Pjezoelektriniai ultragarsiniai varikliai turi du reikšmingus privalumus, būtent didelį energijos tankį ir paprastą struktūrą, kurie abu prisideda prie jų miniatiūrizavimo.Sukūrėme mikro ultragarsinio variklio prototipą, naudodami maždaug vieno kubinio milimetro statorių.Mūsų eksperimentai parodė, kad variklio prototipas sukuria didesnį nei 10 μNm sukimo momentą su vieno kubinio milimetro statoriumi.Šis naujas variklis dabar yra mažiausias ultragarsinis mikro variklis, sukurtas naudojant praktišką sukimo momentą.
Mikropavaros reikalingos daugeliui programų, pradedant mobiliaisiais ir nešiojamaisiais įrenginiais, baigiant minimaliai invaziniais medicinos prietaisais.Tačiau su jų gamyba susiję apribojimai apribojo jų diegimą vieno milimetro skalėje.Dažniausiai naudojamiems elektromagnetiniams varikliams reikia miniatiūrizuoti daugybę sudėtingų komponentų, tokių kaip ritės, magnetai ir guoliai, o sukimo momentas labai išsisklaido dėl mastelio.Elektrostatiniai varikliai užtikrina puikų mastelio keitimą naudojant mikroelektromechaninių sistemų (MEMS) technologiją, tačiau silpna jų varomoji jėga apribojo tolesnę jų plėtrą.
Tikimasi, kad pjezoelektriniai ultragarsiniai varikliai taps didelio našumo mikrovarikliais dėl didelio sukimo momento tankio ir paprastų komponentų.Mažiausias esamas ultragarsinis variklis, apie kurį pranešta iki šiol, turi 0,25 mm skersmens ir 1 mm ilgio metalinį komponentą.Tačiau jo bendras dydis, įskaitant išankstinės apkrovos mechanizmą, yra 2–3 mm, o sukimo momento vertė yra per maža (47 nNm), kad būtų galima naudoti kaip pavarą daugelyje programų.
Toyohashi technologijos universiteto mokslininkas Tomoaki Mashimo kūrė mikro ultragarsinį variklį su vieno kubinio milimetro statoriumi, kaip parodyta 1 pav., ir tai yra vienas mažiausių kada nors pagamintų ultragarsinių variklių.Statoriaus, kurį sudaro metalinis kubas su kiauryme ir prie jo šonų priklijuotų plokštelinių pjezoelektrinių elementų, mastelį galima sumažinti nereikalaujant jokių specialių apdirbimo ar surinkimo metodų.Mikro ultragarsinio variklio prototipas pasiekė praktinį 10 μNm sukimo momentą (jei skriemulio spindulys yra 1 mm, variklis gali pakelti 1 g svorį) ir 3000 aps./min. kampinį greitį esant maždaug 70 Vp-p.Ši sukimo momento vertė yra 200 kartų didesnė nei esamų mikro variklių ir yra labai praktiška sukant mažus objektus, tokius kaip maži jutikliai ir mechaninės dalys.
Paskelbimo laikas: 2018-02-27