П'езаэлектрычныя ультрагукавыя рухавікі маюць дзве істотныя перавагі, а менавіта іх высокую шчыльнасць энергіі і іх простую структуру, якія абодва спрыяюць іх мініяцюрызацыі.Мы стварылі прататып мікраўльтрагукавога рухавіка з выкарыстаннем статара аб'ёмам прыкладна адзін кубічны міліметр.Нашы эксперыменты паказалі, што прататып рухавіка стварае крутоўны момант больш за 10 мкНм са статарам памерам адзін кубічны міліметр.Цяпер гэты новы рухавік з'яўляецца самым маленькім мікраўльтрагукавым рухавіком, які быў распрацаваны з практычным крутоўным момантам.
Мікрапрывады неабходныя для шматлікіх прыкладанняў, пачынаючы ад мабільных і носных прылад і заканчваючы малаінвазіўнымі медыцынскімі прыладамі.Аднак абмежаванні, звязаныя з іх вырабам, абмежавалі іх разгортванне ў маштабе аднаго міліметра.Найбольш распаўсюджаныя электрамагнітныя рухавікі патрабуюць мініяцюрызацыі многіх складаных кампанентаў, такіх як шпулькі, магніты і падшыпнікі, і дэманструюць моцнае рассейванне крутоўнага моманту з-за маштабавання.Электрастатычныя рухавікі забяспечваюць выдатную маштабаванасць з дапамогай тэхналогіі мікраэлектрамеханічных сістэм (MEMS), але іх слабая рухаючая сіла абмежавала іх далейшае развіццё.
Чакаецца, што п'езаэлектрычныя ультрагукавыя рухавікі стануць высокапрадукцыйнымі мікрарухавікамі з-за іх высокай шчыльнасці крутоўнага моманту і простых кампанентаў.Самы маленькі з існуючых ультрагукавых рухавікоў, прадстаўленых на сённяшні дзень, мае металічны кампанент дыяметрам 0,25 мм і даўжынёй 1 мм.Аднак яго агульны памер, уключаючы механізм папярэдняй нагрузкі, складае 2-3 мм, а яго значэнне крутоўнага моманту занадта малое (47 нНм) для выкарыстання ў якасці прывада ў многіх прыкладаннях.
Тамоакі Масіма, навуковы супрацоўнік Тэхналагічнага ўніверсітэта Таёхасі, распрацоўвае мікраўльтрагукавы рухавік са статарам аб'ёмам адзін кубічны міліметр, як паказана на мал. 1, і гэта таксама адзін з самых маленькіх ультрагукавых рухавікоў, калі-небудзь створаных.Статар, які складаецца з металічнага куба са скразным адтулінай і пласціністымі п'езаэлектрычнымі элементамі, прымацаванымі да яго бакоў, можа быць паменшаны без неабходнасці якой-небудзь спецыяльнай апрацоўкі або метадаў зборкі.Прататып мікраўльтрагукавога рухавіка дасягнуў практычнага крутоўнага моманту ў 10 мкНм (калі шкіў мае радыус 1 мм, рухавік можа падняць груз масай 1 г) і вуглавой хуткасці 3000 абаротаў у хвіліну пры прыблізна 70 Vp-p.Гэта значэнне крутоўнага моманту ў 200 разоў большае, чым у існуючых мікрарухавікоў, і вельмі практычна для кручэння невялікіх аб'ектаў, такіх як невялікія датчыкі і механічныя часткі.
Час размяшчэння: 27 лютага 2018 г