Pjezoelektriskajiem ultraskaņas motoriem ir divas būtiskas priekšrocības, proti, to augstais enerģijas blīvums un vienkāršā struktūra, kas abas veicina to miniaturizāciju.Mēs esam uzbūvējuši mikro ultraskaņas motora prototipu, izmantojot statoru, kura tilpums ir aptuveni viens kubikmilimetrs.Mūsu eksperimenti ir parādījuši, ka motora prototips ar viena kubikmilimetra statoru rada griezes momentu, kas pārsniedz 10 μNm.Šis jaunais motors tagad ir mazākais mikro ultraskaņas motors, kas ir izstrādāts ar praktisku griezes momentu.
Mikropievadi ir nepieciešami daudziem lietojumiem, sākot no mobilajām un valkājamām ierīcēm līdz minimāli invazīvām medicīnas ierīcēm.Tomēr ar to izgatavošanu saistītie ierobežojumi ir ierobežojuši to izvietošanu viena milimetra mērogā.Visizplatītākajiem elektromagnētiskajiem motoriem ir nepieciešams miniaturizēt daudzus sarežģītus komponentus, piemēram, spoles, magnētus un gultņus, un tiem ir liela griezes momenta izkliede mērogošanas dēļ.Elektrostatiskie motori nodrošina izcilu mērogojamību, izmantojot mikroelektromehānisko sistēmu (MEMS) tehnoloģiju, taču to vājais dzinējspēks ir ierobežojis to turpmāko attīstību.
Paredzams, ka pjezoelektriskie ultraskaņas motori kļūs par augstas veiktspējas mikromotoriem to augstā griezes momenta blīvuma un vienkāršo komponentu dēļ.Mazākajam esošajam ultraskaņas motoram, par kuru ziņots līdz šim, ir metāla sastāvdaļa ar diametru 0,25 mm un garumu 1 mm.Tomēr tā kopējais izmērs, ieskaitot priekšslodzes mehānismu, ir 2–3 mm, un tā griezes momenta vērtība ir pārāk maza (47 nNm), lai to izmantotu kā izpildmehānismu daudzos lietojumos.
Toyohashi Tehnoloģiju universitātes pētnieks Tomoaki Mashimo ir izstrādājis mikro ultraskaņas motoru ar viena kubikmilimetra statoru, kā parādīts 1. attēlā, un tas ir arī viens no mazākajiem ultraskaņas motoriem, kāds jebkad ir uzbūvēts.Statoru, kas sastāv no metāla kuba ar caurumu un malām piestiprinātiem plākšņu pjezoelektriskiem elementiem, var samazināt, neprasot nekādas īpašas apstrādes vai montāžas metodes.Mikro ultraskaņas motora prototips sasniedza praktisko griezes momentu 10 μNm (ja skriemeļa rādiuss ir 1 mm, motors var pacelt 1 g smagumu) un leņķisko ātrumu 3000 apgr./min pie aptuveni 70 Vp-p.Šī griezes momenta vērtība ir 200 reižu lielāka nekā esošajiem mikromotoriem, un tā ir ļoti praktiska nelielu objektu, piemēram, mazu sensoru un mehānisku daļu, rotēšanai.
Ievietošanas laiks: 27.02.2018