Motor ultrasonik piezoelektrik memiliki dua keunggulan signifikan, yaitu kepadatan energinya yang tinggi dan strukturnya yang sederhana, yang keduanya berkontribusi pada miniaturisasinya.Kami telah membangun prototipe motor ultrasonik mikro menggunakan stator dengan volume sekitar satu milimeter kubik.Eksperimen kami telah menunjukkan bahwa motor prototipe menghasilkan torsi lebih dari 10 Nm dengan stator satu milimeter kubik.Motor baru ini sekarang menjadi motor ultrasonik mikro terkecil yang telah dikembangkan dengan torsi praktis.
Aktuator mikro diperlukan untuk berbagai aplikasi, mulai dari perangkat seluler dan perangkat wearable hingga perangkat medis invasif minimal.Namun, keterbatasan yang terkait dengan pembuatannya telah membatasi penyebarannya pada skala satu milimeter.Motor elektromagnetik yang paling umum memerlukan miniaturisasi banyak komponen rumit seperti kumparan, magnet, dan bantalan, dan menunjukkan disipasi torsi yang parah karena penskalaan.Motor elektrostatik memungkinkan skalabilitas yang sangat baik dengan menggunakan teknologi sistem mikroelektromekanis (MEMS), tetapi kekuatan penggeraknya yang lemah telah membatasi pengembangan lebih lanjut.
Motor ultrasonik piezoelektrik diharapkan menjadi motor mikro berperforma tinggi karena kepadatan torsi yang tinggi dan komponen yang sederhana.Motor ultrasonik terkecil yang ada hingga saat ini dilaporkan memiliki komponen logam dengan diameter 0,25 mm dan panjang 1 mm.Namun, ukuran totalnya, termasuk mekanisme preload, berjumlah 2-3 mm, dan nilai torsinya terlalu kecil (47 nNm) untuk digunakan sebagai aktuator di banyak aplikasi.
Tomoaki Mashimo, seorang peneliti di Toyohashi University of Technology, telah mengembangkan motor ultrasonik mikro dengan stator satu milimeter kubik, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1, dan juga merupakan salah satu motor ultrasonik terkecil yang pernah dibuat.Stator, yang terdiri dari kubus logam dengan lubang tembus dan elemen piezoelektrik pelat yang menempel pada sisinya, dapat diperkecil tanpa memerlukan metode pemesinan atau perakitan khusus.Prototipe motor ultrasonik mikro mencapai torsi praktis 10 Nm (Jika puli memiliki radius 1 mm, motor dapat mengangkat beban 1-g) dan kecepatan sudut 3000 rpm pada sekitar 70 Vp-p.Nilai torsi ini 200 kali lebih besar dari motor mikro yang ada, dan sangat praktis untuk memutar benda kecil seperti sensor kecil dan bagian mekanis.
Waktu posting: Feb-27-2018