Комбиновање флексибилних шарка са пиезоелектричном актуетијом_хинге знања_Таллсен

Пиезоелектрични актуатори су познати по глатком покрету, високу резолуцију, високу крутост и високу ефикасност претворбе енергије. Идеални су за прецизно позиционирање у инжењерским апликацијама. Међутим, ови актуатори обично имају само неколико до десетина микрона расељавања, што можда није довољно за многе апликације које захтевају већи распон кретања.

Да би се превазишао овај ограничење, флексибилне шарке се могу користити у комбинацији са питакоелектричним актуаторима. Флексибилне шарке омогућавају глатко кретање, не захтевају подмазивање, немају повратну траку или трење и нуде велику прецизност. Они су најприкладнији метод за постизање расељавања актуатора. Поред тога, флексибилни механизам шарке пружа одговарајуће предње у предлогу пиезоелектричном актуатору, спречавајући га да буде подвргнут затезном стресу.

Постоји неколико типичних примера коришћења пиезоелектричног погона елемента и флексибилног мењачког механизма шарке:

1. Ултра прецизни Табела позиционирања: Амерички национални биро за стандарде развио је радни ћебер за микро позиционирање 1978. године за мерење ширине линија фотомаскса. Радни ћеловити се пиезоелектрични елементи, а флексибилан механизам шарке користи се за појачање расељености. Компактан је, делује у вакууму и може ли линеарно позиционирати предмете у радном распону од 50 мм резолуцијом 1НМ или боље.

2. Скенирање тунелирајућих микроскопа (СТМ): Проширење мерног опсега СТМ-а, истраживачи су развили дводимензионалне ултра прецизне радне површине који су покренули пиезоелектрично вођени флексибилни механизам шарки. Ове радне површине омогућавају велике мерења на терену. На пример, амерички национални биро за стандарде пријавило је СЦГЕ 500ПМ к 500пм СТМ са пољем од 500 мм. КС-И Воркбенцх покреће пиезоелектрични блокови, а флексибилан механизам шарке има омјер појачања запремиња од око 18 година.

3. Обрада ултра прецизности: Носиоци алата за микро позиционирање састављени од пиезоелектричних елемената, флексибилне механизме шарки и капацитивни сензори користе се за ултра прецизну дијамантску сечење. Држач алата има 50ум од 5ум и резолуције позиционирања од око 1НМ. Користи се за прецизне процесе везе попут ласерског заваривања.

4. Глава за штампање: Шеф штампача удаљеног дот матрични штампач користи принцип пиезоелектричног погона и флексибилног мењача шарки. Флексибилан механизам шарке појачава померање пиезоелектричног блока и покреће кретање игле за штампање. Вишеструке игле за штампање формирају главу штампања, омогућавајући штампање знакова састављених од матрица дот.

5. Оптички аутоматско фокусирање: у аутоматизованој продукцији, системи за аутоматско фокусирање аутоматског прецизности потребни су за добијање висококвалитетних слика. Традиционални моторички погони имају ограничену тачност позиционирања и ограничени су повећањем објективних сочива. Пиезоелектрични погон са флексибилним механизмом шарке нуди бољу поновљивост и може се фокусирати на објективна сочива са високом увећањем.

6. Пиезоелектрични мотор: Пиезоелектрични мотори се могу дизајнирати помоћу пиезоелектричног погона и флексибилног мењачког механизма шарки. Ови мотори могу постићи стезање и запрепање ротације или линеарног кретања између покретача и статора. Они могу пружити високу тачност позиционирања при малим брзинама и могу издржати одређене тренутке или снаге.

7. Активни радијални ваздушни лежајеви: Активни радијални ваздушни лежајеви користе флексибилне механизме шарки и пиезоелектрични погони да прецизно контролишу радијално померање осовине. То побољшава тачност кретања осовине у односу на традиционалне ваздушне лежајеве.

8. Мицро Гриппер: Мицро Грипперс се користи у монтажи микро-инструмента, манипулације биолошким ћелијама и фином хирургијом. Они појачавају расељавање пиезоелектричних актуатора кроз флексибилне механизме полуге шарке како би се омогућило хватање ситних објеката.

Употреба флексибилних шарки у пратећим структурама, повезивањем структура, механизми прилагођавања и мерни инструменти су широко применљиви у областима прецизне механичке прецизности мерења, микроне технологије и нанотехнологије.

Закључно, флексибилни шарки нуде бројне предности у постизању ултра прецизног расељавања и позиционирања са питазоелектричним актуаторима. Они пружају глатку кретање, високу прецизност и без трења или трактове. Коришћењем флексибилних механизама шарки за пренос и појачавање расељавања пиезоелектричних актуатора, инжењери могу постићи веће покрете и већу тачност у широком спектру апликација.