Grundsätze und Merkmale von Ultraschallmotoren

Unterschiede zwischen Ultraschallmotoren und herkömmlichen Motoren

Ultraschallmotoren lösen das Problem herkömmlicher Motoren, die auf elektromagnetischen Kräften basieren. Sie nutzen Schallwellen anstelle von Magnetfeldern, um Bewegung zu erzeugen. Dadurch sind sie unempfindlich gegenüber Hochspannungs- und Magnetfeldumgebungen. Wenn der Strom abgeschaltet wird, können Ultraschallmotoren ihre Position beibehalten, da sie nicht von elektromagnetischen Kräften abhängig sind.

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Ultraschallmotor

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Gleichstrommotor

Schrittschaltmotor

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Illustration eines Roboters mit leerer Batterie

Allgemeine motoren

den Strom abschalten

Ich kann meine Haltung nicht halten

Hochspannungs- und Magnetfeldumgebungen

Kann nicht richtig funktionieren

in der Lage sein, ihre Haltung beizubehalten

den Strom abschalten

Ultraschallmotor

Hochspannungs- und Magnetfeldumgebungen

normal arbeiten können

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Piezo Sonic-Ultraschallmotoren

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Einführung von Roboterentwicklungsprojekten

Ultraschallmotoren verwenden piezoelektrische Keramiken, die sich bei angelegter Spannung verformen, um Rotation zu erzeugen. Die Verformung wird durch einen Metallteil verstärkt, um eine Drehbewegung auf der Oberfläche zu erzeugen. Diese Bewegung wird durch Reibungskräfte auf den Rotor übertragen, wodurch dieser gegen den Stator gedrückt wird und sich dreht. Selbst ohne Strom kann die Position dank der ständig erzeugten Reibungskraft beibehalten werden, was einen spielfreien Direktantrieb ermöglicht.

Piezo-Sonic-Ultraschallmotoren bieten im Vergleich zu herkömmlichen Ultraschallmotoren mit einer Lebensdauer von nur etwa 1/10 eine deutlich längere Lebensdauer von mehr als dem Doppelten. Gleichzeitig erreichen sie ein höheres Drehmoment, das mit dem eines Schrittmotors vergleichbar ist. Diese Motoren wurden patentiert und erhielten Auszeichnungen wie den "Monozukuri Award" der Japan Society for Precision Engineering im Jahr 2018 und den "Good Design Award" im Jahr 2019.

Merkmale von Ultraschallmotoren

Gleichstrommotor

Dieses Flächendiagramm befasst sich mit dem Verhältnis zwischen Drehmoment und Drehzahl bei Ultraschall-, Gleichstrom- und Schrittmotoren der gleichen Größe.

Im Vergleich zu anderen Motoren zeichnen sich Ultraschallmotoren durch eine niedrige Drehzahl und ein hohes Drehmoment aus.

Sie können eine hohe Haltekraft aufrechterhalten, auch wenn sie aufgrund von Reibungskräften ungesteuert sind, und sind spielfrei, was den Bau von direkt angetriebenen Antriebssystemen ohne Getriebe ermöglicht.

Schrittschaltmotor

Ultraschallmotor

Ultraschallmotoren zeichnen sich durch geringes Gewicht und hohe Positionssteuerbarkeit aus. Dank des leichten Gewichts der rotierenden Teile haben sie eine niedrige Trägheit, was eine präzise Positionierung ermöglicht. Sobald das Antriebssignal stoppt, kommt der Motor aufgrund von Reibungskräften sofort zum Stillstand. Die endgültige Positioniergenauigkeit hängt jedoch vom externen Sensor und dem Steuergerät ab.

Ultraschallmotor

Schrittschaltmotor

Gleichstrommotor