Պիեզոէլեկտրական ուլտրաձայնային շարժիչներն ունեն երկու նշանակալի առավելություններ, մասնավորապես՝ դրանց բարձր էներգիայի խտությունը և պարզ կառուցվածքը, որոնք երկուսն էլ նպաստում են դրանց մանրացմանը:Մենք կառուցել ենք միկրո ուլտրաձայնային շարժիչի նախատիպ՝ օգտագործելով ստատոր՝ մոտավորապես մեկ խորանարդ միլիմետր ծավալով:Մեր փորձերը ցույց են տվել, որ շարժիչի նախատիպը մեկ խորանարդ միլիմետր ստատորով առաջացնում է ավելի քան 10 μNm ոլորող մոմենտ:Այս նոր շարժիչն այժմ ամենափոքր միկրո ուլտրաձայնային շարժիչն է, որը մշակվել է գործնական ոլորող մոմենտով:
Միկրոակտիվատորները անհրաժեշտ են բազմաթիվ ծրագրերի համար՝ սկսած շարժական և կրելի սարքերից մինչև նվազագույն ինվազիվ բժշկական սարքեր:Այնուամենայնիվ, դրանց պատրաստման հետ կապված սահմանափակումները սահմանափակել են դրանց տեղակայումը մեկ միլիմետրանոց մասշտաբով:Ամենատարածված էլեկտրամագնիսական շարժիչները պահանջում են բազմաթիվ բարդ բաղադրիչների մանրացում, ինչպիսիք են կծիկները, մագնիսները և առանցքակալները, և ցույց են տալիս մեծ ոլորող մոմենտ ցրված՝ մասշտաբի պատճառով:Էլեկտրաստատիկ շարժիչները թույլ են տալիս գերազանց մասշտաբայնություն՝ օգտագործելով միկրոէլեկտրամեխանիկական համակարգերի (MEMS) տեխնոլոգիան, սակայն նրանց թույլ շարժիչ ուժը սահմանափակել է դրանց հետագա զարգացումը:
Ակնկալվում է, որ պիեզոէլեկտրական ուլտրաձայնային շարժիչները կդառնան բարձր արդյունավետության միկրոշարժիչներ՝ իրենց մեծ ոլորող մոմենտով խտության և պարզ բաղադրիչների պատճառով:Ամենափոքր գոյություն ունեցող ուլտրաձայնային շարժիչը, որը մինչ օրս հաղորդվել է, ունի մետաղական բաղադրիչ՝ 0,25 մմ տրամագծով և 1 մմ երկարությամբ:Այնուամենայնիվ, դրա ընդհանուր չափը, ներառյալ նախաբեռնման մեխանիզմը, կազմում է 2-3 մմ, և նրա ոլորող մոմենտը չափազանց փոքր է (47 nNm) շատ ծրագրերում որպես մղիչ օգտագործելու համար:
Տոմոակի Մաշիմոն՝ Տոյոհաշիի տեխնոլոգիական համալսարանի հետազոտող, մշակել է միկրո ուլտրաձայնային շարժիչ՝ մեկ խորանարդ միլիմետր ստատորով, ինչպես ցույց է տրված Նկար 1-ում, և այն նաև երբևէ կառուցված ամենափոքր ուլտրաձայնային շարժիչներից է:Ստատորը, որը բաղկացած է մետաղական խորանարդից՝ անցքով և ափսե-պիեզոէլեկտրական տարրերով, որոնք կպչում են իր կողքերին, կարող է փոքրացվել՝ առանց որևէ հատուկ մշակման կամ հավաքման մեթոդների պահանջելու:Միկրո ուլտրաձայնային շարժիչի նախատիպը ձեռք է բերել 10 μNm գործնական ոլորող մոմենտ (եթե ճախարակն ունի 1 մմ շառավիղ, շարժիչը կարող է բարձրացնել 1-գ քաշ) և 3000 ռ/րոպ անկյունային արագություն մոտավորապես 70 Vp-p-ում:Այս մեծ ոլորող մոմենտ արժեքը 200 անգամ ավելի մեծ է, քան գոյություն ունեցող միկրոշարժիչները, և շատ գործնական է փոքր առարկաների պտտման համար, ինչպիսիք են փոքր սենսորները և մեխանիկական մասերը:
Հրապարակման ժամանակը` Փետրվար-27-2018