Os motores ultrassônicos piezoelétricos têm duas vantagens significativas, a saber, sua alta densidade de energia e sua estrutura simples, que contribuem para sua miniaturização.Construímos um protótipo de micro motor ultrassônico usando um estator com volume de aproximadamente um milímetro cúbico.Nossos experimentos mostraram que o motor protótipo gera um torque de mais de 10 μNm com um estator de um milímetro cúbico.Este novo motor é agora o menor motor micro ultrassônico desenvolvido com um torque prático.
Os microatuadores são necessários para inúmeras aplicações, desde dispositivos móveis e vestíveis até dispositivos médicos minimamente invasivos.No entanto, as limitações associadas à sua fabricação restringiram sua implantação na escala de um milímetro.Os motores eletromagnéticos mais comuns exigem a miniaturização de muitos componentes complicados, como bobinas, ímãs e rolamentos, e exibem severa dissipação de torque devido à escala.Os motores eletrostáticos permitem excelente escalabilidade usando a tecnologia de sistemas microeletromecânicos (MEMS), mas sua força motriz fraca limitou seu desenvolvimento.
Espera-se que os motores ultrassônicos piezoelétricos se tornem micromotores de alto desempenho devido à sua alta densidade de torque e componentes simples.O menor motor ultrassônico existente relatado até o momento possui um componente metálico com diâmetro de 0,25 mm e comprimento de 1 mm.No entanto, seu tamanho total, incluindo o mecanismo de pré-carga, é de 2-3 mm e seu valor de torque é muito pequeno (47 nNm) para uso como atuador em muitas aplicações.
Tomoaki Mashimo, pesquisador da Universidade de Tecnologia de Toyohashi, vem desenvolvendo um micromotor ultrassônico com um estator de um milímetro cúbico, como mostrado na Fig. 1, e também é um dos menores motores ultrassônicos já construídos.O estator, composto por um cubo metálico com furo passante e elementos piezoelétricos de placa aderidos às suas laterais, pode ser reduzido sem a necessidade de nenhum método especial de usinagem ou montagem.O protótipo do micromotor ultrassônico atingiu um torque prático de 10 μNm (se a polia tiver um raio de 1 mm, o motor pode levantar um peso de 1 g) e uma velocidade angular de 3000 rpm a aproximadamente 70 Vp-p.Este valor de torque é 200 vezes maior que o dos micro motores existentes e é muito prático para girar pequenos objetos como pequenos sensores e peças mecânicas.
Horário da postagem: 27 de fevereiro de 2018