Пиезоелектричните ултразвучни мотори имаат две значајни предности, имено нивната висока енергетска густина и нивната едноставна структура, што и двете придонесуваат за нивната минијатуризација.Направивме прототип на микро ултразвучен мотор користејќи статор со волумен од приближно еден кубен милиметар.Нашите експерименти покажаа дека прототипот на моторот генерира вртежен момент од повеќе од 10 μNm со статор од еден кубен милиметар.Овој нов мотор сега е најмалиот микро ултразвучен мотор кој е развиен со практичен вртежен момент.
Потребни се микро актуатори за бројни апликации, почнувајќи од мобилни и уреди што се носат до минимално инвазивни медицински уреди.Сепак, ограничувањата поврзани со нивното производство го ограничија нивното распоредување на скала од еден милиметар.Најчестите електромагнетни мотори бараат минијатуризирање на многу комплицирани компоненти како што се намотки, магнети и лежишта и покажуваат сериозно дисипација на вртежниот момент поради скалирањето.Електростатските мотори овозможуваат одлична приспособливост со користење на технологијата за микроелектромеханички системи (MEMS), но нивната слаба движечка сила го ограничи нивниот понатамошен развој.
Пиезоелектричните ултразвучни мотори се очекува да станат микромотори со високи перформанси поради нивната висока густина на вртежен момент и едноставни компоненти.Најмалиот постоечки ултразвучен мотор пријавен до денес има метална компонента со дијаметар од 0,25 mm и должина од 1 mm.Сепак, неговата вкупна големина, вклучувајќи го и механизмот за претходно оптоварување, изнесува 2-3 mm, а вредноста на неговиот вртежен момент е премногу мала (47 nNm) за употреба како активирач во многу апликации.
Томоаки Машимо, истражувач на Технолошкиот универзитет Тојохаши, развива микро ултразвучен мотор со статор од еден кубен милиметар, како што е прикажано на слика 1, а исто така е еден од најмалите ултразвучни мотори некогаш изградени.Статорот, кој се состои од метална коцка со пропустлива дупка и плочка-пиезоелектрични елементи залепени на неговите страни, може да се намали без да се бараат посебни методи на обработка или склопување.Прототипот на микро ултразвучен мотор постигна практичен вртежен момент од 10 μNm (ако макарата има радиус од 1 mm, моторот може да подигне тежина од 1 g) и аголна брзина од 3000 вртежи во минута при приближно 70 Vp-p.Оваа вредност на вртежниот момент е 200 пати поголема од онаа на постоечките микро мотори и е многу практична за ротирање мали предмети како што се мали сензори и механички делови.
Време на објавување: 27 февруари 2018 година