Συνδυάζοντας ευέλικτες μεντεσέδες με πιεζοηλεκτρική actuation_hinge knowledge_tallsen

Οι πιεζοηλεκτρικοί ενεργοποιητές είναι γνωστοί για την ομαλή κίνηση τους, την υψηλή ανάλυση, την υψηλή ακαμψία και την αποτελεσματικότητα μετατροπής ενέργειας. Είναι ιδανικά για ακριβή τοποθέτηση σε εφαρμογές μηχανικής. Ωστόσο, αυτοί οι ενεργοποιητές συνήθως έχουν μόνο λίγους σε δεκάδες μικρά μετατόπισης, τα οποία μπορεί να μην είναι επαρκή για πολλές εφαρμογές που απαιτούν μεγαλύτερο εύρος κίνησης.

Για να ξεπεραστεί αυτός ο περιορισμός, οι ευέλικτοι μεντεσέδες μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συνδυασμό με πιεζοηλεκτρικούς ενεργοποιητές. Οι εύκαμπτοι μεντεσέδες παρέχουν ομαλή κίνηση, δεν απαιτούν λίπανση, δεν έχουν αντίδραση ή τριβή και προσφέρουν υψηλή ακρίβεια. Είναι η καταλληλότερη μέθοδος για την επίτευξη μετατόπισης του ενεργοποιητή. Επιπλέον, ο εύκαμπτος μηχανισμός άρθρωσης παρέχει την κατάλληλη προφόρτιση για τον πιεζοηλεκτρικό ενεργοποιητή, εμποδίζοντας τον να υποβληθεί σε τάση εφελκυσμού.

Υπάρχουν αρκετά τυπικά παραδείγματα χρήσης μονάδας δίσκου πιεζοηλεκτρικού στοιχείου και ευέλικτης μετάδοσης μηχανισμού μεντεσέδες:

1. Πίνακας τοποθέτησης Ultra-Precision: Το Εθνικό Γραφείο Προτύπων των ΗΠΑ ανέπτυξε ένα μικρο-θέσεις εργασίας το 1978 για τη μέτρηση πλάτους γραμμής των φωτομέτρων. Ο πάγκος εργασίας οδηγείται από πιεζοηλεκτρικά στοιχεία και ο εύκαμπτος μηχανισμός μεντεσέδες χρησιμοποιείται για την ενίσχυση της μετατόπισης. Είναι συμπαγές, λειτουργεί σε κενό και μπορεί να τοποθετήσει γραμμικά αντικείμενα σε ένα εύρος λειτουργίας 50mm με ανάλυση 1nm ή καλύτερου.

2. Μικροσκόπιο σήραγγας σάρωσης (STM): Για να επεκταθεί η περιοχή μέτρησης του STM, οι ερευνητές έχουν αναπτύξει 2-διαστάσεις υπεριώδεις πίνακες εργασίας που οδηγούνται από έναν πιεζοηλεκτρικά κατευθυνόμενο εύκαμπτο μηχανισμό άρθρωσης. Αυτά τα πίνακες εργασίας επιτρέπουν μεγάλες μετρήσεις πεδίου. Για παράδειγμα, το Εθνικό Γραφείο Προτύπων των ΗΠΑ ανέφερε έναν ανιχνευτή STM 500 μ.μ. x 500 μ.μ. με οπτικό πεδίο 500mm. Ο πάγκος εργασίας X-Y οδηγείται από πιεζοηλεκτρικά μπλοκ και ο εύκαμπτος μηχανισμός άρθρωσης έχει αναλογία ενίσχυσης μετατόπισης περίπου 18.

3. Εξαιρετική κατεργασία: Οι κάτοχοι εργαλείων μικρο-θέσης που αποτελούνται από πιεζοηλεκτρικά στοιχεία, εύκαμπτους μηχανισμούς μεντεσέδας και χωρητικούς αισθητήρες χρησιμοποιούνται για κοπή διαμαντιών εξαιρετικά προδιαγραφής. Ο κάτοχος εργαλείων έχει ένα εγκεφαλικό επεισόδιο 5um και μια ανάλυση τοποθέτησης περίπου 1nm. Χρησιμοποιείται για διαδικασίες σύνδεσης ακριβείας όπως η συγκόλληση με λέιζερ.

4. Κεφαλή εκτύπωσης: Η κεφαλή εκτύπωσης ενός εκτυπωτή κροτίδων κρούσης χρησιμοποιεί την αρχή της πιεζοηλεκτρικής κίνησης και της ευέλικτης μετάδοσης μηχανισμού μεντεσέδες. Ο εύκαμπτος μηχανισμός άρθρωσης ενισχύει τη μετατόπιση του πιεζοηλεκτρικού μπλοκ και οδηγεί την κίνηση της βελόνας εκτύπωσης. Πολλαπλές βελόνες εκτύπωσης σχηματίζουν την κεφαλή εκτύπωσης, επιτρέποντας την εκτύπωση χαρακτήρων που αποτελούνται από μήτρες κουκίδων.

5. Optical Auto Focus: Στην αυτοματοποιημένη παραγωγή, τα συστήματα αυτόματης εστίασης υψηλής ακρίβειας απαιτούνται για την απόκτηση εικόνων υψηλής ποιότητας. Οι παραδοσιακοί κινητήρες έχουν περιορισμένη ακρίβεια τοποθέτησης και περιορίζονται από τη μεγέθυνση του αντικειμενικού φακού. Η πιεζοηλεκτρική κίνηση με έναν εύκαμπτο μηχανισμό μεντεσέδες προσφέρει καλύτερη επαναληψιμότητα και μπορεί να επικεντρωθεί σε αντικειμενικούς φακούς με υψηλή μεγέθυνση.

6. Πιζοηλεκτρικός κινητήρας: Οι πιεζοηλεκτρικοί κινητήρες μπορούν να σχεδιαστούν με τη χρήση πιεζοηλεκτρικής κίνησης και ευέλικτης μετάδοσης μηχανισμού μεντεσέδες. Αυτοί οι κινητήρες μπορούν να επιτύχουν τη σύσφιξη και την περιστροφή των σταδίων ή τη γραμμική κίνηση μεταξύ του κινητήρα και του στάτορα. Μπορούν να παρέχουν υψηλή ακρίβεια τοποθέτησης σε χαμηλές ταχύτητες και μπορούν να αντέξουν σε ορισμένες στιγμές ή δυνάμεις.

7. Ενεργά ρουλεμάν ακτινικού αέρα: Τα ενεργά ρουλεμάν ακτινικού αέρα χρησιμοποιούν ευέλικτους μηχανισμούς μεντεσέδας και πιεζοηλεκτρικές μονάδες για να ελέγχουν με ακρίβεια την ακτινική μετατόπιση ενός άξονα. Αυτό βελτιώνει την ακρίβεια της κίνησης του άξονα σε σύγκριση με τα παραδοσιακά ρουλεμάν αέρα.

8. Micro Gripper: Οι μικρο-λαβές χρησιμοποιούνται στο συγκρότημα μικρο-εισροής, στον χειρισμό των βιολογικών κυττάρων και στην λεπτή χειρουργική επέμβαση. Ενισχύουν τη μετατόπιση των πιεζοηλεκτρικών ενεργοποιητών μέσω ευέλικτων μηχανισμών μοχλού μεντεσέδες για να επιτρέψουν τη σύλληψη μικροσκοπικών αντικειμένων.

Η χρήση ευέλικτων μεντεσέδων σε δομές υποστήριξης, δομές σύνδεσης, μηχανισμούς ρύθμισης και όργανα μέτρησης ισχύει ευρέως στους τομείς της μέτρησης της μηχανικής ακρίβειας ακριβείας, της τεχνολογίας Micron και της νανοτεχνολογίας.

Συμπερασματικά, οι ευέλικτοι μεντεσέδες προσφέρουν πολλά πλεονεκτήματα στην επίτευξη εξαιρετικά προδιαγραφής και τοποθέτηση με πιεζοηλεκτρικούς ενεργοποιητές. Παρέχουν ομαλή κίνηση, υψηλή ακρίβεια και καμία τριβή ή αντίδραση. Χρησιμοποιώντας εύκαμπτους μηχανισμούς μεντεσέδες για τη μεταφορά και την ενίσχυση της μετατόπισης των πιεζοηλεκτρικών ενεργοποιητών, οι μηχανικοί μπορούν να επιτύχουν μεγαλύτερες κινήσεις και υψηλότερη ακρίβεια σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών.