Paprastai pavara naudoja energijos šaltinį mechaniniams komponentams judėti arba valdyti. Jie dažnai randami įvairiose mašinose ir elektros varikliai . Daugelį metų įvairių tipų mechaniniai įtaisai buvo miniatiūriniai, nors šiai procedūrai paprastai reikia labai mažesnių komponentų. XXI amžiuje buvo sukurtos mikropavaros, kuriose mikropavarų gamybai daugiausia naudojami pramoniniai procesai, tokie kaip mikroapdirbimas ir litografija. Šiame straipsnyje aptariama a apžvalga microactuato r – darbas su programomis.
Mikropavaros apibrėžimas
Mikroskopinis servomechanizmas, naudojamas tiekti ir perduoti išmatuotą energijos kiekį sistemai ar kito mechanizmo veikimui, yra žinomas kaip mikropavara. Kaip ir bendroji pavara, mikropavaros įtaisas turi atitikti šiuos standartus, pvz., greitas perjungimas, didelė eiga, didelis tikslumas, mažesnis energijos suvartojimas ir kt. Šios pavaros yra įvairių dydžių, kurios skiriasi nuo milimetrų iki mikrometrų, tačiau supakuotos jos gali pasiekti visas dydis centimetrais,
Sukūrus mechaninį kietųjų dalelių judėjimą, šių pavarų tipiniai poslinkiai svyruoja nuo nanometrų iki milimetrų. Panašiai tipiniai šių pavarų srautai svyruoja nuo picoLiter arba minutės iki mikrolitrų ar minučių diapazonų. Mikropavaros diagrama parodyta žemiau.
Mikropavaros konstrukcija
Tolesniuose paveikslėliuose pavaizduoti trys šiluminės mikropavaros konstrukcijos biomedžiagos pavara, lenktos sijos pavara ir lenkimo pavara. Šilumos dizainas pavaros su viena medžiaga yra simetriška, kuri yra žinoma kaip sulenkta sija arba V formos.
Dviejų medžiagų pavara apima medžiagas su skirtingais šiluminio plėtimosi koeficientais ir veikia taip pat kaip bimetalinis termostatas. Kai temperatūra kinta dėl įtaisyto šildytuvo pavaroje, mikropavara gali judėti dėl plėtimosi pokyčių, susijusių su temperatūros svyravimais.
Lenktos sijos pavara turi kampines kojeles, kurios padeda išsiplėsti, kai šildoma, ir užtikrina jėgą bei poslinkį. Lenkimo pavara yra asimetrinė, kurią sudaro karšta ir šalta ranka. Šios pavaros turi asimetrines kojeles, kurios kaitinant išlinksta į paviršių dėl diferencinio plėtimosi.
Mikropavaros veikimas
Mikropavaros veikimo principas yra sukurti mechaninį skysčių arba kietųjų medžiagų judesį, kai šis judėjimas generuojamas keičiant vieną energijos formą į kitą energiją, pvz., iš šiluminės, elektromagnetinės ar elektros į judamųjų komponentų kinetinę energiją (K.E). Daugumai pavarų naudojami skirtingi jėgos generavimo principai, tokie kaip pjezo efektas, bimetalinis efektas, elektrostatinės jėgos ir formos atminties efektas. Kaip ir bendroji pavara, mikropavara turi atitikti tokius standartus kaip greitas perjungimas, didelė eiga, didelis tikslumas, mažesnis energijos suvartojimas ir kt.
Mechaninė pavara apima maitinimo šaltinį, transdukcijos bloką, paleidimo elementą ir išėjimo veiksmą.
- Maitinimas yra elektros srovė / įtampa.
- Transdukcijos blokas paverčia tinkamą maitinimo šaltinio formą į pageidaujamą paleidimo elemento veiksmų formą.
- Įjungimo elementas yra komponentas arba medžiaga, kuri juda per maitinimo šaltinį.
- Išvesties veiksmas paprastai yra nustatytas judesys.
Mikropavarų tipai
Galimi įvairių tipų mikropavaros, kurios aptariamos toliau.
- Šiluminė mikropavara
- MEMS mikropavara
- Elektrostatinė mikro pavara
- Pjezoelektrinis
Šiluminė mikropavara
Šiluminė mikropavara yra standartinis komponentas, naudojamas Microsystems. Šie komponentai yra maitinami džauliu, kitaip optiškai aktyvuojami naudojant lazerį. Šios pavaros naudojamos MEMS konstrukcijose, kuriose yra nanopozicionieriai ir optiniai jungikliai. Pagrindiniai šiluminių mikropavarų pranašumai, palyginti su elektrostatinėmis pavaromis, daugiausia apima mažesnę darbinę įtampą, didelę jėgos generavimą ir mažesnį pažeidžiamumą dėl sukibimo gedimų. Šioms pavaroms reikia daugiau galios, o jų perjungimo greitis ribojamas dėl aušinimo laiko.
Norint sukurti ir išbandyti šias mikropavaras, reikia atlikti daugybę darbų. Taigi šios mikropavaros yra sukurtos naudojant skirtingus mikrogamybos metodus, tokius kaip silicio ant izoliatoriaus apdorojimas ir paviršiaus mikroapdirbimas. Mikropavarų pritaikymas daugiausia apima derinamus impedansinius RF tinklus, mikroreles, labai tikslius medicininius prietaisus ir daug daugiau.
MEMS mikropavara
MEMS mikropavara yra vienos rūšies mikroelektromechaninė sistema, kurios pagrindinė funkcija yra pakeisti energiją į judesį. Šios pavaros sujungia elektrinius ir mechaninius komponentus su mikrometro matmenimis. Taigi, tipiški judesiai, kuriuos pasiekia šios pavaros, yra mikrometrai. MEMS mikropavaros daugiausia naudojamos įvairiose srityse, tokiose kaip ultragarsiniai spinduliuotieji, optinio pluošto nukreipimo mikroveidrodžiai ir fotoaparato fokusavimo sistemos. Taigi šių tipų mikropavaros dažniausiai naudojamos kontroliuojamam deformavimui sukurti.
Elektrostatinė mikro pavara
Mikropavaros įtaisai, kuriuos varo elektrostatinė jėga, yra žinomi kaip elektrostatinės mikropavaros. Dėl didelio tankio, mažo dydžio, mažo energijos suvartojimo ir didelio greičio elektrostatinė mikropavara tampa svarbiausiu skaičiavimo sistemų ir optinio signalo apdorojimo elementu. Apskritai šių sistemų veikimo principą galima paaiškinti kaip elektrostatinę patrauklią energiją, sukeliančią mechaninį apsisukimą, konversiją arba veidrodžio plokštės deformaciją, kontroliuojančią fazę, galią arba šviesos pluošto kryptį, kai ji perduodama per tam tikrą laisvą erdvę ar terpę.
Šio tipo mikropavarose kiekvienas varomasis blokas turi banginius elektrodus, kuriuose šie elektrodai traukiami ir izoliuojami vienas nuo kito veikiant elektrostatinei jėgai. Šio tipo pavaros deformacija daugiausia priklauso nuo elektrostatinės jėgos, išorinės jėgos ir konstrukcijos elastingumo.
Šios pavaros judesys buvo tiesiog išanalizuotas naudojant FEM (baigtinių elementų metodą), o šios pavaros makro modelis buvo pagamintas siekiant patikrinti jo judėjimą. Taigi buvo patvirtinta, kad pavaros tariamą atitiktį galima kontroliuoti grįžtamojo ryšio valdymo sistema, naudojant talpinį poslinkio jutiklį ir elektrostatinį vairavimą.
Pjezoelektrinė mikro pavara
Pjezoelektrinės mikropavaros yra labai žinomos ir dažniausiai naudojamos įvairiose srityse. Jie suprojektuoti montuojant pjezoelektrinius elementus vienas ant kito. Kai abiejose šių elementų pusėse bus suteikta įtampa, jie gali išsiplėsti. Tačiau jis turi sudėtingą struktūrą, todėl jį sudėtinga surinkti. Pjezoelektrinė mikropavara naudojama įvairiose servo valdymo sistemose, siekiant užtikrinti itin tikslų padėties nustatymą ir kompensavimą su potencialu.
Norėdami sužinoti apie a Pjezoelektrinė pavara .
Privalumai ir trūkumai
The mikropavarų pranašumai įtraukti toliau nurodytus dalykus.
- Šiluminių mikropavarų pranašumai yra mažesnė darbinė įtampa, didelė jėgos generavimas ir mažesnis jautrumas sukibimo gedimams, palyginti su elektrostatinėmis pavaromis.
- Galimi mažesnių dydžių mikropavaros su mažiau energijos suvartojimu ir greitesne atsako sistema.
The mikropavarų trūkumai įtraukti toliau nurodytus dalykus.
- Šiluminėms mikropavaroms reikia daugiau galios.
- Šiluminių mikropavarų perjungimo greitį riboja aušinimo laikas.
Mikropavarų programos
Mikropavarų pritaikymas apima šiuos dalykus.
- Mikropavara yra mažas aktyvus įtaisas, naudojamas mechaniniam skysčių / kietųjų medžiagų judėjimui sukelti. Čia judėjimas atsiranda keičiant vieną energijos formą kita forma.
- Mikropavaros yra naudojamos mikroskysčių sistemoms, skirtoms Lab-on-a-Chip ir implantuojamų vaistų tiekimo sistemoms.
- Tai mikroskopinis servomechanizmas, kuris perduoda ir tiekia išmatuotą energijos kiekį kitos sistemos / mechanizmo veikimui.
- Mikropavaros naudojamos mažiems projektorių ir ekranų veidrodėliams statyti.
- MEMS mikropavaros dažniausiai naudojamos įvairiose srityse, tokiose kaip ultragarsiniai spinduliuotieji, fotoaparatų fokusavimo sistemos ir optinio pluošto nukreipimo mikroveidrodžiai.
- Elektrinės mikropavaros sukuriama jėga daugiausia naudojama norint sukurti dominančios medžiagos mechanines deformacijas.
Taigi, visa tai yra apie mikropavaros apžvalga kuris gali atlikti įprasto įrankio užduotis makropasaulyje, tačiau jie yra labai mažesni ir leidžia atlikti didesnį tikslumą. Mikropavarų pavyzdžiai daugiausia apima optinės matricos jungiklį, surinktą su sukimo mikroveidrodžiais, kuriuos varo elektrostatinė jėga, mikropavarą, naudojamą mikrobangų antenai nuskaityti, mikropavarą su plonos plėvelės atminties lydiniu ir 3 dimensijos mikrostruktūros savaiminį surinkimą su įbrėžimų mikropavaromis. Štai jums klausimas, kas yra MEMS?
