Ang piezoelectric ultrasonic motors ay may dalawang makabuluhang pakinabang, lalo na ang kanilang mataas na density ng enerhiya at ang kanilang simpleng istraktura, na parehong nag-aambag sa kanilang miniaturization.Nakagawa kami ng prototype na micro ultrasonic na motor gamit ang isang stator na may volume na humigit-kumulang isang cubic millimeter.Ipinakita ng aming mga eksperimento na ang prototype na motor ay bumubuo ng isang metalikang kuwintas na higit sa 10 μNm na may isang cubic millimeter stator.Ang nobelang motor na ito ay ngayon ang pinakamaliit na micro ultrasonic na motor na binuo na may praktikal na metalikang kuwintas.
Ang mga micro actuator ay kailangan para sa maraming application, mula sa mga mobile at wearable na device hanggang sa minimally invasive na mga medikal na device.Gayunpaman, ang mga limitasyon na nauugnay sa kanilang katha ay naghigpit sa kanilang pag-deploy sa sukat na isang milimetro.Ang pinakakaraniwang mga electromagnetic na motor ay nangangailangan ng miniaturization ng maraming kumplikadong mga bahagi tulad ng mga coils, magnet, at bearings, at nagpapakita ng matinding torque dissipation dahil sa scaling.Ang mga electrostatic na motor ay nagbibigay-daan sa mahusay na scalability sa pamamagitan ng paggamit ng microelectromechanical system (MEMS) na teknolohiya, ngunit ang kanilang mahinang puwersa sa pagmamaneho ay limitado ang kanilang karagdagang pag-unlad.
Ang piezoelectric ultrasonic motors ay inaasahang magiging high-performance micromotors dahil sa kanilang mataas na torque density at simpleng mga bahagi.Ang pinakamaliit na umiiral na ultrasonic motor na iniulat hanggang sa kasalukuyan ay may bahaging metal na may diameter na 0.25 mm at may haba na 1 mm.Gayunpaman, ang kabuuang sukat nito, kabilang ang mekanismo ng preload, ay umaabot sa 2-3 mm, at ang halaga ng torque nito ay masyadong maliit (47 nNm) para magamit bilang isang actuator sa maraming aplikasyon.
Si Tomoaki Mashimo, isang researcher sa Toyohashi University of Technology, ay gumagawa ng micro ultrasonic motor na may isang cubic millimeter stator, tulad ng ipinapakita sa Fig. 1, at isa rin ito sa pinakamaliit na ultrasonic motors na ginawa.Ang stator, na binubuo ng isang metallic cube na may through-hole at plate-piezoelectric na elemento na nakadikit sa mga gilid nito, ay maaaring bawasan nang hindi nangangailangan ng anumang espesyal na pamamaraan ng machining o assembly.Nakamit ng prototype micro ultrasonic motor ang praktikal na torque na 10 μNm (Kung ang pulley ay may radius na 1 mm, ang motor ay maaaring magbuhat ng 1-g weight) at angular na bilis na 3000 rpm sa humigit-kumulang 70 Vp-p.Ang halaga ng torque na ito ay 200 beses na mas malaki kaysa sa umiiral na mga micro motor, at napakapraktikal para sa pag-ikot ng maliliit na bagay tulad ng maliliit na sensor at mga mekanikal na bahagi.
Oras ng post: Peb-27-2018