שילוב צירים גמישים עם פייזואלקטרי astuation_hinge ידע_טאלסן

מפעילים פיזואלקטריים ידועים בתנועה חלקה, ברזולוציה גבוהה, בקשיחות גבוהה ויעילות המרה באנרגיה גבוהה. הם אידיאליים למיקום מדויק ביישומים הנדסיים. עם זאת, בדרך כלל יש למפעילים אלה רק מעטים לעשרות מיקרון של תזוזה, מה שאולי לא יספיק ליישומים רבים הדורשים טווח תנועה גדול יותר.

כדי להתגבר על מגבלה זו, ניתן להשתמש בצירים גמישים בשילוב עם מפעילים פיזואלקטריים. צירים גמישים מספקים תנועה חלקה, אינם דורשים שימון, אין להם שום התנגשות או חיכוך ומציעים דיוק גבוה. הם השיטה המתאימה ביותר להשגת תזוזת מפעיל. יתר על כן, מנגנון הציר הגמיש מספק טעינה מוקדמת מתאימה למפעיל הפיזואלקטרי, ומונע ממנו להיות נתון למתח מתיחה.

ישנן מספר דוגמאות אופייניות לשימוש בכונן אלמנט פיזואלקטרי והעברת מנגנון ציר גמיש:

1. שולחן מיקום דיוק במיוחד: הלשכה הלאומית לתקנים בארה"ב פיתחה ספסל עבודה מיקרו-מיקום בשנת 1978 למדידת רוחב קו של פוטומיות. ספסל העבודה מונע על ידי אלמנטים פיזואלקטריים, ומנגנון הציר הגמיש משמש להגברת העקירה. הוא קומפקטי, עובד בוואקום ויכול למקם באופן לינארי חפצים בטווח עבודה של 50 מ"מ עם רזולוציה של 1nm ומעלה.

2. סריקת מיקרוסקופ מנהור (STM): כדי להרחיב את טווח המדידה של STM, החוקרים פיתחו חובבי דיוק דו-ממדיים דו-ממדיים המונעים על ידי מנגנון ציר גמיש מונע פיזואלקטרי. נושאי עבודה אלה מאפשרים מדידות שדה גדולות. לדוגמה, הלשכה הלאומית של ארה"ב לתקנים דיווחה על בדיקת STM של 1700 בערב 1700 בערב עם שדה מבט של 500 מ"מ. ספסל העבודה X-Y מונע על ידי בלוקים פיזואלקטריים, ולמנגנון הציר הגמיש יש יחס הגברה של עקירה של בערך 18.

3. עיבוד דיוק במיוחד: מחזיקי כלים למיקרו מיקום המורכבים מאלמנטים פיזואלקטריים, מנגנוני ציר גמישים וחיישנים קיבוליים משמשים לחיתוך יהלום דיוק במיוחד. בעל הכלים יש מכה של 5um ורזולוציית מיקום של בערך 1 ננומטר. הוא משמש לתהליכי חיבור מדויקים כמו ריתוך בלייזר.

4. ראש ההדפסה: ראש ההדפסה של מדפסת מטריצת Dot Dot משתמש בעקרון הכונן הפיזואלקטרי והעברת מנגנון ציר גמיש. מנגנון הציר הגמיש מגביר את העקירה של החסימה הפיזואלקטרית ומניע את תנועת מחט הדפוס. מחטי הדפסה מרובות יוצרים את ראש ההדפסה, ומאפשרים הדפסת תווים המורכבים ממטריצות נקודה.

5. מיקוד אוטומטי אופטי: בייצור אוטומטי, מערכות מיקוד אוטומטי ברמה גבוהה נדרשות כדי להשיג תמונות באיכות גבוהה. לכוננים מוטוריים מסורתיים יש דיוק מיקום מוגבל ומוגבלים על ידי הגדלת העדשה האובייקטיבית. כונן פיזואלקטרי עם מנגנון ציר גמיש מציע יכולת חוזרת טובה יותר ויכול להתמקד בעדשות אובייקטיביות עם הגדלה גבוהה.

6. מנוע פיזואלקטרי: ניתן לתכנן מנועים פיזואלקטריים באמצעות כונן פיזואלקטרי ותמסורת מנגנון ציר גמיש. מנועים אלה יכולים להשיג סיבוב מהדק ודריכה או תנועה ליניארית בין המוביל לסטטור. הם יכולים לספק דיוק מיקום גבוה במהירויות נמוכות ויכולים לעמוד ברגעים או כוחות מסוימים.

7. מיסבי אוויר רדיאליים פעילים: מיסבי אוויר רדיאליים פעילים משתמשים במנגנוני ציר גמישים וכוננים פיזואלקטריים כדי לשלוט במדויק על העקירה הרדיאלית של פיר. זה משפר את דיוק התנועה של הפיר בהשוואה למסבי אוויר מסורתיים.

8. מיקרו אחיזה: מיקרו אחיזות משמשות בהרכבת מיקרו-אינסטרומנט, מניפולציה של תאים ביולוגיים וניתוח עדין. הם מגבירים את העקירה של מפעילים פיזואלקטריים באמצעות מנגנוני מנוף ציר גמישים כדי לאפשר אחיזה של חפצים זעירים.

השימוש בצירים גמישים במבנים תומכים, מבני חיבור, מנגנוני התאמה ומכשירי מדידה מיושם באופן נרחב בתחומי מדידת דיוק מכני מדויק, טכנולוגיית מיקרון וננו -טכנולוגיה.

לסיכום, צירים גמישים מציעים יתרונות רבים בהשגת תזוזה ומיקום מדויקים במיוחד עם מפעילים פיזואלקטריים. הם מספקים תנועה חלקה, דיוק גבוה וללא חיכוך או התנגשות. על ידי שימוש במנגנוני ציר גמישים כדי להעביר ולהגביר את העקירה של מפעילים פיזואלקטריים, מהנדסים יכולים להשיג תנועות גדולות יותר ודיוק גבוה יותר במגוון רחב של יישומים.