A piezoelektromos ultrahangos motoroknak két jelentős előnyük van, nevezetesen nagy energiasűrűségük és egyszerű felépítésük, amelyek egyaránt hozzájárulnak a miniatürizáláshoz.Megépítettünk egy mikro ultrahangos motor prototípusát, körülbelül egy köbmilliméter térfogatú állórész felhasználásával.Kísérleteink kimutatták, hogy a prototípus motor 10 μNm-nél nagyobb nyomatékot generál egy köbmilliméteres állórésszel.Ez az új motor immár a legkisebb mikro ultrahangos motor, amelyet praktikus nyomatékkal fejlesztettek ki.
A mikro működtetők számos alkalmazáshoz szükségesek, a mobil és hordható eszközöktől a minimálisan invazív orvosi eszközökig.A gyártásukkal kapcsolatos korlátok azonban korlátozták a telepítésüket egy milliméteres léptékben.A legelterjedtebb elektromágneses motorok számos bonyolult alkatrész, például tekercsek, mágnesek és csapágyak miniatürizálását igénylik, és a méretezés miatt súlyos nyomatékelvonást mutatnak.Az elektrosztatikus motorok a mikroelektromechanikai rendszerek (MEMS) technológiájával kiváló skálázhatóságot tesznek lehetővé, de gyenge hajtóerejük korlátozta további fejlődésüket.
A piezoelektromos ultrahangos motorok várhatóan nagy teljesítményű mikromotorokká válnak nagy nyomatéksűrűségük és egyszerű alkatrészeik miatt.Az eddig bejelentett legkisebb létező ultrahangos motor 0,25 mm átmérőjű és 1 mm hosszúságú fém alkatrészt tartalmaz.Teljes mérete azonban az előfeszítő mechanizmussal együtt 2-3 mm, nyomatékértéke pedig túl kicsi (47 nNm) ahhoz, hogy sok alkalmazásban hajtóműként használják.
Tomoaki Mashimo, a Toyohashi Műszaki Egyetem kutatója egy köbmilliméteres állórészes mikro-ultrahangos motort fejleszt, amint az 1. ábrán látható, és ez az egyik legkisebb ultrahangos motor, amelyet valaha építettek.Az állórész, amely egy fémkockából áll, átmenő furattal és az oldalaira tapasztott lemezes piezoelektromos elemekkel, különösebb megmunkálási vagy összeszerelési eljárás nélkül kicsinyíthető.A prototípus mikro-ultrahangos motor 10 μNm gyakorlati nyomatékot ért el (ha a szíjtárcsa sugara 1 mm, a motor 1 grammos súlyt képes felemelni), és 3000 ford./perc szögsebességet ért el körülbelül 70 Vp-p mellett.Ez a nyomatékérték 200-szor nagyobb, mint a meglévő mikromotoroké, és nagyon praktikus kis tárgyak, például kis érzékelők és mechanikai alkatrészek forgatásához.
Feladás időpontja: 2018.02.27