Пьезо двигатели по техническому заданию заказчика
Пьезо двигатели по техническому заданию заказчика

Пьезо двигатели – это двигатели линейного перемещения и вращения, обеспечивающие высокую точность и режим удержания в выключенном состоянии. Характеристики этих двигателей делают их подходящими для задач микро позиционирования при большой величине хода.

Специалисты CEDRAT TECHNOLOGIES испытывали различные типы пьезоэлектрических двигателей модернизируя/испытывая стандартные пьезодвигатели и разрабатывая собственные оригинальные концепты для применения в космосе и высокоточном приборостроении:

Червячные пьезо двигатели (Inchworm): Эти двигатели основаны на квази-статических шагах пьезо статора. Они предлагают обеспечивают хорошую управляемость, но их скорость невысока (< 10мм/с) и они являются многофазными и как следствие дорогими. Компания CEDRAT TECHNOLOGIES имеет опыт разработки таких двигателей. Это, например, - Линейный Пьезо Двигатель (Linear Piezo Motor – LPM) в проекте Французского Космического Агентства или  Пьезо Двигатель Вращения RPMHPP Rotating Piezo Motor в проекте Европейского Космического Агентства.

Ультразвуковые двигатели (Ultrasonic motor -USM): Эти двигатели используют эффект ультразвуковой вибрации (обычно эллиптическая с применением резонанса) статора, который перемещает контактную  часть (такую как ротор). Они быстрые (> 100 мм/с), но обеспечивают средний уровень управляемости и являются чувствительными к вибрации нагрузки и окружающей среды. Так как приходится отслеживать резонанс, то их электроника также может быть сравнительно сложной. Космически квалифицированный Линейный Пьезо двигатель LPM20-3 от компании CEDRAT TECHNOLOGIES – это мультирежимный ультразвуковой двигатель (MMUM). Он применим для работы в вакууме и является космически квалифицированным благодаря проектам Французского Космического агентства и EADS. На основе этого концепта компанией CEDRAT TECHNOLOGIES также были разработаны пьезоэлектрические двигатели вращения, такие как RPA для Европейского Космического Агентства и магнитострикционные двигатели вращения, обеспечивающие большой момент на малой скорости. Компания CEDRAT TECHNOLOGIES также провела модернизацию коммерческого Ультразвукового Двигателя (Travelling Wave Ultrasonic Motors -TWUM) производства Shinsei сделав его космически квалифицированным. 

Инерционные Шаговые Двигатели (Inertial Stepping Motor -ISM): Эти двигатели также называются Плавными (Smooth) Динамически Приводными Механизмами (Impact Drive Mechanisms - IDM или SIDM) и основаны на последовательных шагах пьезо статора, который осуществляет движение. Они обеспечивают средние скорости (10-50 мм/с). Эти двигатели требуют только один пакет пьезокерамики и один канал управляющей электроники, что ведет к хорошему потенциалу миниатюризации. Компания CEDRAT TECHNOLOGIES разработала Шаговые Пьезо актуаторы (Stepping Piezo Actuator – SPA), новые пьезо двигатели на основе концепта ISM, с применением преимуществ APA®.

Приведенные далее примеры демонстрируют множество прототипов и изделий по спецификации заказчика. Для получения более подробной информации Вы можете воспользоваться публикациями, посвященными Пьезо двигателям вращения и линейным пьезо двигателям. Для удобства разработчиков доступен набор разработчика на основе SPA30uXS.

Видео 1: Шаговый пьезо актуатор SPA

 

Видео 2: Пьезо актуатор вращения RPA

 

Видео 3: Силовой Шаговый Пьезо Аткуатор: FSPA. Демонстрационный набор № 2.

 

Видео 4: Трипод на основе пьезо двигателей Tripod Actuator (TRAC). Демонстрационный набор № 5.

 

Видео 5: Демонстрационный образец модульного поворотного шагового пьезоэлектрического двигателя Module Stepping Piezo Actuator - MSPA) в комплекте с контроллером SPC45. Демонстрационный набор № 1.

 

Трипод на основе пьезо двигателей Tripod Actuator (TRAC) по спецификации заказчика
Описание:

Трипод на основе пьезо двигателей Tripod Actuator (TRAC) является механизмом с 3-мя степенями свободы и позволяет реализовывать угловой ход в диапазоне +/- 35 ° вокруг X и Y осей и 10 мм ход вдоль оси Z при малых габаритах, составляющих Ø50 x 50мм.

Области применения:

Нано позиционирование, Блокирование, Перефокусировка, Пьезо Клапана, Микро Роботы ...

Статус: Прототип

 

Линейный Шаговый Пьезо Актуатор (Linear Stepping Piezo Actuator - LSPA) LSPA30uXS
Описание: Шаговый Пьезо Актуатор LSPA30uXS является новым немагнитным шаговым линейным микродвигателем с высокой плотностью энергии. Масса (г): < 1 ; Удерживающая сила при выключенном питании (Н): > 0,5 ; Максимальная рабочая сила (Н): > 0,2 ; Максимальный ход (мм): > 3 ; Максимальная скорость (мм/c): > 50 ; Разрешение (нм): < 1 
Области применения: Встраиваемые миниатюрные системы, камеры, МРТ, миниатюрные клапаны, медицинские импланты
Статус:  Стандарный

 

Силовой Шаговый Пьезо Аткуатор: FSPA
Описание:

FSPA – это новый линейный шаговый пьезо актуатор с большой величиной хода для задач нано позиционирования. FSPA обеспечивает намного большие силы, чем SPA, но при намного меньшей скорости. 

Области применения:

Микро/Нано позиционирование, Блокирующие механизмы...

Статус: Прототип

 

Пьезо Актуатор Вращения (Rotary Piezo Actuator – RPA)
Описание:

RPA – это Резонансный Ультразвуковой Пьезоэлектрический Двигатель Вращения разработанный для космических применений (соединение роботизированных рук, приведение в действие инструментов).

Области применения:

Авиакосмическая отрасль, роботизированная рука, Высокоточное позиционирование...

Статус:

Космически квалифицированный

  

Модернизированный Пьезо Двигатель
Описание:

CEDRAT TECHNOLOGIES доработал имеющиеся на рынке серийные пьезоэлектрические двигатели вращения путем замены нескольких частей и проведения соответствующих тестов.  Например, двигатели TWUM были модифицированы для применения в космосе.

 
Области применения:

Авиакосмическая отрасль, оборонная промышленность, немагнитные инструменты

Статус: Прототип

   

Пьезо Двигатель Вращения (Rotary Piezo Motor) RPMHPP
Описание:

RPMHPP – это Квази-статический шаговый Пьезоэлектрический Двигатель Вращения для применения в космическом телескопе. Он обладает основными преимущества пьезо двигателей при возможности обеспечить особо высокое угловое разрешение в широком температурном диапазоне.

 
Области применения:

Авиакосмическая отрасль, Высокоточное угловое позиционирование, телескопы...

Статус: Космически квалифицированный

   

Линейный Пьезо Двигатель (Linear Piezo Motor) LPM20-3
Описание:

LPM20-3 – это Ультразвуковой Линейный Пьезоэлектрический Двигатель, разработанный для космических применений при поддержке Французского Космического Агентства. Он обеспечивает большие силы (20-50Н) и скорость (20 мм/c) при очень низкой электрической мощности (12 Вт). 

Области применения:

Авиакосмическая отрасль, Перефокусировка, Высокая точность позиционирования...

Статус: Космически квалифицированный