Yhdistämällä joustavat saranat pietsosähköisen Actituation_hinge Knowledge_tallsenin kanssa

Pietsosähköiset toimilaitteet tunnetaan sileästä liikkeestä, korkeasta resoluutiosta, korkeasta jäykkyydestä ja korkeasta energian muuntamistehokkuudesta. Ne ovat ihanteellisia tarkkaan sijoittamiseen tekniikan sovelluksissa. Näillä toimilaitoksilla on kuitenkin tyypillisesti vain muutama tai kymmeniä mikronia siirtymistä, mikä ei välttämättä riitä monille sovelluksille, jotka vaativat suuremman liikealueen.

Tämän rajoituksen voittamiseksi voidaan käyttää joustavia saranoja yhdessä pietsosähköisten toimilaitteiden kanssa. Joustavat saranat tarjoavat sujuvaa liikettä, eivät vaadi voitelua, niillä ei ole takausta tai kitkaa ja tarjoavat suurta tarkkuutta. Ne ovat sopivin menetelmä toimilaitteen siirtymisen saavuttamiseksi. Lisäksi joustava saranamekanismi tarjoaa asianmukaisen esikuormituksen pietsosähköiselle toimilaitteelle estäen sen altistumisen vetolujuudelle.

Pietsosähköisten elementtien ja joustavan saranamekanismin siirron käytöstä on useita tyypillisiä esimerkkejä:

1. Erittäin varmuuden paikannustaulukko: Yhdysvaltain kansallinen standardilaitos kehitti vuonna 1978 mikroasennuksen työpöydälle valonleveyden mittaamiseksi. Työpohjaa ohjaa pietsosähköiset elementit, ja joustavaa saranamekanismia käytetään siirtymän monistamiseen. Se on kompakti, toimii tyhjössä ja voi lineaarisesti sijainti -esineitä työalueella 50 mm ja resoluutio 1 nm tai parempi.

2. Skannaustunnelimikroskooppi (STM): STM: n mittausalueen laajentamiseksi tutkijat ovat kehittäneet 2-ulotteisen erittäin tarkan työtaulun, jota ohjaavat pietsosektrisesti ajettu joustava saranamekanismi. Nämä työtaululaiset sallivat suuret kenttämittaukset. Esimerkiksi Yhdysvaltain kansallinen standardirakennus ilmoitti 500 pm x 500 pm STM -anturin, jolla oli 500 mm: n näkökenttä. X-Y-työpöytää ohjaavat pietsosähköiset lohkot, ja joustavan saranamekanismin siirtymävahvistussuhde on noin 18.

3. Erittäin varmennuksen koneistus: Pietsosähköisistä elementeistä, joustavista saranamekanismeista ja kapasitiivisista antureista koostuvat mikroasennuksen työkalujen pidikkeet käytetään erittäin tarkan timantin leikkaamiseen. Työkalun haltijan isku on 5um ja paikannusresoluutio noin 1 nm. Sitä käytetään tarkkuusyhteysprosesseihin, kuten laserhitsaukseen.

4. Tulostuspää: Impact Dot Matrix -tulostimen tulostuspää käyttää pietsosähköisen aseman ja joustavan saranamekanismin lähetyksen periaatetta. Joustava saranamekanismi vahvistaa pietsosähköisen lohkon siirtymistä ja ajaa tulostusneulan liikkumista. Useat tulostusneulat muodostavat tulostuspään, mikä mahdollistaa pisteiden matriiseista koostuvien merkkien tulostamisen.

5. Optinen automaattinen tarkennus: Automaattisessa tuotannossa vaaditaan korkean tarkkuuden automaattitarkennusjärjestelmiä korkealaatuisten kuvien saamiseksi. Perinteisillä moottori -asemilla on rajoitettu paikannustarkkuus, ja niitä rajoittaa objektiivilinssin suurennus. Pietsosähköinen käyttö joustavalla saranamekanismilla tarjoaa paremman toistettavuuden ja voi keskittyä objektiivilinsseihin, joilla on suuri suurennus.

6. Pietsosähköinen moottori: pietsosähköiset moottorit voidaan suunnitella pietsosähköisen käyttöympäristön ja joustavan saranamekanismin läpäisyn avulla. Nämä moottorit voivat saavuttaa kiinnitys- ja askeleen kiertoa tai lineaarista liikettä muuttajan ja staattorin välillä. Ne voivat tarjota korkean paikannustarkkuuden alhaisella nopeudella ja kestävät tiettyjä momentteja tai voimia.

7. Aktiiviset säteittäiset ilmalaakerit: Aktiiviset säteittäiset ilmalaakerit käyttävät joustavia saranamekanismeja ja pietsosähköisiä asemia akselin säteittäistä siirtymistä tarkkaan. Tämä parantaa akselin liiketarkkuutta perinteisiin ilmalaakereihin verrattuna.

8. Mikrokipu: Mikrohippareita käytetään mikro-instrumenttikokoonpanossa, biologisten solujen manipuloinnissa ja hienossa leikkauksessa. Ne monistavat pietsosähköisten toimilaitteiden siirtymistä joustavien saranan vivumekanismien kautta pienten esineiden tarttumisen mahdollistamiseksi.

Joustavien saranojen käyttöä tukirakenteissa, liitäntärakenteissa, säätömekanismeissa ja mittausvälineissä on laajalti sovellettavissa tarkkuuden mekaanisen tarkkuuden mittauksen, mikronitekniikan ja nanoteknologian aloilla.

Yhteenvetona voidaan todeta, että joustavat saranat tarjoavat lukuisia etuja erittäin varovaisen siirtymän ja sijoittamisen saavuttamisessa pietsosähköisten toimilaitteiden kanssa. Ne tarjoavat sileän liikkeen, suuren tarkkuuden eikä kitkaa tai takaiskua. Käyttämällä joustavia saranamekanismeja pietsosähköisten toimilaitteiden siirtymisen siirtämiseksi ja monistamiseksi insinöörit voivat saavuttaa suurempia liikkeitä ja suuremman tarkkuuden monissa sovelluksissa.