การรวมบานพับที่ยืดหยุ่นเข้ากับ piezoelectric actuation_hinge knowledge_tallsen

แอคทูเอเตอร์ Piezoelectric เป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องการเคลื่อนไหวที่ราบรื่นความละเอียดสูงความแข็งสูงและประสิทธิภาพการแปลงพลังงานสูง เหมาะสำหรับการวางตำแหน่งที่แม่นยำในการใช้งานด้านวิศวกรรม อย่างไรก็ตามแอคทูเอเตอร์เหล่านี้มักจะมีเพียงไม่กี่ถึงสิบไมครอนในการกระจัดซึ่งอาจไม่เพียงพอสำหรับแอปพลิเคชันจำนวนมากที่ต้องใช้การเคลื่อนไหวที่ใหญ่กว่า

เพื่อเอาชนะข้อ จำกัด นี้บานพับที่ยืดหยุ่นสามารถใช้ร่วมกับแอคทูเอเตอร์แบบ piezoelectric บานพับที่ยืดหยุ่นให้การเคลื่อนไหวที่ราบรื่นไม่จำเป็นต้องมีการหล่อลื่นไม่มีฟันเฟืองหรือแรงเสียดทานและให้ความแม่นยำสูง พวกเขาเป็นวิธีที่เหมาะสมที่สุดในการบรรลุการกำจัดแอคทูเอเตอร์ นอกจากนี้กลไกบานพับที่ยืดหยุ่นยังให้การโหลดล่วงหน้าที่เหมาะสมสำหรับแอคทูเอเตอร์ piezoelectric ป้องกันไม่ให้มันถูกควบคุมด้วยแรงดึง

มีตัวอย่างทั่วไปหลายประการของการใช้ไดรฟ์องค์ประกอบ piezoelectric และกลไกการส่งผ่านบานพับที่ยืดหยุ่น:

1. ตารางการวางตำแหน่งที่มีความแม่นยำเป็นพิเศษ: สำนักงานมาตรฐานแห่งชาติของสหรัฐอเมริกาได้พัฒนาโต๊ะทำงานขนาดเล็กในปี 1978 สำหรับการวัดความกว้างของเส้นของโฟโตแมส Workbench ถูกขับเคลื่อนด้วยองค์ประกอบ piezoelectric และกลไกบานพับที่ยืดหยุ่นใช้สำหรับการขยายการกระจัด มันมีขนาดกะทัดรัดทำงานในสุญญากาศและสามารถวางตำแหน่งวัตถุเชิงเส้นภายในช่วงการทำงาน 50 มม. ด้วยความละเอียด 1nm หรือดีกว่า

2. การสแกนกล้องจุลทรรศน์ Tunneling (STM): เพื่อขยายช่วงการวัดของ STM นักวิจัยได้พัฒนา worktables ความแม่นยำพิเศษ 2 มิติที่ขับเคลื่อนโดยกลไกบานพับที่ยืดหยุ่นแบบ piezoelectricial WorkTables เหล่านี้อนุญาตให้มีการวัดสนามขนาดใหญ่ ตัวอย่างเช่นสำนักงานมาตรฐานแห่งชาติของสหรัฐอเมริการายงานการสอบสวน 500 น. x 500 น. STM โดยมีมุมมอง 500 มม. Workbench X-Y ขับเคลื่อนด้วยบล็อก piezoelectric และกลไกบานพับที่ยืดหยุ่นมีอัตราส่วนการขยายการกระจัดประมาณ 18

3. การตัดเฉือนที่มีความแม่นยำเป็นพิเศษ: ผู้ถือเครื่องมือตำแหน่งไมโครประกอบด้วยองค์ประกอบ piezoelectric กลไกบานพับที่ยืดหยุ่นและเซ็นเซอร์ capacitive ใช้สำหรับการตัดเพชรที่มีความแม่นยำเป็นพิเศษ ผู้ถือเครื่องมือมีจังหวะ 5um และความละเอียดการวางตำแหน่งประมาณ 1nm มันถูกใช้สำหรับกระบวนการเชื่อมต่อที่แม่นยำเช่นการเชื่อมด้วยเลเซอร์

4. หัวพิมพ์: หัวพิมพ์ของเครื่องพิมพ์ Dot Dot Matrix ใช้หลักการของไดรฟ์ Piezoelectric และกลไกการส่งผ่านบานพับที่ยืดหยุ่น กลไกบานพับที่ยืดหยุ่นขยายการกระจัดของบล็อก piezoelectric และผลักดันการเคลื่อนไหวของเข็มการพิมพ์ เข็มพิมพ์หลายแบบเป็นหัวการพิมพ์เพื่อให้สามารถพิมพ์อักขระที่ประกอบด้วยเมทริกซ์ DOT

5. ออปติคอลโฟกัส: ในการผลิตอัตโนมัติระบบโฟกัสอัตโนมัติที่มีความแม่นยำสูงจำเป็นต้องได้รับภาพคุณภาพสูง ไดรฟ์มอเตอร์แบบดั้งเดิมมีความแม่นยำในการวางตำแหน่ง จำกัด และถูก จำกัด ด้วยการขยายของเลนส์วัตถุประสงค์ ไดรฟ์ Piezoelectric พร้อมกลไกบานพับที่ยืดหยุ่นให้ความสามารถในการทำซ้ำได้ดีขึ้นและสามารถมุ่งเน้นไปที่เลนส์วัตถุประสงค์ที่มีกำลังขยายสูง

6. มอเตอร์ Piezoelectric: มอเตอร์แบบ piezoelectric สามารถออกแบบได้โดยใช้ไดรฟ์แบบ piezoelectric และกลไกการส่งผ่านบานพับที่ยืดหยุ่น มอเตอร์เหล่านี้สามารถบรรลุการหนีบและการหมุนหรือการเคลื่อนที่เชิงเส้นระหว่างผู้เสนอญัตติและสเตเตอร์ พวกเขาสามารถให้ความแม่นยำในการวางตำแหน่งสูงด้วยความเร็วต่ำและสามารถทนต่อช่วงเวลาหรือกองกำลังบางอย่าง

7. ตลับลูกปืนอากาศแบบเรเดียลที่ใช้งานอยู่: ตลับลูกปืนอากาศแบบเรเดียลที่ใช้งานใช้กลไกบานพับที่ยืดหยุ่นและไดรฟ์แบบเพียโซอิเล็กทริกเพื่อควบคุมการเคลื่อนที่ของรัศมีของเพลาอย่างแม่นยำ สิ่งนี้ช่วยเพิ่มความแม่นยำในการเคลื่อนไหวของเพลาเมื่อเทียบกับตลับลูกปืนอากาศแบบดั้งเดิม

8. Micro Gripper: Micro Grippers ใช้ในชุดประกอบขนาดเล็กการจัดการเซลล์ชีวภาพและการผ่าตัดที่ดี พวกเขาขยายการกระจัดของแอคชูเอเตอร์ piezoelectric ผ่านกลไกคันโยกที่มีความยืดหยุ่นเพื่อให้สามารถจับวัตถุเล็ก ๆ ได้

การใช้บานพับที่มีความยืดหยุ่นในโครงสร้างการสนับสนุนโครงสร้างการเชื่อมต่อกลไกการปรับและเครื่องมือวัดสามารถนำไปใช้ได้อย่างกว้างขวางในด้านการวัดความแม่นยำเชิงกลที่แม่นยำเทคโนโลยีไมครอนและนาโนเทคโนโลยี

โดยสรุปบานพับที่มีความยืดหยุ่นนำเสนอข้อได้เปรียบมากมายในการบรรลุการกระจัดและการวางตำแหน่งที่มีความแม่นยำเป็นพิเศษด้วยแอคชูเอเตอร์แบบ piezoelectric พวกเขาให้การเคลื่อนไหวที่ราบรื่นความแม่นยำสูงและไม่มีแรงเสียดทานหรือฟันเฟือง ด้วยการใช้กลไกบานพับที่ยืดหยุ่นเพื่อถ่ายโอนและขยายการกระจัดของแอคทูเอเตอร์ piezoelectric วิศวกรสามารถเคลื่อนไหวได้มากขึ้นและมีความแม่นยำสูงขึ้นในการใช้งานที่หลากหลาย