موقعیت‌دهی با یک موتور التراسونیک موج روان از طریق کنترل دامنه‌ی پالس ورودی

هدف این مقاله موقعیت‌دهی یک موتور التراسونیک موج روان با اعمال ورودی‌های پالسی کنترل شده است. به این منظور یک موتور آلتراسونیک ساخته شده که استاتور آن یک سیم مستقیم است .در موتورهای التراسونیک با موج روان حرکت توسط موج روان ایجاد می‌شود. برخلاف موتورهای التراسونیک کرمی‌شکل که به سادگی موقعیت‌دهی می‌شوند، موقعیت‌دهی با موتورهای موج روان مشکل بوده و در این زمینه پژوهشی نیز گزارش نشده است. در این مقاله به کمک یک پیزوالکتریک چند لایه، موج روان داخل استاتور خطی ایجاد شده سپس با پیدا کردن فرکانس مطلوب موج روان در استاتور ایجاد شده و باعث حرکت اسلایدر روی استاتور می‌شود. هدف این پژوهش به دست آوردن کوچکترین گام حرکت و موقعیت‌دهی با استفاده از موتور التراسونیک ساخته شده است. به این منظور با اعمال ولتاژهای پالسی موتور به حرکت درآمده و با کنترل دامنه، موقعیت‌دهی انجام می‌شود. در ادامه به منظور بررسی مود‌های ارتعاشی استاتور طراحی شده و استخراج مودهای قابل استفاده برای راه‌اندازی موتور، فرکانس‌های طبیعی مجموع استک پیزوالکتریک و مفتول فولاد زنگ‌نزن با استفاده از روش اجزای محدود مورد تحلیل قرار گرفت و مطابقت فرکانس‌های طبیعی بدست آمده در آنالیز مودال و پاسخ فرکانسی نیز مشاهده گردید. در نهایت کوچکترین پالسی که باعث حرکت اسلایدر می‌شود به دست آمده و حداقل گام جابه‌جایی قابل دسترس تعیین می‌گردد. تاکنون کوچک‌ترین گام جا‌به‌جایی برابر با 2/0 میلی متر به دست آمده و در ادامۀ پژوهش امکان دستیابی به گام‌های کوچکتر بررسی خواهد شد.

positioning by traveling wave ultrasonic motor via input pulse amplitude

the purpose of this article is to position a travelling wave ultrasonic motor by applying controlled pulse inputs. an ultrasonic motor with a straight wire stator has been constructed for this purpose. in travelling wave ultrasonic motors, movement is generated by travelling waves, unlike worm-shaped ultrasonic motors that are easily positioned. positioning with travelling wave motors is challenging, and no research has been reported in this field. in this study, a travelling wave is created inside the linear stator using a multi-layer piezoelectric. by identifying the desired frequency, the travelling wave is generated in the stator, causing the slider to move along it. the research aims to achieve the smallest movement step and precise positioning using the ultrasonic motor. the motor is moved by applying pulse voltages, and positioning is controlled by managing the range. to examine the vibration modes of the designed stator and extract usable modes for motor initiation, the natural frequencies of the piezoelectric stack and steel wire were analyzed using the finite element method. correspondence between the natural frequencies obtained in the modal analysis and frequency response was observed. finally, the smallest pulse causing slider movement was identified, and the minimum achievable displacement step was determined. the smallest displacement step achieved so far is 0.2 mm. further research will investigate the possibility of achieving smaller steps.