Piezoelektrični ultrazvučni motori imaju dvije značajne prednosti, naime njihovu visoku gustoću energije i jednostavnu strukturu, što pridonosi njihovoj minijaturizaciji.Napravili smo prototip mikro ultrazvučnog motora koristeći stator volumena od približno jednog kubičnog milimetra.Naši eksperimenti su pokazali da prototip motora stvara okretni moment veći od 10 μNm sa statorom od jednog kubičnog milimetra.Ovaj novi motor sada je najmanji mikro ultrazvučni motor koji je razvijen s praktičnim okretnim momentom.
Mikro aktuatori su potrebni za brojne primjene, od mobilnih i nosivih uređaja do minimalno invazivnih medicinskih uređaja.Međutim, ograničenja povezana s njihovom proizvodnjom ograničila su njihovu primjenu na skali od jednog milimetra.Najčešći elektromagnetski motori zahtijevaju minijaturizaciju mnogih kompliciranih komponenti kao što su zavojnice, magneti i ležajevi, te pokazuju ozbiljno rasipanje zakretnog momenta zbog skaliranja.Elektrostatički motori omogućuju izvrsnu skalabilnost korištenjem tehnologije mikroelektromehaničkih sustava (MEMS), ali njihova slaba pokretačka snaga ograničila je njihov daljnji razvoj.
Očekuje se da će piezoelektrični ultrazvučni motori postati mikromotori visokih performansi zbog svoje velike gustoće momenta i jednostavnih komponenti.Najmanji postojeći ultrazvučni motor do sada prijavljen ima metalnu komponentu promjera 0,25 mm i duljine 1 mm.Međutim, njegova ukupna veličina, uključujući mehanizam predopterećenja, iznosi 2-3 mm, a vrijednost momenta mu je premala (47 nNm) za korištenje kao aktuator u mnogim primjenama.
Tomoaki Mashimo, istraživač na Tehnološkom sveučilištu Toyohashi, razvija mikro ultrazvučni motor sa statorom od jednog kubičnog milimetra, kao što je prikazano na slici 1, a to je također jedan od najmanjih ultrazvučnih motora ikada napravljenih.Stator, koji se sastoji od metalne kocke s prolaznim otvorom i pločastim piezoelektričnim elementima pričvršćenim na njegove strane, može se smanjiti bez potrebe za bilo kakvom posebnom strojnom obradom ili metodama sastavljanja.Prototip mikro ultrazvučnog motora postigao je praktični okretni moment od 10 μNm (ako remenica ima radijus od 1 mm, motor može podići uteg od 1 g) i kutnu brzinu od 3000 o/min pri približno 70 Vp-p.Ova vrijednost zakretnog momenta je 200 puta veća od one kod postojećih mikromotora i vrlo je praktična za rotiranje malih objekata kao što su mali senzori i mehanički dijelovi.
Vrijeme objave: 27. veljače 2018