一种对称作用的线性压陶超声波电机,能够产生剪切效果
Zhanmiao Li1, Xingyu Yi1, Rongqi Zhu1
1School of Materials Science and Engineering, Peking University, Beijing 100871, China.
Research (Washington, D.C.)
|June 8, 2023
概括
一种新型的对称驱动线性压陶超声波电机直接产生两个对称的运动. 这一突破使微创手术的精确剪切和抓取成为可能,提高了机器人的能力.
科学领域:
- 机器人和机械电子学
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 传统的线性运动系统使用单个定位器,限制对称的运动生成.
- 产生双对称的线性运动对于剪刀和抓手等先进的外科工具至关重要.
- 现有的电机和压电电机缺乏直接的双对称线性运动能力.
研究的目的:
- 开发一种新的对称执行线性压陶超声波电机.
- 为了实现两个对称的线性运动的直接生成,没有额外的机制.
- 为了证明电机在高精度微手术应用中的潜力.
主要方法:
- 使用了一种 (2 × 3) 阵列的压陶棒定位器.
- 在合共振模式 (第一个纵向L1和第三个曲B3模式) 中运行状态器.
- 将电机与微手术剪刀端效应器集成为功能演示.
主要成果:
- 电机直接在其两端产生对称的线性运动.
- 实现了大约1米/秒的快速相对移动速度,同时向外/向内运动.
- 证明了高步分辨率 (40纳米),功率密度 (405.4mW/cm3) 和效率 (22.1%).
结论:
- 开发的电机成功地产生了双对称的线性运动,这是一个显著的进步.
- 高性能指标超过了典型的压陶超声波电机.
- 这项技术在微创手术和未来对称执行器设计中提高精度方面具有巨大的前景.
