El joystick mantiene el control sobre la fuerza bruta

La llegada de los sistemas hidráulicos permitió controlar mayores niveles de potencia a través de válvulas. El joystick hidráulico se conecta directamente a la válvula hidráulica de baja presión (piloto), lo que permite al operador controlar el «lado de trabajo» de alta presión del sistema hidráulico. En comparación con los sistemas de cable o varillaje mecánico, las ventajas de los joysticks hidráulicos incluyen una instalación más sencilla de aplicaciones de control complejas, la capacidad de aumentar significativamente la potencia y reducir el mantenimiento. Al igual que con los controles mecánicos, otra ventaja significativa es la capacidad del operador de sentir cualquier retroalimentación de fuerza a través del joystick.

Las desventajas de una palanca de válvula piloto son la proximidad del aceite hidráulico presurizado al operador, el efecto de la temperatura en el rendimiento del aceite hidráulico y el costo considerable de operar múltiples líneas hidráulicas en todo el sistema.

Las palancas de válvulas piloto hidráulicas se usan ampliamente en equipos de construcción, plataformas de trabajo aéreo y montacargas. Cuando este es el estado de la técnica, los joysticks hidráulicos se utilizan en la mayoría de las aplicaciones de este tipo debido a las muchas ventajas sobre los enlaces mecánicos.

en electronica

A medida que avanzan otras tecnologías alternativas de control, los joysticks hidráulicos siguen siendo competitivos en equipos más pequeños, y la compacidad del sistema hidráulico minimiza el costo de la transmisión de potencia fluida. El primer intento de joysticks eléctricos con nueva tecnología fue un dispositivo grande con un extenso sistema hidráulico. Estas aplicaciones se benefician al máximo de la tecnología de joystick eléctrico debido a los largos tramos de mangueras y tuberías y la considerable distancia entre el operador y el extremo de trabajo del equipo.

La mayoría de los joysticks eléctricos funcionan con un circuito de CC de bajo voltaje y pueden estar lejos de las válvulas electrohidráulicas que controlan. El cableado de la palanca a la válvula es mucho más fácil y cuesta una fracción de lo que costaría conectar la manguera y los tubos de la palanca a la válvula hidráulica. Esto permite la libertad de diseñar una estación de operador más ergonómica sin comprometer el costo del equipo. La principal desventaja es el mayor costo de las válvulas electrohidráulicas en comparación con las válvulas manuales o pilotadas.

Tipo de joystick eléctrico

Los joysticks eléctricos se fabrican en una amplia variedad, desde grandes controles manuales de desplazamiento y fuerza hasta dispositivos muy pequeños operados con los dedos. Cada uno tiene su propia aplicación de nicho. Los joysticks se pueden dividir aún más en controles discretos que usan contactos de interruptor o controles proporcionales que usan potenciómetros (potenciómetros), codificadores digitales, transformadores diferenciales rotativos variables. Cada uno tiene su propia aplicación de nicho. Los joysticks se pueden clasificar además como controles discretos que usan contactos de interruptor o controles proporcionales que usan potenciómetros (potenciómetros), codificadores digitales, transformadores diferenciales rotativos variables (RVDT), bobinas de inducción o dispositivos de efecto Hall. El control de fuerza (no de desplazamiento) utiliza principalmente bobinas de inducción o galgas extensométricas como dispositivos de salida. Los pequeños joysticks operados con los dedos también están disponibles en tipos de fuerza y ​​desplazamiento. Los joysticks de desplazamiento de esta categoría suelen utilizar potenciómetros y dispositivos de efecto Hall para salidas proporcionales y microinterruptores para salidas discretas.

Los joysticks de tipo interruptor utilizan alta corriente y voltaje principalmente en dispositivos que requieren un control discreto paso a paso de los motores. En el otro extremo del espectro están los joysticks operados con los dedos que controlan los microinterruptores. Estos se utilizan a menudo como controles discretos simples (bang-bang), un cierre de interruptor en cada dirección, para el control direccional de una sola velocidad.

El uso más común de los joysticks es para el control proporcional de maquinaria a través de controles de motores, válvulas electrohidráulicas, bombas hidráulicas o computadoras.

Los codificadores y RVDT son dispositivos de salida sin contacto altamente confiables. Debido a su gran tamaño y alto costo, a menudo se usan en controladores grandes integrados en equipos que requieren componentes de alta confiabilidad, donde las fallas y el tiempo de inactividad son muy costosos. Las grúas utilizadas en plantas de producción de metal y terminales de manipulación de contenedores son ejemplos de aplicaciones que utilizan estos dispositivos. Los joysticks de tipo de tensión a menudo se clasifican como joysticks de baja fuerza.

Esto hace que los joysticks que utilizan potenciómetros, bobinas de inducción o efecto Hall sean los controladores más utilizados. De los tres tipos, predominan los joysticks que utilizan potenciómetros como dispositivo de salida principal.

Los joysticks de potenciómetros que utilizan potenciómetros de plástico conductor tienen una vida útil publicada de más de 10 millones de ciclos. En aplicaciones sin vibraciones severas, este ciclo de trabajo da como resultado una vida útil muy apreciable para el joystick si se opera y mantiene correctamente. Debido a que las latas son dispositivos pequeños, se pueden incluir como componentes en joysticks grandes y pequeños. Esto permite flexibilidad en el diseño del control de la máquina, ya que el joystick se puede colocar prácticamente en cualquier lugar.

En el lado electrónico, la salida del potenciómetro se puede usar directamente para generar un voltaje de CC variable, o la señal se puede procesar más a través de un circuito para generar una señal modulada por ancho de pulso (PWM), un flujo serial digital (RS232, etc.) u otras variantes de señal analógica y digital. Los potenciómetros también son relativamente inmunes a la radiación eléctrica de fuentes externas. Esto hace que su operación sea predecible alrededor de líneas de transmisión de alto voltaje o en cualquier aplicación donde el joystick pueda estar cerca de fuertes campos eléctricos.

Como el tipo de joystick más utilizado, el Discovery Tank controla el movimiento de excavadoras, equipos agrícolas, plataformas aéreas de trabajo, elevadores de tijera, minicargadoras, pavimentadoras, compactadoras y una variedad de otros equipos de construcción.

Las desventajas de usar potenciómetros en los joysticks solo se notan cuando la aplicación involucra ciclos de trabajo muy altos o vibraciones. Un potenciómetro es un dispositivo de resistencia variable que utiliza limpiaparabrisas de precisión en contacto con un elemento resistivo. Aunque la palanca puede estar en la posición neutra (central) la mayor parte del tiempo que la máquina está activa, las vibraciones de la máquina seguirán sacudiendo los limpiaparabrisas del elemento y provocando un desgaste severo en el área central. Los equipos que utilizan contactos siempre son propensos al desgaste y a fallas potenciales, pero el uso de tecnología sin contacto es una forma de evitar esto.

sin contacto

Las dos tecnologías de joystick sin contacto más populares son la inducción y el efecto Hall. Ambos proporcionan una salida altamente confiable a un costo razonable. Además, se ha eliminado el tren de engranajes para accionar el potenciómetro, mejorando aún más la fiabilidad del joystick. Un joystick inductivo funciona cambiando el campo inductivo en un conjunto de bobinas secundarias al cambiar la posición relativa de la bobina primaria o el eje de hierro con respecto a la bobina secundaria. Un sistema de detección interno proporciona protección contra campos eléctricos externos. El tamaño y la cantidad de bobinas limitan qué tan bien se pueden fabricar estos joysticks.

Los joysticks de efecto Hall funcionan cambiando la salida de voltaje perturbando la corriente inyectada a través de un campo magnético. Una ventaja de la tecnología de efecto Hall sobre la tecnología inductiva es la miniaturización y redundancia del dispositivo de salida a un costo muy bajo. Cuando se diseñan y empaquetan correctamente, los dispositivos de efecto Hall ofrecen una inmunidad muy alta a las interferencias electromagnéticas y de radiofrecuencia. Dado que la mayor confiabilidad agrega poco costo, estos joysticks se pueden usar en todas las aplicaciones que encajarían en un joystick tipo potenciómetro más tradicional.

evolución continua

A medida que los equipos o las cabinas de los vehículos se vuelven más sofisticados y ergonómicos, los joysticks eléctricos han evolucionado aún más con la adaptación de varios mangos. Darle al operador la capacidad de realizar múltiples tareas mediante la manipulación de varios interruptores en el mango conectado al eje de entrada del joystick es una forma de aumentar significativamente la productividad. Al usar interruptores montados en manijas para tareas de alta frecuencia, los operadores de equipos ya no necesitan desviar la atención o reposicionar sus cuerpos para activar interruptores que antes eran difíciles de alcanzar.

Los joysticks eléctricos están especialmente diseñados con un eje de entrada hueco para proporcionar un enrutamiento desde el mango hacia abajo a través del joystick. Los joysticks se fabrican como controles de uno, dos o tres ejes (X, Y y giro). El mango puede proporcionar una plataforma para ejes proporcionales adicionales mediante el montaje de una ruedecilla, una palanca analógica o un microjoystick operado con el pulgar.

Debido a la gran variedad de joysticks disponibles, casi cualquier aplicación debe tener al menos uno. Discutir su aplicación específica con el fabricante del joystick asegurará la mejor selección de joystick. Encuentre una empresa que fabrique una línea completa de joysticks y esté dispuesta a tomarse el tiempo para encontrar una solución.

Categoría de joystick

Control manual grande Pequeño, operado con los dedos
cambio fuerza cambio fuerza
disperso proporcional proporcional disperso proporcional proporcional
cambio potencial
codificador
RVDT
inducción
Efecto Hall
inducción
medidor de tensión
LVDT
cambio Potenciómetro
Efecto Hall
inductancia
película gruesa
medidor de tensión

Para obtener más información, comuníquese con el autor al (800) 333-5762, envíe un correo electrónico a glarocque@jrmerritt.com , o visitar www.jrmerritt.com.

error: Content is protected !!