Els motors ultrasònics piezoelèctrics tenen dos avantatges significatius, a saber, la seva alta densitat d'energia i la seva estructura senzilla, que contribueixen a la seva miniaturització.Hem construït un prototip de motor micro ultrasònic utilitzant un estator amb un volum d'aproximadament un mil·límetre cúbic.Els nostres experiments han demostrat que el motor prototip genera un parell de més de 10 μNm amb un estator d'un mil·límetre cúbic.Aquest nou motor és ara el motor micro ultrasònic més petit que s'ha desenvolupat amb un parell pràctic.
Els micro actuadors són necessaris per a nombroses aplicacions, que van des de dispositius mòbils i portàtils fins a dispositius mèdics mínimament invasius.Tanmateix, les limitacions associades a la seva fabricació han restringit el seu desplegament a l'escala d'un mil·límetre.Els motors electromagnètics més comuns requereixen la miniaturització de molts components complicats, com ara bobines, imants i coixinets, i presenten una dissipació severa del parell a causa de l'escala.Els motors electrostàtics permeten una escalabilitat excel·lent mitjançant l'ús de la tecnologia de sistemes microelectromecànics (MEMS), però la seva força motriu feble ha limitat el seu desenvolupament posterior.
S'espera que els motors ultrasònics piezoelèctrics es converteixin en micromotors d'alt rendiment a causa de la seva alta densitat de parell i components simples.El motor ultrasònic més petit existent fins ara té un component metàl·lic amb un diàmetre de 0,25 mm i una longitud d'1 mm.Tanmateix, la seva mida total, inclòs el mecanisme de precàrrega, ascendeix a 2-3 mm i el seu valor de parell és massa petit (47 nNm) per utilitzar-lo com a actuador en moltes aplicacions.
Tomoaki Mashimo, investigador de la Universitat Tecnològica de Toyohashi, ha estat desenvolupant un micromotor ultrasònic amb un estator d'un mil·límetre cúbic, com es mostra a la figura 1, i també és un dels motors ultrasònics més petits que s'han construït mai.L'estator, que consta d'un cub metàl·lic amb un forat passant i elements piezoelèctrics de placa adherits als seus costats, es pot reduir sense necessitat de mètodes especials de mecanitzat o muntatge.El prototip de motor ultrasònic micro va aconseguir un parell pràctic de 10 μNm (si la politja té un radi d'1 mm, el motor pot aixecar un pes d'1 g) i una velocitat angular de 3000 rpm a aproximadament 70 Vp-p.Aquest valor de parell és 200 vegades més gran que el dels micromotors existents i és molt pràctic per girar objectes petits com petits sensors i peces mecàniques.
Hora de publicació: 27-feb-2018