最近,日本豐橋科學(xué)技術(shù)大學(xué)的一個研究小組,成功開發(fā)出體積僅有1立方毫米的超小型超聲波馬達。新型馬達的體積不足現(xiàn)有最小馬達的1/40,能夠?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)動和軸向運動兩種動作。這種超小型超聲波馬達可用于腦血管疾病的檢查和治療,在進一步提高性能和臨床實驗的基礎(chǔ)上,預(yù)計可在3年后實用化。
超小型超聲波馬達的驅(qū)動部分外圍包裹著合金作為定子,定子為多孔結(jié)構(gòu),有利于機械力的傳導(dǎo),定子的兩側(cè)貼有壓電器件,利用兩種交流電壓可以使壓電器件產(chǎn)生伸縮運動,這一伸縮運動轉(zhuǎn)變?yōu)槎ㄗ拥恼駝有纬奢S向力,最大軸向力約為30微牛頓(μN),可以通過電壓的變化控制軸向力的大小。微型馬達在轉(zhuǎn)速為900轉(zhuǎn)/分時的最大扭矩為10.5納牛頓米(nNm)。由于微型馬達的結(jié)構(gòu)簡單,將大大降低量產(chǎn)時的制造成本。
現(xiàn)在,對于心臟和腦血管形成血栓而造成心腦梗塞的患者,多采用插入導(dǎo)管的方法進行檢查和治療。因為通常心臟血管較粗而腦血管較細,對腦血管疾病進行導(dǎo)管治療時,就可能需要使用這種超小型馬達。
目前,該研究小組正在對超小型超聲波馬達的設(shè)計和制作進行改良,設(shè)法使其旋轉(zhuǎn)扭矩達到0.1微牛頓米(μNm),軸向力達到0.3微牛頓(μN)。將來,這種超小型超聲波馬達除用于醫(yī)療導(dǎo)管手術(shù)外,還有可能在醫(yī)學(xué)內(nèi)視鏡、照相機以及移動電話終端等方面得到廣泛應(yīng)用。