直线超声电机应用进展


发布时间:

2021-04-29

直线超声电机是一种新型的作动器。由于其输出可直接用于驱动,无需采用减速机构,以及旋转到直线的转换机构,具有定位精度高、行程大、响应快、断电自锁、结构小巧紧凑、无电磁干扰输出,也不受外界电磁干扰,环境适应性好等优点。

  直线超声电机是一种新型的作动器。由于其输出可直接用于驱动,无需采用减速机构,以及旋转到直线的转换机构,具有定位精度高、行程大、响应快、断电自锁、结构小巧紧凑、无电磁干扰输出,也不受外界电磁干扰,环境适应性好等优点。

  高新技术的发展给作动器的发展与应用提出了更高的要求。很多精密应用场合不仅要求作动执行机构具有微米级的定位精度,而且需要具有毫米级的行程。传统电磁电机制成的作动器已无法满足要求。


直线超声电机


  直线超声电机的商业化进程已取得重大突破。已有公司将利用贴片式板结构的纵向振动和弯曲振动型直线超声电机进行了商业化。目前来看直线超声电机很有可能在以下几个方面的应用中取得突破。

  单自由度直线运动平台;由定子、夹持件、预压力调节件、滑台和底座组成。该平台经权威检测机构采用光栅位移传感器进行闭环定位控制检测结果证明,移动步距不大于50 nm,定位精度为0.36 μm。

  用于细胞穿刺的显微操作手;由3个直线超声电机平台叠加构成,可沿X、Y、Z方向运动。X,Y方向的运动行程为80 mm; Z方向的运动行程为30 mm。微操作手的最大运行速度为360 mm/s,三个自由度上的位移分辨率均为50nm 以内,能很好地满足细胞穿刺的要求。

  微夹持器;现有的微夹持器主要利用压电陶瓷管的静变形作为驱动元件。该类型微夹持器具有纳米级的控制精度,但运动行程太小(微米级),不能满足很多场合的应用要求。若采用直线超声电机作为驱动元件,可显著增大微夹持器的操作范围,提高微夹持器的适用范围。

  自由落体式绝对重力仪通过落体在真空中运动的时间和距离来确定重力值大小。采用直线超声电机替代电磁电机作为驱动元件,可有效避免复杂传动机构,使结构更加简洁轻便,可直接在真空腔内运行