超声波电机在医学领域的应用_超声波电机在汽车上的应用

　　超声波电机在医学领域的应用

　　医疗设备制造商越来越多地选用超声波电机和致动器代替传统的电磁电机，因为超声波电机在医疗设备设计中具有先天性优势。

　　压电设备目前正被用于一系列医疗应用，包括：超声波发射器、人工受精、医用纳米微量注射泵、微监测，手术设备、兼容磁共振的机器人、微剂量配药、细胞病理学中的细胞渗透和细胞成像等。压电设备还可用于医疗材料处理，如拾取和放置系统，药物输送装置，三维扫描，眼科、皮肤科、美容手术所用激光束的控制。

　　通过采用超声波电机，可以将医疗设备做到更小、更精确、更轻和更易于控制。其应用优势体现在：

　　1、小型化

　　超声波电机适于小型化。相比电磁电机，超声波电机可以很轻松地做到更小和更紧凑，并且相对它们尺寸来讲它们输出的力量更大。电磁电机的效率会随着尺寸的缩小而降低，因为有更多的电能转化成了热量。与此相反，超声波电机的效率接近恒定。在体积和重量相同的情况下，超声波电机的储能密度是电磁电机的10倍。由于超声波电机每电机单位尺寸能提供更高的力量，它们使医疗设备能在缩减尺寸的同时保持或提高性能。

　　2、定位精确度

　　超声波电机直接传动的原理省去了传统电磁电机中需要用到的辅助传送件（或齿轮组）。这样就避免了会限制精确跟踪的常见的齿间间隙（backlash）影响，齿间间隙会导致电磁伺服电机的定位精度大幅降低。传统电机需要用到机械耦合元器件以将旋转运动转换为直线运动，而超声波电机则不再需要用到机械耦合元器件。超声波电机在的稳定状态自动锁定功能摒弃了电磁电机固有的抖动。超声波电机可以设计用于实现纳米级的定位精度，即便在掉电的情况下也能做到正常的精度。

　　3、加速快

　　压电器件可以在几微秒内做出反应。可实现大于（响应时间为0.01毫秒）的加速度。不产生磁场。超声波电机适用于医疗和生物技术应用，因为它们不会产生电磁干扰，也不会受到电磁干扰的影响。这一特性使得超声波电机不需要磁场屏蔽，对用于强磁场环境（如，用于MRI设备）的电机而言，这一点尤为重要。其中小型超声波电机被用于MRI监测显微手术，大型超声波电机被用于旋转病人和设备。传统电子电机所产生的磁场和其所使用的金属部件使之无法被用于在核磁共振设备内部工作的需要电机驱动的医疗设备。

　　4、不用维修或润滑、可杀菌

　　由于压电运动取决于晶体效应，并且没有用到像齿轮或轴承这样的转动部件，因此超声波电机不用维修也不需要任何润滑。其零部件可在高温下消毒，这对医疗应用而言是一个明显的优势。降低功耗。静态操作，即便是长期处在重荷状态，也几乎不耗电。此外，由于超声波电机的效率不会因其被小型化而降低，所以它们在功率范围极低的情况下仍然保持高效，这使得超声波电机对采用电池供电的便携式和可穿戴式医疗设备而言十分有吸引力。

　　5、不会发热

　　在静止时，超声波电机不会产生热量。超声波电机不存在伺服抖动及由此产生的热量。

　　6、可在真空环境下工作

　　超声波电机原则上适用于真空环境（已成功应用于航天设备），医疗行业的许多应用都有此要求。

　　7、在制冷温度仍能工作

　　即便在接近0°的温度下，超声波电机仍能继续运转，这使得它们适用于极其寒冷的环境，如医疗实验室储藏设备和低温研究。

　　超声波电机在汽车上的应用

　　1、汽车后视镜

　　汽车的左右后视镜用于观察左右两侧的路况，在驻车和倒车时，驾驶员为了观察不同区域的路况，必须在两个方向上调节汽车左右后视镜，半自动和全自动后视镜系统应运而生。

　　较为直接的方法是用电机驱动后视镜绕两个坐标轴转动。传统电磁电机需要齿轮机构大比例减速，调节较慢，体积也较大。

　　超声电机体积小，重量轻，低速大扭矩的特点，美国和日本某些型号的轿车上采用超声电机来驱动后视镜。超声电机的输出轴无需齿轮箱过度，可以直接与后视镜的镜框相连，超声电机本体与车身的支撑固连。轻巧的体积和重量，使得超声电机与后视镜融为一体，美观而实用，方便，快捷地实现后视镜的调节。

　　2、汽车座椅头靠

　　超声电机在汽车上的另一应用，它用于调整座椅上部的头靠角度。靠头部分可以根据乘客的需要变换角度，使人感觉更舒适保护颈椎。

　　作为驱动座椅头靠的电机，要求体积小，静音运行不能占用较大空间，还有一定的低速扭矩和自锁扭矩，以便调节。传统电机不是体积较大，就是低速时扭矩不够需要齿轮来提升扭矩，这样会增加调节系统的体积，而超声电机恰好符合这些应用条件。

　　3、汽车方向盘

　　为了适应不同身材和高矮人士的需要，汽车方向盘的位置应是可调的。传统的方向盘调节装置噪音比较大。在运行噪声方面，超声电机比传统的直流电机要小，而输出扭矩可以做到相同。因此，汽车生产厂家完全可以用超声电机取代直流电机。

　　另外汽车上的门窗、雨刮器和刹车传动装置等都有超声电机的身影出现。