Kombinovanje fleksibilnih šarki sa piezoelektričnim aktualom_hinge znanjem_tallsen

Piezoelektrični aktuatori poznati su po glatkom kretanju, visoku rezoluciju, visoku krutost i visoku efikasnost pretvorbe energije. Idealni su za precizno pozicioniranje u inženjerskim aplikacijama. Međutim, ovi aktuatori obično imaju samo nekoliko desetina mikrona raseljavanja, što možda nije dovoljno za mnoge aplikacije koje zahtijevaju veći raspon kretanja.

Da bi se prevladalo ovo ograničenje, fleksibilne šarke mogu se koristiti u kombinaciji sa piezoelektričnim aktuatorima. Fleksibilne šarke pružaju glatko kretanje, ne zahtijevaju podmazivanje, nemaju povratnu ili trenje i nude visoku preciznost. Oni su najprikladnija metoda za postizanje pomak pokretača. Nadalje, fleksibilni mehanizam šarke pruža odgovarajući preload za piezoelektrični aktuator, sprječavajući da bude izloženo zateznom stresu.

Postoji nekoliko tipičnih primjera korištenja pogona piezoelektričnog elementa i fleksibilnog mjenjača šarke mehanizma:

1. Tabela za pozicioniranje ultra preciznosti: Američki nacionalni biro za standarde razvio je mikrovalnu radnoj tabli 1978. za mjerenje širine linija za mjerenje fotomaških masa. Radni obloge pokreću piezoelektrične elemente, a fleksibilan mehanizam šarke koristi se za pojačavanje pojačanja. Kompaktan je, radi u vakuumu, a može li linearno pozicionirati objekte unutar radnog raspona od 50 mm s rezolucijom 1nm ili bolje.

2. Skeniranje tuneliranja mikroskopa (STM): Proširenje mjernog opsega STM-a, istraživači su razvili dvodimenzionalni ultra precizni radni stanovi pokretani piezoelektričnim čvrstim mehanizmom šarke. Ovi radni stolovi omogućuju veliku mjerenje polja. Na primjer, američki nacionalni biro za standarde izvijestio je 500pm x 500pm STM sonda sa vidnim poljem od 500 mm. X-Y Workbench pokreće piezoelektrični blokovi, a fleksibilni mehanizam šarke ima omjer pojačanja za pomicanje oko 18.

3. Ultra precizna obrada: Micro-pozicioniranje držača za pozicioniranje sastoji se od piezoelektričnih elemenata, fleksibilnih mehanizama šarke i kapacitivni senzori koriste se za ultra preciznu dijamantsku rezanje. Držač alata ima moždani udar od 5UM-a i rezolucije pozicioniranja od oko 1nm. Koristi se za precizne procese veze poput laserskog zavarivanja.

4. Glava za ispis: Glava za ispis utjecaja matričnog štampača utiče na princip piezoelektričnog pogona i fleksibilnog mjenjača mehanizma šarke. Fleksibilni mehanizam šarke pojačava premještanje piezoelektričnog bloka i pokreće kretanje igle za ispis. Višestruke igle za štampanje formiraju glavu za ispis, omogućavajući ispis znakova sastavljenih od matrica Dot.

5. Optički auto fokus: U automatiziranoj proizvodnji potrebni su visoko precizni autofokusni sustavi za dobivanje visokokvalitetnih slika. Tradicionalni motorički pogoni imaju ograničenu tačnost pozicioniranja i ograničeni su povećanjem objektivnih objektiva. Piezoelektrični pogon s fleksibilnim mehanizmom šarke nudi bolju ponovljivost i može se fokusirati na objektivne leće visokom uvećanjem.

6. Piezoelektrični motor: piezoelektrični motori mogu se dizajnirati pomoću piezoelektričnog pogona i fleksibilnog mjenjača mehanizma šarke. Ovi motori mogu postići stezanje i odstupanje rotacije ili linearno kretanje između pokretača i statora. Oni mogu pružiti visoku tačnost pozicioniranja pri malim brzinama i mogu izdržati određene trenutke ili sile.

7. Aktivni radijalni zračni ležajevi: aktivni radijalni zračni ležajevi koriste fleksibilne mehanizme šarke i piezoelektrične pogone da precizno upravljaju radijalnim premještanjem osovine. Ovo poboljšava tačnost pokreta osovine u odnosu na tradicionalni zračni ležajevi.

8. Micro Gripper: Micro Grupe se koriste u sklopu mikro-instrumenata, manipulacije biološke ćelije i finoj operaciji. Oni pojačavaju raseljavanje piezoelektričnih aktuatora kroz fleksibilne mehanizme poluge šarke kako bi se omogućilo hvatanje sitnih objekata.

Upotreba fleksibilnih šarki u pratećim strukturama, priključnim strukturama, mehanizmima podešavanja i mjernim instrumentima široko se primjenjuje u poljima preciznog mehaničkog preciznog mjerenja, mikrona tehnologije i nanotehnologije.

Zaključno, fleksibilni šarke nude brojne prednosti u postizanju ultra preciznog raseljavanja i pozicioniranja sa piezoelektričnim aktuatorima. Omogućuju glatku kretanju, visoku preciznost i bez trenja ili povratnog udarca. Korištenjem fleksibilnih mehanizama šarke za prijenos i pojačavanje premještanja piezoelektričnih aktuatora, inženjeri mogu postići veće pokrete i veću tačnost u širokom rasponu aplikacija.