PILine®超声波压电电机

紧凑型驱动器,快速和自锁

  • 直线和旋转运动
  • 大致无限的行程
  • 便捷的机械集成
  • 保持力达15N,保持转矩达0.3Nm
  • 速度达500mm/s,分辨率达2nm

电机-主轴组合将电机的旋转运动转换成直线运动,但由于机械部件之间的空回,响应时间有所延迟。PILine®等驱动器则直接产生直线运动,稳定性更高,惯性更小。 PILine®驱动器没有传统旋转电机/齿轮/主轴组合的机械复杂性,有利于节约成本,增强可靠性。这类零件可能很容易磨损,尤其是在小型化系统之中。


PILine®的工作原理

作为超声波压电电机不可或缺的一部分,压电陶瓷促动器上被施加预应力,通过一个耦合元件抵住移动导向转子。在100至200kHz的高频交流电压的作用下,压电陶瓷促动器被激发产生超声波振动。促动器的变形使耦合元件相对于转子产生周期性的对角运动。建立的进给为几纳米每循环;高频率带来高速度。

引发旋转运动

PILine®电机可以用以下两种方式中的一种引发旋转运动:模拟到直线运动;压电陶瓷促动器单边作用于一个环形转子上,从而产生快速旋转运动。产生的保持转矩约为0.3Nm。

直径为20mm或30mm的小型旋转台采用环形促动器。该类驱动器可实现超两转每秒的高速度。保持转矩约为30mNm。


PILine®压电电机的特点

在压电陶瓷促动器上施加预载抵住转子可保证驱动器在不工作及断电时保持自锁,从而不消耗能量,不发热,保持位置的机械稳定性。蓄电池驱动的或热敏的低占空比的应用可得益于这些特点。

使用寿命和可靠性

压电陶瓷促动器的运动是基于晶形效应,不会产生任何磨损,但是与转子的耦合受摩擦作用的影响。不同操作模式下,可实现超2000km的行进距离或20000小时的平均故障间隔时间。

适用于各种应用的压电电机

PI压电电机 原理上具有真空兼容性,可适用于强磁场下的操作。为此,驱动器也有多种特殊版本。

剖面高度小

PILine®驱动器较小的设计高度在定位系统中优势明显,如M-687显微镜十字工作台(高度为25mm):不带主轴伺服或凸缘电动机的全扁平设计。

运用中的动态性

压电陶瓷的直驱、稳健设计和快速响应时间可实现快速起停行为和数百毫米每秒的速度。

利用PILine®的缓慢行进

仅有部分显微镜应用需求更快的扫描速度或更大的处理能力,另一些则要求在较低的恒定速度下实现高分辨率的运动。 带PILine®驱动器的平台可以配备PIOne传感器,可实现几纳米范围的分辨率。特殊的控制和调节过程则可在几个编码器计数每秒的范围内提供恒定的速度。

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手册:PILine®超声波压电电机

小巧、高速、具有成本效益
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Poster: PI Piezomotor Technology

Selection guide for the best solution
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专利技术

在超声波压电电机(PILine®)技术领域,PI拥有以下专利或专利申请:

  • 德国
    DE102004024656A1、DE102004044184B4、DE102004059429B4、DE102005010073A1、DE102005039357B4、DE102005039358A1、DE102006041017B4、DE102008012992A1、DE102008023478A1、DE102008058484A1、DE102010022812A1、DE102010047280A1、DE102010055848、DE102011075985A1、DE102011082200A1、DE102011087542B3、DE102011087542B3、DE102011087801B4、DE102011108175、DE102012201863B3、DE19522072C1、DE19938954A1
  • 欧洲
    EP0789937B1 EP1210759B1, EP1267425B1, EP1581992B1, EP1656705B1, EP1747594B1, EP1812975B1, EP1861740B1, EP1915787B2, EP1938397B1, EP2095441B1, EP2130236B1, EP2153476B1, EP2164120B1, EP2258004B1, EP2608286A2
  • 美国
    US2010/0013353A1, US5872418A, US6765335B2, US6806620B1, US6806620B1, US7218031B2, US7598656B2, US7737605B2, US7795782B2, US7834518B2, US7973451B2, US8253304B2, US8344592B2, US8482185B2 
  • 日本
    JP2011514131, JP2011522506, JP3804973B2, JP4377956, JP4435695, JP4477069, JP4598128, JP4617359, JP4620115, JP4648391, JP4860862, JP4914895, JP2013539346 
  • 中国
    ZL200380108542.0, ZL200580015994.3, ZL200580029560.9, ZL200580036995.6, ZL200680007223.4, ZL200680030007.1, ZL200680042853.5
  • 国际专利申请
    WO2009059939A2, WO2010121594A1, WO2012048691A2, WO2012113394A1, WO2012155903A1, WO2013034146A3, WO2013117189A2