Motor revolucionrio de atuao simtrica produz efeito de tesoura

Mecnica

Redação do Site Inovação Tecnológica – 08/08/2023

Motores para microcirurgias

O advento das cirurgias minimamente invasivas gerou a necessidade de equipamentos capazes de executar operaes de preenso (agarramento) e corte de preciso, necessrias para cortar tumores ou lidar com microcirurgias da retina, por exemplo.

No campo dos dispositivos miniaturizados, como os MEMS (sistemas microeletromecnicos), as operaes de tesoura ou de preenso so essencialmente obtidas com dois atuadores agindo simetricamente entre dois efetores finais.

O problema que muito difcil conseguir que um motor gere diretamente dois movimentos lineares simtricos. Embora existam vrios projetos que possam conseguir isto, o resultado sempre complicado e grande, alm de fornecer cursos de movimento e foras de sada muito limitados.

Zhanmiao Li e seus colegas da Universidade de Pequim, na China, dispuseram-se ento a criar um novo mecanismo de acionamento para obter movimentos simtricos de alta preciso com uma grande faixa de movimento.

A sada encontrada pela equipe consiste na utilizao de dois rotores acionados por apenas um estator ou por um atuador piezoeltrico, mantendo tudo miniaturizado e integrado.

Motor de atuao simtrica

O motor ultrassnico piezocermico linear de atuao simtrica (SLPUM) consegue gerar diretamente sadas de movimento simtrico bidirecional de um par de tesouras, sem usar mecanismos de transmisso complexos adicionais.

A ideia bsica que uma barra de cermica piezoeltrica contendo uma matriz de 2 x 3 unidades pode operar no modo ressonante acoplado do primeiro modo longitudinal (L1) e do terceiro modo de flexo (B3) para produzir duas trajetrias simtricas de movimento elptico, em direes opostas em suas duas pontas de frico.

Atravs do acoplamento de frico, os dois movimentos elpticos simtricos das pontas de frico podem ser convertidos em movimentos opostos ou retrgrados simtricos e sncronos de dois motores com a mesma velocidade.

uma mudana revolucionria no princpio de trabalho tradicional, em que um estator pode acionar apenas um atuador. Alm disso, esse mecanismo de atuao simtrica dobra a eficincia de trabalho do motor piezoeltrico.

Cenrios de aplicao

Para demonstrar a aplicabilidade do prottipo ao campo dos robs mdicos, a equipe montou um par de tesouras para microcirurgia nos controles deslizantes, o que permitiu testar operaes de alta preciso com uma fora excepcional em relao aos projetos tradicionais.

“Para verificao, utilizamos este prottipo para realizar experimentos em diferentes cenrios de aplicao, como corte de fios de cobre, carne suna, fatias bovinas, intestinos, etc. Assim, este motor pode ser tambm aplicado em robs microcirrgicos para realizar preenso de alta preciso, tesoura e outras operaes cirrgicas. E a estratgia de projeto proposta neste trabalho abre um novo caminho para o desenvolvimento de futuros dispositivos microeletromecnicos piezoeltricos,” escreveu a equipe.

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