases de um compressor externo ou de uma bomba manual para mover um pistão dentro de um cilindro. Podem ser de ação simples, em que o pistão retorna à sua posição original por meio de uma mola, ou de ação dupla, em que o ar comprimido pode ser aplicado em qualquer um dos lados do pistão.
Os atuadores pneumáticos têm uma construção relativamente simples e requerem pouca manutenção. No entanto, devido às perdas de pressão e à compressibilidade do ar, são menos eficientes do que outros métodos de geração de movimento linear. Também requerem um compressor para funcionar continuamente e gerar pressão, mesmo quando não é necessário qualquer movimento.
Os atuadores hidráulicos são semelhantes em funcionamento aos atuadores pneumáticos, mas utilizam líquido para mover um pistão em vez de gás. Devido à incompressibilidade do líquido, os atuadores hidráulicos podem fornecer uma força de saída maior do que os atuadores pneumáticos do mesmo tamanho.
Os atuadores hidráulicos podem sofrer perda de eficiência devido a fugas de fluido. Também requerem muitas peças auxiliares, tornando-os volumosos e mais complicados de manter.
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