Kombinacija fleksibilnih šarki s piezoelektričnim aktiviranjem_hinge knowles_tallsen

Piezoelektrični pokretači poznati su po glatkom kretanju, visokoj rezoluciji, visokoj krutosti i visokoj učinkovitosti pretvorbe energije. Idealni su za precizno pozicioniranje u inženjerskim aplikacijama. Međutim, ovi pokretači obično imaju samo nekoliko desetaka mikrona pomaka, što možda nije dovoljna za mnoge aplikacije koje zahtijevaju veći raspon pokreta.

Da bi se prevladalo ovo ograničenje, fleksibilne šarke mogu se koristiti zajedno s piezoelektričnim pokretačima. Fleksibilne šarke pružaju glatko kretanje, ne zahtijevaju podmazivanje, nemaju povratnu reakciju ili trenje i nude visoku preciznost. Oni su najprikladnija metoda za postizanje pomaka pokretača. Nadalje, fleksibilni mehanizam zgloba pruža odgovarajuće prednaprezanje piezoelektričnog pokretača, sprječavajući ga da se podvrgne zateznom stresu.

Postoji nekoliko tipičnih primjera korištenja pogona piezoelektričnih elemenata i fleksibilnog prijenosa mehanizma za zglobove:

1. Tablica za ultra precizno pozicioniranje: Američki Nacionalni ured za standarde razvio je mikro-pozicioniranje radne ploče 1978. godine za mjerenje širine linije. Radna ploča pokreće se piezoelektričnim elementima, a fleksibilni mehanizam zgloba koristi se za pojačavanje pomaka. Kompaktan je, radi u vakuumu i može linearno pozicionirati predmete unutar radnog raspona od 50 mm s rezolucijom od 1nm ili bolje.

2. Skeniranje tuneliranog mikroskopa (STM): Za proširenje raspona mjerenja STM, istraživači su razvili dvodimenzionalne ultra precizne radne staze vođene piezoelektrično vođenim fleksibilnim mehanizmom zgloba. Ovi radnici omogućuju velika mjerenja na terenu. Na primjer, američki Nacionalni ured za standarde izvijestio je o sondi STM od 500 sati X 500:00 s vidnim poljem od 500 mm. X-Y Workbench pokreće se piezoelektričnim blokovima, a fleksibilni mehanizam zgloba ima omjer pojačanja pomaka od oko 18.

3. Ultra precizna obrada: Držači alata za mikro-pozicioniranje sastoje se od piezoelektričnih elemenata, fleksibilnih mehanizama zgloba i kapacitivnih senzora koriste se za ultra precizno rezanje dijamanta. Držač alata ima moždani udar od 5UM i rezoluciju pozicioniranja od oko 1nm. Koristi se za precizne procese povezivanja poput laserskog zavarivanja.

4. Glava za ispis: Glava ispisa matrice s matricom Impact Top koristi princip piezoelektričnog pogona i fleksibilnog mjenjača mehanizma zgloba. Fleksibilni mehanizam zgloba pojačava pomak piezoelektričnog bloka i pokreće kretanje igle za tisak. Višestruke igle za ispis tvore glavu za ispis, omogućujući ispis znakova sastavljenih od matrica.

5. Optički automatsko fokusiranje: U automatiziranoj proizvodnji potrebni su visokokvalitetni sustavi za automatsko fokusiranje za dobivanje visokokvalitetnih slika. Tradicionalni motorički pogoni imaju ograničenu točnost pozicioniranja i ograničeni su povećanjem objektivne leće. Piezoelektrični pogon s fleksibilnim mehanizmom šarki nudi bolju ponovljivost i može se usredotočiti na objektivne leće s velikim povećanjem.

6. Piezoelektrični motor: Piezoelektrični motori mogu se dizajnirati pomoću piezoelektričnog pogona i fleksibilnog mjenjača mehanizma zgloba. Ovi motori mogu postići rotaciju stezanja i koraka ili linearno kretanje između pokretača i statora. Oni mogu pružiti visoku točnost pozicioniranja pri malim brzinama i mogu izdržati određene trenutke ili sile.

7. Aktivni radijalni zračni ležajevi: Aktivni radijalni zračni ležajevi koriste fleksibilne mehanizme zgloba i piezoelektrične pogone kako bi precizno kontrolirali radijalni pomak osovine. To poboljšava točnost pokreta osovine u usporedbi s tradicionalnim zračnim ležajevima.

8. Micro Gripper: Mikro hvataljci koriste se u sklopu mikro-instrumenta, biološkoj manipulaciji stanicama i finoj kirurgiji. Oni pojačavaju pomak piezoelektričnih pokretača kroz fleksibilne mehanizme poluge šarke kako bi se omogućilo hvatanje sitnih objekata.

Upotreba fleksibilnih šarki u potpornim strukturama, strukturama priključaka, mehanizmima za prilagodbu i mjernim instrumentima široko je primjenjiva u područjima preciznog mehaničkog preciznog mjerenja, mikrona tehnologije i nanotehnologije.

Zaključno, fleksibilne šarke nude brojne prednosti u postizanju ultra preciznog pomaka i pozicioniranja s piezoelektričnim pokretačima. Omogućuju glatko kretanje, visoku preciznost i bez trenja ili povratne reakcije. Korištenjem fleksibilnih mehanizama zgloba za prijenos i pojačavanje pomaka piezoelektričnih pokretača, inženjeri mogu postići veće pokrete i veću točnost u širokom rasponu primjena.