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size 8 ball-spline

21000系列 Size 8型 滾珠花鍵Hybrid直線步進馬達

Haydon Kerk 21000 系列 Size 8 Ball Spline Captive 將傳統 Captive 固定軸型的防轉花鍵軸與滑動襯套,升級為循環式滾珠花鍵(Recirculating Ball Spline)襯套組件,大幅提升輸出軸伸出時的徑向剛性與位置穩定性。機身僅 21mm(0.8 吋),推力達 10 lbs(44 N),解析度自 0.00006 in(0.0015 mm)至 0.00157 in(0.04 mm)每步。特別適合光學元件的 Tip-Tilt 傾角/旋轉對位——如追蹤、掃描、影像穩定等高動態應用,以及光學系統與樣品的靜態精密定位,並可搭配 250/300 CPR 光學編碼器與整合式 JST 連接器。

Specifications 產品說明

 
HAYDON KERK PITTMAN|21000 SERIES BALL SPLINE

21000系列 size 8型 Ball Spline滾珠花鍵固定軸
Hybrid直線步進馬達

以循環式滾珠花鍵襯套取代傳統 Captive 的花鍵軸與滑動襯套,在相同 21mm(0.8 吋)微型機身內,大幅提升輸出軸伸出時的徑向剛性與位置穩定性。

Captive 固定軸(唯一型式)
Recirculating Ball Spline 滾珠花鍵
1.8° 步進角
Bipolar 雙極
FRAME SIZE
21 mm
0.8 吋緊湊機身
MAX THRUST
44 N
10 lb 最大推力
RADIAL STIFFNESS
大幅提升
vs. 標準 Captive
RESOLUTION
0.0015
mm / step 起
STIFFNESS COMPARISON|剛性對比(38mm 伸出量・0.030 in 撓曲時可承受側向力)
Ball Spline 約 7 lbf
 
標準 Captive 約 0.7 lbf
 
依原廠 Deflection vs Force 測試曲線讀值(約值),詳見下方剛性對比曲線圖
OVERVIEW|產品概述

為光學級穩定度而生的固定軸致動器

此全新標準設計將廣受歡迎的 Captive 固定軸致動器中的防轉花鍵軸與滑動襯套,升級為循環式滾珠花鍵(Recirculating Ball Spline)襯套組件,使伸出中的輸出軸獲得顯著提升的徑向剛性與位置穩定性。機身僅佔 0.8 吋(21mm)空間,推力達 10 lbs(44 N),解析度自 0.00006 in(0.0015mm)至 0.00157 in(0.04mm)每步。

特別適合光學元件的 Tip-Tilt 傾角或旋轉對位應用:包含追蹤、掃描、影像穩定、消除漂移與振動等高動態操作,以及光學系統與樣品的靜態精密定位。並保有 HKP Captive 致動器的共同優勢——相較外部導引方案更小的體積、由細至粗的廣泛解析度選項,以及高度可配置與客製化能力。

高徑向剛性
滾珠花鍵襯套顯著提升伸出軸的抗側向力與位置穩定性。
光學級應用
適合 Tip-Tilt 對位、追蹤掃描、影像穩定與樣品靜態定位。
高解析度
最低每步 0.0015mm,適合細微位移與精密定位。

SPECIFICATIONS|技術規格

Ball Spline Captive 技術規格

電流、電阻、電感三欄數值依序對應 2.5 / 5 / 7.5 VDC

項目 ParameterSize 8 Ball Spline Captive(1.8° 步進角)
料號 CaptiveBSC21H4(X)-V(僅提供 Captive 固定軸型式)
接線 WiringBipolar 雙極(4 線)
繞組電壓2.5 VDC5 VDC7.5 VDC
每相電流 (A rms)0.490.240.16
每相電阻 (Ω)5.120.445.9
每相電感 (mH)1.55.011.7
功率消耗2.45 W Total
轉子慣量1.4 g·cm²
絕緣等級Class B(可選 Class F)
重量1.5 oz (43 g)
絕緣電阻20 MΩ
共通規格:導程螺桿 Ø0.14 in(3.56mm);本體 20.2mm max 方形、法蘭 15.40mm±0.10 方形;安裝螺紋 4× M2×0.4 - 6H;引線 4× #28AWG,長度 304.8mm±12.7;本體長度 28.2mm max;Class B 標準馬達最高工作溫度 130°C。伸出或縮回至極限位置時可能需要特殊驅動考量。
Size 8 可選整合式 JST 連接器(Motor 端 S04B-ZESK-2D,額定 2A,對應 24–28 AWG 線徑),亦可搭配光學增量編碼器(250 / 300 CPR,即 1000 / 1200 PPR)。

TRAVEL / STEP|每步線性行程

解析度代碼(Code ID)對照

什麼是 Code ID?
Code ID 是料號中的解析度欄位,用來指定導程螺桿每一步的移動距離。例如 BSC-21-H-4-AB-7.5-910 中的 AB 代表每步 0.005mm。數值越小,解析度與推力越高,但速度較慢。
Code IDinch / stepmm / step特性
U * †0.000060.0015最高解析 · 最大推力(報價前需諮詢)
AA *0.0000980.0025高解析
N0.000120.0030高解析
AB0.000190.005中高解析
K0.000240.006中高解析
AC0.000390.01中解析
J0.000480.0121平衡型
AD0.000780.02通用型
AE0.001570.04最快速度 · 最小推力

* U、AA 無法提供 TFE 塗層。  † U(0.0015mm/step)解析度報價前需先與原廠應用工程師確認。


PART NUMBER|料號編碼

如何解讀型號

BSC
前綴
21
系列
H
型式
4
線圈
AB
解析度
7.5
電壓
910
行程
#欄位範例說明
1前綴 PrefixBSCBSC=Ball Spline Captive 滾珠花鍵固定軸
2系列 Series2121000 系列(Size 8 · 21mm)
3型式 StyleHH=1.8° Captive(本系列僅提供固定軸型式)
4線圈 Coils4Bipolar 雙極(4 線)
5解析度 Code IDAB每步行程代碼(見上方對照表)
6電壓 Voltage7.52.5=2.5VDC/05=5VDC/7.5=7.5VDC,可客製
7行程 Suffix910行程代碼 -904 至 -915(例:-910=1 吋);-XXX=客製
料號中的破折號必須保留。訂購前建議依推力、速度、行程、解析度確認完整型號;U 解析度需先與原廠應用工程師確認。

Ball Spline vs. 標準 Captive 剛性對比

項目Ball Spline Captive標準 Captive
防轉機構循環式滾珠花鍵襯套花鍵軸+滑動襯套
徑向剛性 / 位置穩定性大幅提升(見剛性曲線)一般
料號BSC21H4(X)-V21H4(X)-V
提供型式僅 Captive 固定軸Captive/Non-captive/External
電氣規格(電流/電阻/電感)相同(單層 Size 8 規格)相同(單層 Size 8 規格)
行程範圍-904 至 -915(0.354–1.5 in)-904 至 -920(0.354–2.0 in)
Dim. A(1 吋行程 -910)1.651 in(41.93mm)1.083 in(27.51mm)
適用取向光學 Tip-Tilt 對位、高動態追蹤掃描、影像穩定一般精密定位、空間最省
選 Ball Spline Captive,當你…
輸出軸伸出時需承受側向力或力矩、要求極高位置穩定性——如光學元件 Tip-Tilt 對位、追蹤、掃描、影像穩定、消除漂移與振動。
選標準 Captive,當你…
負載以軸向為主、一般精密定位即可滿足,或需要更長行程(至 2 吋)與更短的整體長度。

PERFORMANCE CURVES|性能曲線

剛性對比與推力性能曲線

推力曲線測試條件:Chopper 斬波驅動、100% Duty Cycle、Bipolar 雙極、Ø0.14 in(3.56mm)導程螺桿。剛性曲線於 38mm 伸出量下量測。

剛性對比|Deflection vs. Force(38mm 伸出量)
相同撓曲量下,Ball Spline Captive 可承受的側向力遠高於標準 Captive,代表更高的徑向剛性與位置穩定性。
Force vs. Pulse Rate
Force vs. Linear Velocity
曲線圖虛線為 Recommended Load Limit(建議負載上限)。選型時應保留安全裕度;斬波驅動曲線以 5V 馬達搭配 40V 電源量測。L/R 驅動峰值推力及速度會下降,改用單極驅動推力將再減少 30%。加減速斜坡(Ramping)可提高頂速或加快重載加速,並可避免停止時過衝。

STROKE|行程對照

Ball Spline Captive 行程與尺寸

StrokeDim. ADim. BSuffix
0.354" (9.0mm)1.001" (25.43mm)0.102" (2.59mm)-904
0.500" (12.7mm)1.149" (29.18mm)0.247" (6.27mm)-905
0.750" (19.05mm)1.395" (35.43mm)0.496" (12.61mm)-907
1.000" (25.4mm)1.651" (41.93mm)0.746" (18.96mm)-910
1.250" (31.8mm)1.897" (48.18mm)0.996" (25.31mm)-912
1.500" (38.1mm)2.143" (54.43mm)1.247" (31.67mm)-915

Ball Spline Captive 提供 -904 至 -915(0.354 至 1.5 吋)。因滾珠花鍵組件較長,Dim. A / Dim. B 較標準 Captive 加大。伸出或縮回至極限位置時可能需要特殊驅動考量。


VIDEOS|產品影片

認識固定軸型式與 Hybrid 技術

固定軸型 Captive
導程軸伸縮不旋轉、內建防轉機構的運作原理。本系列即以循環式滾珠花鍵襯套強化此防轉機構,使伸出軸在承受側向力時仍保持高位置穩定性。
HaydonKerk Hybrid直線步進馬達技術
解說 Hybrid 混合式步進馬達如何將旋轉直接轉換為直線運動:內建旋轉螺帽與導程螺桿的整合設計,免除外部傳動元件,實現微型化與高精度定位。
資料來源:Haydon Kerk Pittman(AMETEK)21000 Series · Size 8 Ball Spline Captive 官方 datasheet。規格如有變更,實際內容以原廠 datasheet、選型確認與正式報價為準。
 

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