مشغلات Piezo ، مشغلات لفائف الصوت ، مراحل المحرك الخطية.

عندما نتحدث عن الحركة الخطية ، نناقش عادةً التطبيقات التي تكون فيها مسافة السفر على الأقل بضع مئات من الملليمترات ، والمواقع المطلوبة في حدود عدد قليل من الملليمتر. ولهذه المتطلبات ، تعد الأدلة والمحركات ذات المحامل إعادة تدويرها مناسبة. مثال على ذلك: إن الانحراف الرئيسي لمسمار كرة من الفئة 5 الشائعة هو 26 ميكرون لكل 300 مم من السفر. ولكن عندما يدعو التطبيق إلى تحديد المواقع في نطاق نانومتر-مليار متر-يجب على المحركات أن ينظروا إلى ما وراء العناصر الميكانيكية وإعادة تدوير العناصر من أجل تحقيق الدقة المطلوبة.

حلول الحركة الخطية الثلاثة الأكثر شيوعًا للتسوية النانوية هي مشغلات Piezo ، ومشغلات الملف الصوتي ، ومراحل المحرك الخطية. آلية محرك الأقراص في كل حلول من هذه الحلول خالية تمامًا من العناصر الميكانيكية أو الانزلاق ، ويمكن إقرانها بمحامل الهواء لدقة ودقة عالية في المواقع.

محركات بيزو

تستفيد مشغلات Piezo (يشار إليها أيضًا باسم Piezo Motors) من التأثير الكهروضوئي العكسي لإنتاج الحركة والقوة. هناك العديد من أنماط مشغلات Piezo ، ولكن اثنين من الأنماط الشائعة للتسجيل النانوي هما السائر الخطي والموجات فوق الصوتية الخطية. يستخدم السائر الخطية Piezo Motors العديد من عناصر Piezo المثبتة على التوالي التي تعمل كأزواج من "الأرجل". عند تطبيق الشحنة الكهربائية ، يمسك زوج واحد من الساقين بقضيب طولي عن طريق الاحتكاك ويحركه إلى الأمام بينما تمتد الساقين وتنحني. عندما يطلق هذا الزوج من الأرجل ، يتولى الزوج التالي. من خلال الركض بترددات عالية للغاية ، تنتج محركات السائر الخطية Piezo Motors حركة خطية مستمرة مع السكتات الدماغية التي تصل إلى 150 مم وبدقة على مستوى البيكومتر.

تعتمد محركات Piezo بالموجات فوق الصوتية الخطية على لوحة كهروإجهادية. عندما يتم تطبيق الشحنة الكهربائية على اللوحة ، يصبح متحمسًا لتردد الرنين ، مما يتسبب في تذبذبها. تنتج هذه التذبذبات موجات بالموجات فوق الصوتية في اللوحة. يتم توصيل اقتران (أو انتصار) باللوحة ويتم تحميله مسبقًا على قضيب طولي (يُطلق عليه أيضًا عداء). تتسبب الموجات بالموجات فوق الصوتية في توسيع اللوحة وتتقلصها بطريقة بيضاوية ، مما يتيح الاقتران من تقدم القضيب إلى الأمام وإنتاج الحركة الخطية. يمكن لمحركات Piezo بالموجات فوق الصوتية الخطية تحقيق دقة تتراوح بين 50 و 80 نانومتر ، مع أقصى سفر مماثل لمحركات السائر الخطية ، من 100 إلى 150 ملم.

محركات لفائف الصوت

حل آخر لتطبيقات الترويج النانوية هو مشغلات لفائف الصوت. على غرار المحركات الخطية ، تستخدم مشغلات ملف الصوت حقل مغناطيس دائم ولف لفائف. عندما يتم تطبيق التيار على الملف ، يتم إنشاء قوة (تُعرف باسم قوة Lorentz). يتم تحديد حجم القوة بواسطة ناتج التيار والمغناطيسي.

تسبب هذه القوة الجزء المتحرك (الذي يمكن أن يكون إما المغناطيس أو الملف) السفر ، مع التوجيهات التي توفرها إما محامل الهواء أو شرائح الأسطوانة المتقاطعة. يمكن لمحركات ملفات الصوت تحقيق دقة وصولاً إلى 10 نانومتر ، مع السكتات الدماغية التي تصل عادة إلى 30 مم ، على الرغم من أن بعضها متاح مع ضربات تصل إلى 100 مم.

مراحل المحرك الخطية

عندما تكون دقة النانومتر مطلوبة على السكتات الدماغية الأطول ، عادة ما تكون المراحل المحركية الخطية مع محامل الهواء هي الخيار الأفضل. في حين أن مشغلات Piezo و Voice Coil لديها قدرات سفر محدودة ، يمكن تصميم المحركات الخطية للسفر حتى عدة أمتار. إن استخدام محامل الهواء كنظام التوجيه يجعل مرحلة المحرك الخطية غير الاتصال تمامًا ، مع عدم وجود عناصر نقل ميكانيكية أو احتكاك للتأثير على الدقة والوضع. في الواقع ، يمكن أن تحقق مراحل المحرك الخطية مع محامل الهواء دقة نانومتر.

الجانب السلبي للمراحل الحركية الخطية لتطبيقات الترويج هو بصمتها ، والتي هي أكبر بكثير من الجمع بين مشغلات Piezo أو Voice Coil. على الرغم من أنه قد يكون من الصعب الاندماج في الأجهزة الصغيرة ، إلا أنها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب ضربة طويلة نسبيًا ودقة عالية ، مثل التصوير الطبي.