विश्वको सबैभन्दा सानो र शक्तिशाली माइक्रो मोटर्स को अनावरण

पिजोइलेक्ट्रिक अल्ट्रासोनिक मोटर्सका दुई महत्त्वपूर्ण फाइदाहरू छन्, अर्थात् तिनीहरूको उच्च ऊर्जा घनत्व र तिनीहरूको सरल संरचना, जसले तिनीहरूको लघुकरणमा योगदान गर्दछ।हामीले लगभग एक घन मिलिमिटरको भोल्युमको स्टेटर प्रयोग गरेर प्रोटोटाइप माइक्रो अल्ट्रासोनिक मोटर निर्माण गरेका छौं।हाम्रो प्रयोगहरूले देखाएको छ कि प्रोटोटाइप मोटरले एक घन मिलिमिटर स्टेटरको साथ 10 μNm भन्दा बढीको टर्क उत्पन्न गर्दछ।यो उपन्यास मोटर अब सबैभन्दा सानो माइक्रो अल्ट्रासोनिक मोटर हो जुन एक व्यावहारिक टर्क संग विकसित गरिएको छ।

माइक्रो एक्चुएटरहरू धेरै अनुप्रयोगहरूको लागि आवश्यक छ, मोबाइल र पहिरन योग्य उपकरणहरूदेखि न्यूनतम इनवेसिभ मेडिकल उपकरणहरू सम्म।यद्यपि, तिनीहरूको निर्माणसँग सम्बन्धित सीमितताहरूले एक-मिलीमिटर स्केलमा तिनीहरूको तैनातीलाई प्रतिबन्धित गरेको छ।सबैभन्दा सामान्य इलेक्ट्रोम्याग्नेटिक मोटरहरूलाई धेरै जटिल कम्पोनेन्टहरू जस्तै कोइल, म्याग्नेट, र बियरिङहरूको लघुकरण आवश्यक पर्दछ, र स्केलिंगको कारणले गम्भीर टोक़ अपव्यय प्रदर्शन गर्दछ।इलेक्ट्रोस्टेटिक मोटरहरूले माइक्रोइलेक्ट्रोमेकानिकल प्रणाली (MEMS) प्रविधि प्रयोग गरेर उत्कृष्ट स्केलेबिलिटी सक्षम पार्छन्, तर तिनीहरूको कमजोर ड्राइभिङ फोर्सले तिनीहरूको थप विकासलाई सीमित गरेको छ।
पाइजोइलेक्ट्रिक अल्ट्रासोनिक मोटरहरू तिनीहरूको उच्च टोक़ घनत्व र साधारण घटकहरूको कारण उच्च-कार्यक्षमता माइक्रोमोटरहरू हुने अपेक्षा गरिन्छ।अहिलेसम्म रिपोर्ट गरिएको सबैभन्दा सानो अवस्थित अल्ट्रासोनिक मोटरमा ०.२५ मिमी व्यास र १ मिमी लम्बाइ भएको धातुको कम्पोनेन्ट छ।यद्यपि, यसको कुल आकार, प्रिलोड मेकानिजम सहित, 2-3 mm को मात्रा हुन्छ, र यसको टोक़ मान धेरै सानो (47 nNm) धेरै अनुप्रयोगहरूमा एक्चुएटरको रूपमा प्रयोगको लागि छ।
टोयोहाशी युनिभर्सिटी अफ टेक्नोलोजीका अनुसन्धानकर्ता टोमोआकी माशिमोले चित्र १ मा देखाइए अनुसार एक घन मिलिमिटर स्टेटर भएको माइक्रो अल्ट्रासोनिक मोटर विकास गर्दै आएका छन् र यो अहिलेसम्म बनेको सबैभन्दा सानो अल्ट्रासोनिक मोटरहरू मध्ये एक हो।स्ट्याटर, जसमा थ्रु-होल र प्लेट-पिजोइलेक्ट्रिक तत्वहरू यसको छेउमा टाँसिएको मेटालिक क्यूब समावेश गर्दछ, कुनै पनि विशेष मेसिनिंग वा असेंबली विधिहरू आवश्यक बिना मापन गर्न सकिन्छ।प्रोटोटाइप माइक्रो अल्ट्रासोनिक मोटरले 10 μNm को व्यावहारिक टर्क हासिल गर्यो (यदि पुलीको 1 मिमीको त्रिज्या छ भने, मोटरले 1-जी वजन उठाउन सक्छ) र लगभग 70 Vp-p मा 3000 rpm को कोणीय वेग।यो टर्क मान अवस्थित माइक्रो मोटर्सको भन्दा 200 गुणा ठूलो छ, र साना सेन्सरहरू र मेकानिकल भागहरू जस्ता साना वस्तुहरू घुमाउनको लागि धेरै व्यावहारिक छ।