Predstavljanje najmanjih i najsnažnijih mikro motora na svijetu

Predstavljanje najmanjih i najsnažnijih mikro motora na svijetu

Piezoelektrični ultrazvučni motori imaju dvije značajne prednosti, a to su visoku gustoću energije i jednostavnu strukturu, što doprinosi njihovoj minijaturizaciji.Napravili smo prototip mikro ultrazvučnog motora koristeći stator zapremine približno jedan kubni milimetar.Naši eksperimenti su pokazali da prototip motora generiše obrtni moment veći od 10 μNm sa statorom od jednog kubnog milimetra.Ovaj novi motor je sada najmanji mikro ultrazvučni motor koji je razvijen sa praktičnim obrtnim momentom.

TIM图片20180227141052

Mikro aktuatori su potrebni za brojne aplikacije, od mobilnih i nosivih uređaja do minimalno invazivnih medicinskih uređaja.Međutim, ograničenja povezana s njihovom izradom ograničila su njihovu primjenu na skali od jednog milimetra.Najčešći elektromagnetski motori zahtevaju minijaturizaciju mnogih komplikovanih komponenti kao što su zavojnice, magneti i ležajevi, i pokazuju ozbiljno rasipanje obrtnog momenta zbog skaliranja.Elektrostatički motori omogućavaju odličnu skalabilnost korišćenjem tehnologije mikroelektromehaničkih sistema (MEMS), ali je njihova slaba pokretačka snaga ograničila njihov dalji razvoj.
Očekuje se da će piezoelektrični ultrazvučni motori postati mikromotori visokih performansi zbog svoje velike gustine obrtnog momenta i jednostavnih komponenti.Najmanji postojeći ultrazvučni motor prijavljen do danas ima metalnu komponentu prečnika 0,25 mm i dužine od 1 mm.Međutim, njegova ukupna veličina, uključujući mehanizam prednaprezanja, iznosi 2-3 mm, a vrijednost momenta mu je premala (47 nNm) za korištenje kao aktuator u mnogim aplikacijama.
Tomoaki Mashimo, istraživač na Tehnološkom univerzitetu Toyohashi, razvija mikro ultrazvučni motor sa statorom od jednog kubnog milimetra, kao što je prikazano na slici 1, i to je također jedan od najmanjih ultrazvučnih motora ikada napravljenih.Stator, koji se sastoji od metalne kocke s prolaznom rupom i pločastim piezoelektričnim elementima nalijepljenim na njegove strane, može se smanjiti bez potrebe za bilo kakvom posebnom obradom ili montažom.Prototip mikro ultrazvučnog motora postigao je praktični obrtni moment od 10 μNm (ako remenica ima radijus od 1 mm, motor može podići težinu od 1 g) i ugaonu brzinu od 3000 o/min pri približno 70 Vp-p.Ova vrijednost momenta je 200 puta veća od vrijednosti postojećih mikro motora, i vrlo je praktična za rotiranje malih objekata kao što su mali senzori i mehanički dijelovi.


Vrijeme objave: Feb-27-2018