Inaŭguro de la plej malgrandaj kaj plej potencaj mikromotoroj de la mondo

Inaŭguro de la plej malgrandaj kaj plej potencaj mikromotoroj de la mondo

Piezoelektraj ultrasonaj motoroj havas du signifajn avantaĝojn, nome sian altan energian densecon kaj sian simplan strukturon, kiuj ambaŭ kontribuas al sia miniaturigo.Ni konstruis prototipan mikrosonan motoron uzante statoron kun volumeno de proksimume unu kuba milimetro.Niaj eksperimentoj montris, ke la prototipa motoro generas tordmomanton de pli ol 10 μNm kun unu kuba milimetra statoro.Ĉi tiu nova motoro nun estas la plej malgranda mikro ultrasona motoro, kiu estis evoluigita kun praktika tordmomanto.

TIM图片20180227141052

Mikro-aktuarioj estas necesaj por multaj aplikoj, intervalante de movaj kaj porteblaj aparatoj ĝis minimume enpenetraj medicinaj aparatoj.Tamen, la limigoj asociitaj kun ilia elpensaĵo limigis ilian deplojon je la unu-milimetra skalo.La plej oftaj elektromagnetaj motoroj postulas la miniaturigon de multaj komplikaj komponentoj kiel ekzemple bobenoj, magnetoj, kaj lagroj, kaj elmontras severan tordmomantan disipadon pro la skalo.Elektrostatikaj motoroj ebligas bonegan skaleblon uzante teknologion de mikroelektromekanikaj sistemoj (MEMS), sed ilia malforta mova forto limigis ilian pluevoluigon.
Piezoelektraj ultrasonaj motoroj estas atenditaj iĝi alt-efikecaj mikromotoroj pro sia alta tordmomanta denseco kaj simplaj komponantoj.La plej malgranda ekzistanta ultrasona motoro raportita ĝis nun havas metalan komponanton kun diametro de 0.25 mm kaj longo de 1 mm.Tamen, ĝia totala grandeco, inkluzive de la antaŭŝarĝa mekanismo, sumiĝas al 2-3 mm, kaj ĝia tordmomanto estas tro malgranda (47 nNm) por uzo kiel aktuario en multaj aplikoj.
Tomoaki Mashimo, esploristo ĉe la Teknologia Universitato Toyohashi, disvolvis mikrosonan motoron kun unu kuba milimetra statoro, kiel montrite en Fig. 1, kaj ĝi ankaŭ estas unu el la plej malgrandaj ultrasonaj motoroj iam konstruitaj.La statoro, kiu konsistas el metala kubo kun tratruo kaj plat-piezoelektraj elementoj adheritaj al siaj flankoj, povas esti malgrandigita sen postulado de iuj specialaj maŝinprilaborado aŭ kunigmetodoj.La prototipa mikro ultrasona motoro atingis praktikan tordmomanton de 10 μNm (Se la pulio havas radiuson de 1 mm, la motoro povas levi 1-g-pezon) kaj angulan rapidon de 3000 rpm je proksimume 70 Vp-p.Ĉi tiu tordmomanta valoro estas 200 fojojn pli granda ol tiu de ekzistantaj mikromotoroj, kaj estas tre praktika por turnado de malgrandaj objektoj kiel malgrandaj sensiloj kaj mekanikaj partoj.


Afiŝtempo: Feb-27-2018