Motoarele cu ultrasunete piezoelectrice au două avantaje semnificative, și anume densitatea lor mare de energie și structura lor simplă, care contribuie ambele la miniaturizarea lor.Am construit un prototip de micromotor cu ultrasunete folosind un stator cu un volum de aproximativ un milimetru cub.Experimentele noastre au arătat că motorul prototip generează un cuplu de peste 10 μNm cu un stator de un milimetru cub.Acest nou motor este acum cel mai mic motor cu ultrasunete care a fost dezvoltat cu un cuplu practic.
Micro actuatoarele sunt necesare pentru numeroase aplicații, de la dispozitive mobile și portabile până la dispozitive medicale minim invazive.Cu toate acestea, limitările asociate cu fabricarea lor au restricționat desfășurarea lor la scara de un milimetru.Cele mai comune motoare electromagnetice necesită miniaturizarea multor componente complicate, cum ar fi bobine, magneți și rulmenți, și prezintă o disipare severă a cuplului datorită scalării.Motoarele electrostatice permit o scalabilitate excelentă prin utilizarea tehnologiei sistemelor microelectromecanice (MEMS), dar forța lor motrice slabă a limitat dezvoltarea lor ulterioară.
Se așteaptă ca motoarele cu ultrasunete piezoelectrice să devină micromotoare de înaltă performanță datorită densității ridicate a cuplului și componentelor simple.Cel mai mic motor cu ultrasunete existent raportat până în prezent are o componentă metalică cu un diametru de 0,25 mm și o lungime de 1 mm.Cu toate acestea, dimensiunea sa totală, inclusiv mecanismul de preîncărcare, se ridică la 2-3 mm, iar valoarea sa de cuplu este prea mică (47 nNm) pentru a fi utilizată ca dispozitiv de acționare în multe aplicații.
Tomoaki Mashimo, cercetător la Universitatea de Tehnologie Toyohashi, a dezvoltat un micromotor cu ultrasunete cu un stator de un milimetru cub, așa cum se arată în Fig. 1, și este, de asemenea, unul dintre cele mai mici motoare cu ultrasunete construite vreodată.Statorul, care cuprinde un cub metalic cu un orificiu traversant și elemente piezoelectrice cu plăci lipite de laturile sale, poate fi redus fără a necesita metode speciale de prelucrare sau asamblare.Prototipul de micromotor cu ultrasunete a atins un cuplu practic de 10 μNm (Dacă scripetele are o rază de 1 mm, motorul poate ridica o greutate de 1 g) și o viteză unghiulară de 3000 rpm la aproximativ 70 Vp-p.Această valoare a cuplului este de 200 de ori mai mare decât cea a micromotoarelor existente și este foarte practică pentru rotirea obiectelor mici, cum ar fi senzori mici și piese mecanice.
Ora postării: 27-feb-2018