Mae gan foduron ultrasonic piezoelectrig ddwy fantais sylweddol, sef eu dwysedd ynni uchel a'u strwythur syml, sydd ill dau yn cyfrannu at eu miniaturization.Rydym wedi adeiladu modur micro ultrasonic prototeip gan ddefnyddio stator gyda chyfaint o tua un milimedr ciwbig.Mae ein harbrofion wedi dangos bod y modur prototeip yn cynhyrchu trorym o fwy na 10 μNm gyda stator un milimedr ciwbig.Y modur nofel hwn bellach yw'r modur micro ultrasonic lleiaf sydd wedi'i ddatblygu gyda torque ymarferol.
Mae angen actiwadyddion micro ar gyfer nifer o gymwysiadau, yn amrywio o ddyfeisiau symudol a gwisgadwy i ddyfeisiau meddygol lleiaf ymledol.Fodd bynnag, mae'r cyfyngiadau sy'n gysylltiedig â'u gwneuthuriad wedi cyfyngu ar eu defnydd ar raddfa un milimetr.Mae'r moduron electromagnetig mwyaf cyffredin yn gofyn am finiatureiddio llawer o gydrannau cymhleth megis coiliau, magnetau a Bearings, ac maent yn arddangos gwasgariad trorym difrifol oherwydd y raddfa.Mae moduron electrostatig yn galluogi scalability rhagorol trwy ddefnyddio technoleg systemau microelectromecanyddol (MEMS), ond mae eu grym gyrru gwan wedi cyfyngu ar eu datblygiad pellach.
Disgwylir i foduron ultrasonic piezoelectrig ddod yn ficro-motors perfformiad uchel oherwydd eu dwysedd torque uchel a'u cydrannau syml.Mae gan y modur ultrasonic presennol lleiaf yr adroddwyd amdano hyd yma gydran fetelaidd â diamedr o 0.25 mm a hyd o 1 mm.Fodd bynnag, mae ei gyfanswm maint, gan gynnwys y mecanwaith rhaglwytho, yn cyfateb i 2-3 mm, ac mae ei werth torque yn rhy fach (47 nNm) i'w ddefnyddio fel actuator mewn llawer o gymwysiadau.
Mae Tomoaki Mashimo, ymchwilydd ym Mhrifysgol Technoleg Toyohashi, wedi bod yn datblygu modur micro ultrasonic gyda stator un milimedr ciwbig, fel y dangosir yn Ffig. 1, ac mae hefyd yn un o'r moduron ultrasonic lleiaf a adeiladwyd erioed.Gellir lleihau'r stator, sy'n cynnwys ciwb metelaidd gyda thwll trwodd ac elfennau piezoelectrig plât wedi'u glynu wrth ei ochrau, heb fod angen unrhyw ddulliau peiriannu neu gydosod arbennig.Cyflawnodd y modur micro ultrasonic prototeip trorym ymarferol o 10 μNm (Os oes gan y pwli radiws o 1 mm, gall y modur godi pwysau 1-g) a chyflymder onglog o 3000 rpm ar oddeutu 70 Vp-p.Mae'r gwerth torque hwn 200 gwaith yn fwy na gwerth y moduron micro presennol, ac mae'n ymarferol iawn ar gyfer cylchdroi gwrthrychau bach fel synwyryddion bach a rhannau mecanyddol.
Amser post: Chwefror-27-2018