Одной из лучших технологий для достижения чрезвычайно малых и точных перемещений является пьезодвигатель. Основанный напьезопривод – слои или стопки пьезоэлементов, которые приводят в движение за счет обратного пьезоэлектрического эффекта – пьезомотор оснащен механическими элементами, обеспечивающими ход в несколько сотен миллиметров и более. И хотя большинство пьезодвигателей предназначены для создания линейного движения, существует несколько типов, которые также могут создавать вращательное движение, что делает их подходящими для таких применений, как оптическое оборудование и измерительные приборы.
Линейный ультразвуковые пьезодвигатели состоит из пьезопривода, фрикционного элемента и направляющей. Для обеспечения вращательного движения несколько пьезоприводов расположены в виде кольца, иногда называемого “статором”, а линейная направляющая заменена кольцеобразным ротором. Когда на статор подается высокочастотное переменное напряжение, оно вызывает волнообразные ультразвуковые колебания в пьезоприводах. Колебания статора передаются на ротор через фрикционный элемент, заставляя ротор вращаться с высокой скоростью.
A вариация этого дизайна использует два ультразвуковых пьезопривода, установленных тангенциально на фрикционном кольце и предварительно нагруженных по касательной. При каждом колебании приводов фрикционные наконечники соприкасаются с кольцом и перемещают его, заставляя вращаться.
Еще одной пьезотехнологией, позволяющей создавать вращательное движение, является пьезодвигатель шагающего типа. В этих конструкциях для вращения кольца используется несколько пьезоприводов изгиба (или комбинация приводов зажима и сдвига). Пьезоприводы синхронизированы попарно, их часто называют “ножками”. При подаче напряжения первая пара ножек выдвигается, захватывает кольцо и перемещает его в нужном направлении. В то же время вторая пара ножек отводится от кольца и перемещается в противоположном направлении. При следующем включении первая пара ножек втягивается и перемещается назад, в то время как вторая пара выдвигается, чтобы войти в контакт с кольцом и продвинуть его дальше по направлению вращения. Хотя каждый “шаг” составляет всего несколько микрон, работа на высокой частоте обеспечивает тысячи шагов в секунду при высоких скоростях вращения.
Пьезоинерционные двигатели (обычно называемые двигателями “stick-slip”) также могут быть сконфигурированы для создания вращательного движения. Хотя инерционные двигатели не создают вращательного движения непосредственно, они часто используются для привода винтов с очень малым шагом. В этой конструкции зажимы, прикрепленные к каждому концу пьезопривода, входят в зацепление с винтом на расстоянии 180 градусов друг от друга. Когда привод быстро расширяется и сжимается, зажимы поворачивают винт.
Вам также может понравиться:
Свежие комментарии