Kombinácia flexibilných závesov s piezoelektrickým aktiváciou_hinge vedomosti_tallsen

Piezoelektrické ovládače sú známe svojím hladkým pohybom, vysokým rozlíšením, vysokou tuhosťou a účinnosťou premeny s vysokou energiou. Sú ideálne na presné umiestnenie v inžinierskych aplikáciách. Tieto ovládače však zvyčajne majú len niekoľko až desiatky mikrónov vytesnenia, čo nemusí stačiť pre mnoho aplikácií, ktoré si vyžadujú väčší rozsah pohybu.

Na prekonanie tohto obmedzenia sa môžu flexibilné pánty použiť v spojení s piezoelektrickými ovládačmi. Flexibilné pánty poskytujú hladký pohyb, nevyžadujú mazanie, nemajú odpor alebo trenie a ponúkajú vysokú presnosť. Sú najvhodnejšou metódou na dosiahnutie posunu ovládača. Ďalej, flexibilný mechanizmus závesu poskytuje vhodné predpätie pre piezoelektrický ovládač, ktorý mu bráni v ťahu v ťahu.

Existuje niekoľko typických príkladov použitia pohonu piezoelektrických prvkov a flexibilného prenosu mechanizmu závesu:

1. Tabuľka ultra presnosti polohovanie: Národný úrad pre normy USA vyvinul v roku 1978 pracovný stôl na mikropolievách na meranie šírky šírky linky. Pracovník je poháňaný piezoelektrickými prvkami a na zosilnenie posunu sa používa flexibilný mechanizmus závesu. Je kompaktný, pracuje vo vákuu a môže lineárne umiestniť objekty v pracovnom rozsahu 50 mm s rozlíšením 1nm alebo lepšie.

2. Skenovací tunelovací mikroskop (STM): Na rozšírenie rozsahu merania STM vyvinuli vedci dvojrozmerné ultra-presné pracovné práce riadené piezoelekticky riadeným flexibilným mechanizmom závesu. Tieto pracovné miesta umožňujú veľké merania v teréne. Napríklad americký Národný úrad pre normy oznámil sondu STM s rozmermi 500 pm 500pm s výhľadom na 500 mm. Workbench X-Y je poháňaný piezoelektrickými blokmi a flexibilný mechanizmus závesu má pomer zosilnenia posunu asi 18.

3. Ultra-presné obrábanie: Držitelia mikro pripevňovacích nástrojov zložené z piezoelektrických prvkov, flexibilných mechanizmov závesu a kapacitných senzorov sa používajú na ultra-presné diamantové rezanie. Držiak nástroja má mŕtvicu 5UM a rozlíšenie umiestnenia asi 1 nm. Používa sa na procesy presného pripojenia, ako je laserové zváranie.

4. Tlačová hlava: Print hlava tlačovej matrice nárazovej bodky využíva princíp piezoelektrickej jednotky a flexibilného prenosu mechanizmu závesu. Flexibilný mechanizmus závesu zosilňuje posunutie piezoelektrického bloku a poháňa pohyb tlačovej ihly. Viacnásobné tlačové ihly tvoria tlačovú hlavu, čo umožňuje tlač znakov zložených z bodových matíc.

5. Optické automatické zameranie: V automatizovanej výrobe sú na získanie vysokokvalitných obrázkov potrebné vysoko presné systémy automatického zaostrovania. Tradičné motorové jednotky majú obmedzenú presnosť umiestnenia a sú obmedzené zväčšením objektívnej šošovky. Piezoelektrická jednotka s flexibilným mechanizmom závesu ponúka lepšiu opakovateľnosť a môže sa zamerať na objektívne šošovky s vysokým zväčšením.

6. Piezoelektrický motor: Piezoelektrické motory môžu byť navrhnuté pomocou piezoelektrického pohonu a flexibilného prenosu mechanizmu závesu. Tieto motory môžu dosiahnuť upínanie a krokovú rotáciu alebo lineárny pohyb medzi pohybom a statorom. Môžu zabezpečiť vysokú presnosť umiestnenia pri nízkych rýchlostiach a vydrží určité chvíle alebo sily.

7. Aktívne radiálne vzduchové ložiská: Aktívne ložiská radiálneho vzduchu využívajú flexibilné mechanizmy závesu a piezoelektrické jednotky na presné riadenie radiálneho posunu hriadeľa. To zlepšuje presnosť pohybu hriadeľa v porovnaní s tradičnými vzduchovými ložiskami.

8. Micro Gripper: Micro Grippers sa používajú pri zostavovaní mikroinstrumentu, manipulácii s biologickými bunkami a jemnej chirurgii. Zosilňujú posunutie piezoelektrických ovládačov prostredníctvom flexibilných mechanizmov páky závesu, aby sa umožnilo uchopenie malých predmetov.

Použitie flexibilných závesov pri podporných štruktúrach, štruktúrach pripojenia, úpravy a meracích prístrojov je široko uplatniteľné v oblastiach presnej mechanickej presnosti merania, technológie mikrónov a nanotechnológie.

Záverom možno povedať, že flexibilné pánty ponúkajú početné výhody pri dosahovaní ultra predchádzajúceho vysídlenia a umiestnenia piezoelektrických ovládačov. Poskytujú hladký pohyb, vysokú presnosť a žiadne trenie alebo odpor. Použitím flexibilných mechanizmov závesu na prenos a zosilnenie posunu piezoelektrických ovládačov môžu inžinieri dosiahnuť väčšie pohyby a vyššiu presnosť v širokej škále aplikácií.