超聲電機(jī)作為一種新型的微電機(jī),在轎車(chē)電器、辦公自動(dòng)化設(shè)備、精密儀器儀表、計(jì)算機(jī)、工業(yè)控制系統(tǒng)、航空航天、智能機(jī)器人等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景,基于超聲電機(jī)的研究成果,國(guó)外已經(jīng)成功應(yīng)用于照相機(jī)的自動(dòng)焦距裝置、傳送裝置、自動(dòng)升降裝置、精密繪圖儀、微機(jī)械驅(qū)動(dòng)器等領(lǐng)域。
1、光學(xué)機(jī)器
超聲電機(jī)在照相機(jī)、攝像機(jī)、顯微鏡等光學(xué)儀器的聚焦系統(tǒng)中作為驅(qū)動(dòng)原件,能獲得理想的效果。接觸式USM具有低速大扭矩的特點(diǎn),在許多應(yīng)用場(chǎng)合中可免去減速裝置直接驅(qū)動(dòng)。最典型的是應(yīng)用于照相機(jī)的自動(dòng)焦距鏡頭中,與采用傳統(tǒng)電機(jī)鏡頭相比,具有安靜、無(wú)噪音、定位精度高、調(diào)焦時(shí)間短、無(wú)齒輪減速、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。光學(xué)顯微鏡的自動(dòng)焦距、顯微定位、微納米計(jì)算尺,LCD等顯示平板的生產(chǎn)測(cè)試檢查,晶片檢查定位,消除振動(dòng)系統(tǒng),天文觀測(cè)儀器,自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng),微型掃描儀,基因處理,微型手術(shù),光學(xué)鏡面調(diào)整等都可以通過(guò)運(yùn)用超聲電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)理想的效果。
2、汽車(chē)
超聲電機(jī)用于汽車(chē)車(chē)窗的驅(qū)動(dòng)裝置中,可使它體積扁小、低速大扭矩的優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮得淋漓盡致。它還可用于磁懸浮列車(chē)上,為使列車(chē)懸浮于軌道上,是通過(guò)超導(dǎo)電流產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng),需要大力矩和控制性能良好的驅(qū)動(dòng)器,這對(duì)于USM來(lái)說(shuō)是最適合的。
3、航天航空
電機(jī)在低溫和真空條件下的運(yùn)行特性對(duì)航空航天的發(fā)展是極為重要的。超聲電機(jī)具有的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、不受磁場(chǎng)干擾、真空下無(wú)需潤(rùn)滑的優(yōu)點(diǎn),是電磁電機(jī)在航空航天領(lǐng)域所不具有的。
1995年末,美國(guó)航空航天局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室首次將直線超聲電機(jī)用于多功能爬行系統(tǒng),該系統(tǒng)用于航天飛船外艙壁的檢查,其承載重量與自重比達(dá)10:1。利用其低速大力矩和高精度等特點(diǎn)、NASA用于火星探測(cè)器的輕量機(jī)械臂上,采用超聲電機(jī)取代有刷直流電機(jī)后,MarsArmⅡ結(jié)構(gòu)雖與MarsArmⅠ相似,但重量減輕了40%,其主要原因是用超聲電機(jī)能直接驅(qū)動(dòng),另外還可大大縮小工作空間,如NASA的Calileo航天器上的濾波齒輪(Filterwheel)在使用超聲電機(jī)前后的尺寸縮小了4倍。
利用其驅(qū)動(dòng)方式靈活的特點(diǎn),日本宇宙研究所研制了兩種直線超聲電機(jī)用于空間伸展結(jié)構(gòu)的伸展和收縮。利用超聲電機(jī)的響應(yīng)快等特點(diǎn),美國(guó)和法國(guó)用于導(dǎo)彈的測(cè)控系統(tǒng);利用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可微型化的特點(diǎn),日本研制微型超聲電機(jī)用于微衛(wèi)星等領(lǐng)域。此外,日本和美國(guó)等國(guó)家正在進(jìn)行超聲電機(jī)的各種研究,用于航天等軍事領(lǐng)域。
由此可見(jiàn),超聲電機(jī)以其大扭矩、高重量比、快速響應(yīng)、高精度和斷電自鎖等特點(diǎn)、將在航天航空等軍工領(lǐng)域中受到愈來(lái)愈大的重視。
4、工業(yè)機(jī)床中的應(yīng)用
由于超聲電機(jī)結(jié)構(gòu)剛度大、定位精度高,它可用于工具驅(qū)動(dòng)與控制裝置以及工件的定點(diǎn)傳輸。如機(jī)床的精密進(jìn)給機(jī)構(gòu)、刀具的磨損調(diào)度裝置、微細(xì)電火花機(jī)的加工裝置、工件準(zhǔn)確定位與裝夾、縮緊裝置及夾具的快速調(diào)整。
5、生物醫(yī)療
生物材料微型操作器、計(jì)量設(shè)備、微型噴嘴、沖擊發(fā)生器、腎結(jié)石破碎治療機(jī)、氣管超聲掃描器。許多科學(xué)儀器,醫(yī)療器械會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)或者對(duì)電磁場(chǎng)干擾具有嚴(yán)格的要求,而超聲電機(jī)恰能避免這些問(wèn)題,所以可以用于核磁共振環(huán)境下設(shè)備的驅(qū)動(dòng)。
6、民用產(chǎn)品
首先由于超聲電機(jī)的靜音、體積小等優(yōu)點(diǎn),可用于壓縮機(jī)的使用上,在家電領(lǐng)域具有廣泛的用途;傳統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)由于在中間環(huán)節(jié),不可避免地存在累計(jì)誤差,而超聲電機(jī)控制性能好、體積小,可用于精密控制,如電子手表;同時(shí)利用其控制精度高的特點(diǎn),可用于IC、LSI等數(shù)控機(jī)器,印刷線路板加工、檢測(cè),晶片構(gòu)建的排列、焊接、封裝等。
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