Kombinieren Sie flexible Scharniere mit piezoelektrischer Betätigung_hinge Knowledge_Tallsen

Piezoelektrische Aktuatoren sind bekannt für ihre glatte Bewegung, hohe Auflösung, hohe Steifheit und hohe Energieumwandlungseffizienz. Sie sind ideal für eine präzise Positionierung in technischen Anwendungen. Diese Aktuatoren haben jedoch in der Regel nur wenige bis zehn Mikronen der Verschiebung, was für viele Anwendungen möglicherweise nicht ausreicht, die einen größeren Bewegungsbereich erfordern.

Um diese Einschränkung zu überwinden, können flexible Scharniere in Verbindung mit piezoelektrischen Aktuatoren verwendet werden. Flexible Scharniere bieten eine reibungslose Bewegung, erfordern keine Schmierung, haben keine Rückschläge oder Reibung und bieten eine hohe Präzision. Sie sind die am besten geeignete Methode, um die Verschiebung der Aktuator zu erreichen. Darüber hinaus liefert der flexible Scharniermechanismus eine geeignete Vorspannung für den piezoelektrischen Aktuator, der verhindert, dass er einer Zugspannung ausgesetzt wird.

Es gibt mehrere typische Beispiele für die Verwendung von Piezoelektrikum -Elementantrieb und flexibler Scharniermechanismusübertragung:

1. Ultra-Prescision-Positionierungstabelle: Das US National Bureau of Standards entwickelte 1978 eine Mikropositionierungs-Workbench für die Messung der Leitungsbreite von Fotomaschs. Die Workbench wird durch piezoelektrische Elemente angetrieben, und der flexible Scharniermechanismus wird zur Verstärkungsverstärkung verwendet. Es ist kompakt, arbeitet in einem Vakuum und kann Objekte in einem Arbeitsbereich von 50 mm mit einer Auflösung von 1 nm oder besser linear positionieren.

2. Scantunneling-Mikroskop (STM): Um den Messbereich von STM zu erweitern, haben Forscher zweidimensionale ultra-präzienhafte Arbeitspläne entwickelt, die von einem piezoelektrisch angetriebenen flexiblen Scharniermechanismus angetrieben werden. Diese Arbeitszeittabellen ermöglichen große Feldmessungen. Zum Beispiel meldete das US National Bureau of Standards eine STM -Sonde von 500 Uhr x 500 Uhr mit einem Sichtfeld von 500 mm. Die X-Y-Workbench wird von piezoelektrischen Blöcken angetrieben, und der flexible Scharniermechanismus hat ein Verschiebungsverstärkungsverhältnis von etwa 18.

3. Ultra-Präzisionsbearbeitung: Inhaber von Mikropositionierungswerkzeugen aus piezoelektrischen Elementen, flexiblen Scharniermechanismen und kapazitiven Sensoren werden zum ultra-Präzisions-Diamantschnitt verwendet. Der Werkzeughalter hat einen Hub von 5UM und eine Positionierungsauflösung von etwa 1 nm. Es wird für Präzisionsverbindungsprozesse wie Laserschweißen verwendet.

4. Druckkopf: Der Druckkopf eines Impact DOT -Matrixdruckers verwendet das Prinzip des Piezoelektrikums und des flexiblen Scharniermechanismus -Getriebes. Der flexible Scharniermechanismus verstärkt die Verschiebung des piezoelektrischen Blocks und treibt die Bewegung der Drucknadel an. Mehrere Drucknadeln bilden den Druckkopf und ermöglichen den Druck von Zeichen aus Punktmatrizen.

5. OPTICAL AUTO FOCUS: In der automatisierten Produktion sind hochpräzise Autofokussysteme erforderlich, um hochwertige Bilder zu erhalten. Traditionelle Motorfahrten haben eine begrenzte Positionierungsgenauigkeit und sind durch die Vergrößerung der objektiven Linse begrenzt. Der piezoelektrische Antrieb mit einem flexiblen Scharniermechanismus bietet eine bessere Wiederholbarkeit und kann sich auf objektive Linsen mit hoher Vergrößerung konzentrieren.

6. Piezoelektrikmotor: Piezoelektrische Motoren können mit Piezoelektrikum und flexibles Scharniermechanismus -Getriebe ausgelegt werden. Diese Motoren können Klemm- und Trittrotation oder lineare Bewegung zwischen Mover und Stator erreichen. Sie können eine hohe Positionierungsgenauigkeit bei niedrigen Geschwindigkeiten bereitstellen und bestimmte Momente oder Kräfte standhalten.

7. Aktive radiale Luftlager: Aktive Radialluftlager verwenden flexible Scharniermechanismen und piezoelektrische Laufwerke, um die radiale Verschiebung einer Welle genau zu steuern. Dies verbessert die Bewegungsgenauigkeit des Schafts im Vergleich zu herkömmlichen Luftlagern.

8. Mikrogreifer: Mikrogreifer werden in Mikroinstrumentenansammlungen, biologischer Zellmanipulation und feine Operation verwendet. Sie verstärken die Verschiebung von piezoelektrischen Aktuatoren durch flexible Scharnierhebelmechanismen, um das Greifen winziger Objekte zu ermöglichen.

Die Verwendung flexibler Scharniere in unterstützenden Strukturen, Verbindungsstrukturen, Anpassungsmechanismen und Messinstrumenten ist in den Bereichen der Präzisionsmechanik -Präzisionsmessung, der Mikron -Technologie und der Nanotechnologie weit verbreitet.

Zusammenfassend bieten flexible Scharniere zahlreiche Vorteile bei der Erzielung von ultra-spezifischen Verschiebung und Positionierung mit piezoelektrischen Aktuatoren. Sie bieten eine reibungslose Bewegung, hohe Präzision und keine Reibung oder Gegenreaktion. Durch die Verwendung flexibler Scharniermechanismen zur Übertragung und Verstärkung der Verschiebung von piezoelektrischen Aktuatoren können Ingenieure größere Bewegungen und eine höhere Genauigkeit in einer Vielzahl von Anwendungen erzielen.