Piëso-elektriese ultrasoniese motors het twee beduidende voordele, naamlik hul hoë energiedigtheid en hul eenvoudige struktuur, wat albei bydra tot hul miniaturisering.Ons het 'n prototipe mikro-ultrasoniese motor gebou met 'n stator met 'n volume van ongeveer een kubieke millimeter.Ons eksperimente het getoon dat die prototipe motor 'n wringkrag van meer as 10 μNm opwek met 'n een kubieke millimeter stator.Hierdie nuwe motor is nou die kleinste mikro-ultrasoniese motor wat ontwikkel is met 'n praktiese wringkrag.
Mikro-aktuators word benodig vir talle toepassings, wat wissel van mobiele en draagbare toestelle tot minimaal indringende mediese toestelle.Die beperkings wat met hul vervaardiging verband hou, het egter hul ontplooiing op die een-millimeter skaal beperk.Die mees algemene elektromagnetiese motors vereis die miniaturisering van baie ingewikkelde komponente soos spoele, magnete en laers, en vertoon ernstige wringkragverwydering as gevolg van die skaal.Elektrostatiese motors maak uitstekende skaalbaarheid moontlik deur mikro-elektromeganiese stelsels (MEMS) tegnologie te gebruik, maar hul swak dryfkrag het hul verdere ontwikkeling beperk.
Daar word verwag dat piëso-elektriese ultrasoniese motors hoëprestasie-mikromotors sal word vanweë hul hoë wringkragdigtheid en eenvoudige komponente.Die kleinste bestaande ultrasoniese motor wat tot dusver aangemeld is, het 'n metaalkomponent met 'n deursnee van 0,25 mm en 'n lengte van 1 mm.Sy totale grootte, insluitend die voorlaaimeganisme, beloop egter 2-3 mm, en sy wringkragwaarde is te klein (47 nNm) vir gebruik as 'n aandrywer in baie toepassings.
Tomoaki Mashimo, 'n navorser by die Toyohashi Universiteit van Tegnologie, het 'n mikro-ultrasoniese motor met 'n een kubieke millimeter stator ontwikkel, soos getoon in Fig. 1, en dit is ook een van die kleinste ultrasoniese motors wat ooit gebou is.Die stator, wat bestaan uit 'n metaal kubus met 'n deur-gat en plaat-piëzo-elektriese elemente wat aan sy kante vasgeheg is, kan afgeskaal word sonder dat enige spesiale bewerking of montering metodes nodig is.Die prototipe mikro-ultrasoniese motor het 'n praktiese wringkrag van 10 μNm behaal (As die katrol 'n radius van 1 mm het, kan die motor 'n 1-g gewig lig) en 'n hoeksnelheid van 3000 rpm teen ongeveer 70 Vp-p.Hierdie wringkragwaarde is 200 keer groter as dié van bestaande mikromotors, en is baie prakties vir roterende klein voorwerpe soos klein sensors en meganiese onderdele.
Plaas tyd: Feb-27-2018