มอเตอร์อัลตราโซนิกถูกประดิษฐ์ขึ้นในปีพ. ศ. 2508 โดย V.V Lavrinko โดยทั่วไปเราตระหนักดีถึงความจริงที่ว่าแรงจูงใจนั้นได้รับจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าในมอเตอร์ทั่วไป แต่ที่นี่เพื่อให้เกิดแรงจูงใจมอเตอร์เหล่านี้ใช้ ผล piezoelectric ในอัลตราโซนิก ช่วงความถี่ซึ่งอยู่ระหว่าง 20 kHz ถึง 10 MHz และมนุษย์ทั่วไปไม่ได้ยิน ดังนั้นจึงเรียกว่าเทคโนโลยี USM เพียโซอิเล็กทริก USM ใช้เทคโนโลยีอัลตราโซนิกซึ่งใช้พลังการสั่นสะเทือนอัลตราโซนิกจากส่วนประกอบสำหรับการทำงาน

มอเตอร์อัลตราโซนิก

ก่อนที่จะพูดคุยในรายละเอียดเกี่ยวกับเทคโนโลยีนี้เราจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับข้อมูลเกี่ยวกับ เซ็นเซอร์อัลตราโซนิก , เซ็นเซอร์เพียโซอิเล็กทริกและตัวกระตุ้นเพียโซอิเล็กทริก

Piezoelectric เซนเซอร์

เซ็นเซอร์ piezoelectric

การเปลี่ยนแปลงของปริมาณทางกายภาพเช่นความเครียดแรงความเครียดและความเร่งสามารถวัดได้โดยการแปลงสิ่งเหล่านี้เป็นพลังงานไฟฟ้า อุปกรณ์หรือเซ็นเซอร์ที่ใช้สำหรับกระบวนการนี้เรียกว่าเซ็นเซอร์เพียโซอิเล็กทริก และกระบวนการนี้เรียกว่า ผล piezoelectric . ถ้าแรงดันไฟฟ้าถูกนำไปใช้กับคริสตัลความดันจะเกิดขึ้นกับอะตอมของคริสตัลทำให้เกิดการเสียรูปของอะตอมซึ่งมีค่าเพียง 0.1% เท่านั้น

อัลตราโซนิกเซนเซอร์

ทรานสดิวเซอร์ที่สร้างความถี่สูง - ความถี่ประมาณ 20 kHz ถึง 10 MHz - และระบุเป้าหมายโดยการอ่านช่วงเวลาระหว่างการรับเสียงสะท้อนหลังจากส่งสัญญาณเรียกว่าเซ็นเซอร์อัลตราโซนิก ดังนั้น อัลตราโซนิกเซ็นเซอร์สามารถใช้สำหรับการตรวจจับสิ่งกีดขวาง และเพื่อหลีกเลี่ยงการปะทะกัน

ตัวกระตุ้น Piezoelectric

ตัวกระตุ้น piezo

สำหรับการปรับเลนส์ของกล้องกระจกเครื่องมือเครื่องจักรกลและอุปกรณ์อื่น ๆ ที่คล้ายคลึงกันอย่างละเอียดจำเป็นต้องมีการควบคุมการเคลื่อนไหวที่แม่นยำการควบคุมการเคลื่อนไหวที่แม่นยำนี้สามารถทำได้โดยตัวกระตุ้นแบบเพียโซอิเล็กทริก สัญญาณไฟฟ้าสามารถแปลงเป็นการกระจัดทางกายภาพที่ควบคุมได้อย่างแม่นยำโดยใช้ตัวกระตุ้นแบบเพียโซอิเล็กทริก ใช้สำหรับควบคุมวาล์วไฮดรอลิกและมอเตอร์วัตถุประสงค์พิเศษ

เทคโนโลยี Piezoelectric Ultrasonic Motor

เพียงแค่เราสามารถเรียกเทคโนโลยีอัลตราโซนิกว่าผกผันของผลเพียโซอิเล็กทริกได้เนื่องจากในกรณีนี้ พลังงานไฟฟ้า ถูกแปลงเป็นการเคลื่อนไหว ดังนั้นเราสามารถเรียกมันว่าเป็นเทคโนโลยี Piezoelectric USM

วัสดุเพียโซอิเล็กทริกที่มีชื่อว่า Lead zirconate titanate และ quartz มักใช้กับ USM และสำหรับตัวกระตุ้นแบบเพียโซอิเล็กทริกแม้ว่าตัวกระตุ้นแบบเพียโซอิเล็กทริกจะแตกต่างจาก USM วัสดุเช่นลิเธียมไนโอเบตและวัสดุคริสตัลเดี่ยวอื่น ๆ ยังใช้สำหรับ USM และเทคโนโลยีเพียโซอิเล็กทริก
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างแอคชูเอเตอร์เพียโซอิเล็กทริกและ USM นั้นระบุเป็นการสั่นสะเทือนของสเตเตอร์ที่สัมผัสกับโรเตอร์ซึ่งสามารถขยายได้โดยใช้การสั่นพ้อง แอมพลิจูดของการเคลื่อนที่ของแอคชูเอเตอร์อยู่ระหว่าง 20 ถึง 200 นาโนเมตร

ประเภทของมอเตอร์อัลตราโซนิก

USM แบ่งออกเป็นประเภทต่างๆตามเกณฑ์ที่แตกต่างกันซึ่งมีดังนี้:

การจำแนกประเภทของ USM ตามประเภทของการหมุนของมอเตอร์

มอเตอร์ชนิดหมุน
มอเตอร์ชนิดเชิงเส้น

การจำแนก USM ตามรูปทรงของเครื่องสั่น

ประเภทก้าน
Пมีรูปร่าง
รูปทรงกระบอก
แบบวงแหวน (เหลี่ยม)

การจำแนกตามประเภทของคลื่นสั่นสะเทือน

ประเภทคลื่นนิ่ง - แบ่งออกเป็นสองประเภท:

ทิศทางเดียว
แบบสองทิศทาง

ประเภทของคลื่นการแพร่กระจายหรือประเภทของคลื่นเดินทาง

การทำงานของมอเตอร์อัลตราโซนิก

มอเตอร์อัลตราโซนิกทำงาน

การสั่นสะเทือนเกิดขึ้นในสเตเตอร์ของมอเตอร์และใช้สำหรับถ่ายทอดการเคลื่อนที่ไปยังโรเตอร์และเพื่อปรับแรงเสียดทาน การขยายและการเปลี่ยนรูป (ไมโคร) ของวัสดุที่ใช้งานถูกนำมาใช้เพื่อสร้างการเคลื่อนที่เชิงกล การเคลื่อนที่แบบมาโครของโรเตอร์สามารถทำได้โดยการแก้ไขไมโครโมชั่นโดยใช้อินเทอร์เฟซการเสียดสีระหว่าง สเตเตอร์และโรเตอร์ .

มอเตอร์อัลตราโซนิก ประกอบด้วยสเตเตอร์และโรเตอร์ การทำงานของ USM เปลี่ยนโรเตอร์หรือตัวแปลเชิงเส้น สเตเตอร์ของ USM ประกอบด้วยเซรามิกเพียโซอิเล็กทริกสำหรับสร้างแรงสั่นสะเทือนโลหะของสเตเตอร์สำหรับขยายการสั่นสะเทือนที่สร้างขึ้นและวัสดุเสียดสีสำหรับการสัมผัสกับโรเตอร์

เมื่อใดก็ตามที่ใช้แรงดันไฟฟ้าคลื่นเคลื่อนที่จะถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิวของโลหะสเตเตอร์ซึ่งทำให้โรเตอร์หมุน เนื่องจากโรเตอร์สัมผัสกับโลหะสเตเตอร์ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น - แต่เฉพาะที่แต่ละจุดสูงสุดของคลื่นเดินทางซึ่งทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของวงรีและด้วยการเคลื่อนที่ของรูปไข่นี้โรเตอร์จะหมุนไปในทิศทางตรงกันข้ามกับทิศทางของ คลื่นเดินทาง

คุณสมบัติและข้อดีของมอเตอร์อัลตราโซนิก

มีขนาดเล็กและตอบสนองได้ดีเยี่ยม
สิ่งเหล่านี้มีความเร็วต่ำตั้งแต่สิบถึงหลายร้อยรอบต่อนาทีและมีแรงบิดสูงดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องใช้เกียร์ทดรอบ
สิ่งเหล่านี้ประกอบด้วยกำลังในการยึดเกาะสูงและแม้ว่าจะปิดเครื่อง แต่ก็ไม่จำเป็นต้องใช้เบรกและคลัตช์
มีขนาดเล็กบางและมีน้ำหนักน้อยกว่าเมื่อเทียบกับมอเตอร์แม่เหล็กไฟฟ้าอื่น ๆ
มอเตอร์เหล่านี้ไม่มีวัสดุแม่เหล็กไฟฟ้าและไม่สร้างคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ดังนั้นสิ่งเหล่านี้สามารถใช้ได้แม้ในบริเวณที่มีสนามแม่เหล็กสูงเนื่องจากสิ่งเหล่านี้ไม่ได้รับผลกระทบจากสนามแม่เหล็ก
มอเตอร์เหล่านี้ไม่มีเกียร์และใช้การสั่นสะเทือนความถี่ที่ไม่ได้ยินในการขับเคลื่อนมอเตอร์เหล่านี้ ดังนั้นจึงไม่สร้างเสียงรบกวนใด ๆ และการทำงานของมันก็เงียบมาก
สามารถควบคุมความเร็วและตำแหน่งที่แม่นยำได้ด้วยมอเตอร์เหล่านี้
ค่าคงที่ของเวลาเชิงกลสำหรับมอเตอร์เหล่านี้น้อยกว่า 1 มิลลิวินาทีและ การควบคุมความเร็วสำหรับมอเตอร์เหล่านี้ เป็นขั้นตอนที่น้อยกว่า
มอเตอร์เหล่านี้มีประสิทธิภาพสูงมากและประสิทธิภาพไม่ไวต่อขนาด

ลักษณะของมอเตอร์อัลตราโซนิก

ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟความถี่สูง
เนื่องจากมอเตอร์เหล่านี้ทำงานด้วยแรงเสียดทานความทนทานจึงน้อยลงมาก
มอเตอร์เหล่านี้มีลักษณะความเร็ว - แรงบิดหลบตา

การใช้งานมอเตอร์อัลตราโซนิก

ใช้สำหรับโฟกัสอัตโนมัติของเลนส์กล้อง
ใช้ในอุปกรณ์และนาฬิกาจัดการกระดาษขนาดกะทัดรัด
ใช้ในการลำเลียงชิ้นส่วนเครื่องจักร
ใช้สำหรับอบแห้งและทำความสะอาดอัลตราโซนิก
ใช้ฉีดน้ำมันเข้าไปในหัวเผา
ใช้เป็นมอเตอร์ที่ดีที่สุดที่รู้จักกันดีว่ามีศักยภาพสูงในการย่อขนาดของอุปกรณ์
ใช้ในการสแกนภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก MRI ในทางการแพทย์
ใช้เพื่อควบคุมหัวดิสก์ของคอมพิวเตอร์เช่นฟลอปปี้ฮาร์ดดิสก์และซีดีไดรฟ์
ใช้ในการใช้งานหลายอย่างในด้านการแพทย์การบินและอวกาศและ หุ่นยนต์ .
ใช้เพื่อควบคุมหน้าจอกลิ้งโดยอัตโนมัติ
ในอนาคตมอเตอร์เหล่านี้อาจพบการใช้งานในสาขาต่างๆเช่นอุตสาหกรรมรถยนต์การกำหนดตำแหน่งนาโนไมโครอิเล็กทรอนิกส์ เทคโนโลยี Micro Electro Mechanical System และสินค้าอุปโภคบริโภค

บทความนี้กล่าวถึงมอเตอร์อัลตราโซนิกเพียโซอิเล็กทริกเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกเซ็นเซอร์เพียโซอิเล็กทริกตัวกระตุ้นเพียโซอิเล็กทริกการทำงานของ USM ข้อดีข้อด้อยและการใช้งาน USM โดยสังเขป สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อข้างต้นโปรดโพสต์คำถามของคุณโดยการแสดงความคิดเห็นด้านล่าง