Visos vaivo- rykštės spalvos - Vilniaus universitetas

„sumaniø“kymø sritis. Jau pats terminas pjezomechanikarodo, kad ji pagrásta pjezoaktyviøjømedþiagø naudojimu sudëtingiemsmechatronikos uþdaviniams spræsti. PristatydamasKTU Mechatronikos mokslo,studijø ir informacijos centro veiklàsveèiams, pradedu nuo iðoriðkai paprastøpjezomechanikos taikymo pavyzdþiø.Paminësiu kelis jø: jau 1980 m. sukûrëmepjezosraigtà – slenkamojo judesiogeneravimo átaisà, susidedantá tik ið 2komponentø – metalinio sraigto ir pjezoelektrinësverþlës (1pav.). Suþadinusverþlëje bëganèios bangos tipo ultragarsiniusvirpesius, sraigtas pradeda suktisir slinkti išilgai savo ašies (þr. videowww.piezo.lt). Su šia paprasta „sumania“sistema (tik iðoriðkai – joje vykstantysdinaminiai procesai yra pakankamaisudëtingi) galima realizuoti keletà funkcijø:generuoti aukðtos skyros tiesiaeigájudesá, plaèiame diapazone valdyti sukimosigreitá bei trinties koeficientà kinematinëjeporoje, atlikti ðios sistemos monitoringàir diagnostikà, taip pat netgi saviremontà(iðdilus ar pakitus kontakto savybëms).Ðioms funkcijoms realizuotinaudojami tiek tiesioginis, tiek ir atvirkðtinispjezoefektai bei savøjø pjezoelektriniodisko daþniø priklausomybë nuokvazistatinës elektros átampos, prijungtosprie disko elektrodø.Šio pavyzdþio unikalus derinys schemospaprastumas – „sumaniø“ funkcijøgausa bûdingas ir kitoms pjezoelektriniøpavarø sistemoms. 2-me paveiksle2 pav. Pjezoelektrinis cilindras iki 5 kgmasiø objektø pozicionavimui plokðtumoje(3 laisvës laipsniai)parodytas pjezokeraminis radialiai poliarizuotas120mm skersmens cilindras, kurioelektrodai padalinti á keletà simetrið-kø sektoriø (Ramuèio Bansevièiaus ir SamiAhmed JAV patentas No 6262574).Cilindras trimis taškais kontaktuoja su atraminiupaviršiumi; suþadinant tam tikrøformø ir faziø rezonansinius virpesius,galima valdyti cilindro judesá trimis kryptimis(du slenkamieji judesiai ir posûkiaiapie cilindro aðá). Ði aktyvi kinematinëpora neturi áprastø elementø (varikliø,krumpliaraèiø, guoliø...), kuriems bûdingospaklaidos, todël tokios pozicionavimosistemos plokðtumoje skyra sudarovos kelis nanometrus esant neribotamposlinkiø diapazonui. Naudojant ðiàschemà mums pavyko sukurti dabar patámaþiausià pasaulyje pjezoelektriná manipuliatoriø.Nors jo matmenys tik 4 x 3x 4 mm, jis sugeba judëti trimis kryptimissu fantastiðka 5 nanometrø skyra.Ankstesnis pavyzdys iliustruoja pjezoelektriniøpreciziniø pozicionavimo árenginiøar lazerio spindulio skenavimo/kreipimoárenginiø (3 pav.) kûrimo specifikà.3 pav. Lazerio spindulio kreipimo átaisas.Pjezokeraminë plokðtelë tvirtinama prieveidrodþio; jos daugiakomponenèiaivirpesiai ultragarsiniame diapazonetransformuojami á veidrodþio ðimtøjøsekundþiø daliø skyros posûkius4 pav. Kandidatas á Gineso rekordø knygà –maþiausias (ir paprasèiausias) pasaulyjepjezoautomobiliukas5 pav. „Sumani“ LEGO A/S firmos figûrëlë,sukurta KTU vykdant ES MINUET projektàodimio magnetu jo viduje dëka. Tokieþaislai ugdo paauglio norà domëtis technologijomis,nes suvokti judesio prieþastánetgi specialistui nëra paprasta: virpesiøamplitudë yra tik keli mikrometrai, todëljø nematyti ir negirdëti, kadangi daþnis– kelios deðimtys kilohercø. Ypaè taipastebime demonstruojant pjezomechanikosmodelius tarptautinëse parodose –vienas jø parodytas 6 pav., kur gaublys6 pav. Gaublys sukasi ir netgi galima valdytijo sukimosi kryptá – taèiau kokia ðio judesioprieþastis?Taèiau pjezopavaros naudojamos ir buitinëjeaparatûroje (pavyzdþiui, mobiliøjøtelefonø bei fotoaparatø objektyvamsstumdyti). Mes sukûrëme ir keletà pavarø„intelektualiems“ þaislams. Štai pjezoautomobiliukas(4 pav., þr. video www.piezo.lt)arba tipinë firmos LEGO A/S figûrëlë(5 pav.), judanti po feromagnetiná pavirðiøvienoje kojoje átaisyto miniatiûriniopjezokeraminio cilindro su pastoviu neguliant 3 stikliniø strypø ir sukasi. Ðis eksponatassukëlë didelá susidomëjimà Hanoveriopasaulinëje parodoje 2000 m.,kaip ir pirmieji pjezoelektriniai robotai (vienasjø parodytas 7 pav.), kuriais domëjosiir Jos Didenybë Anglijos karalienë ElþbietaII savo vizito Lietuvoje 2006 m. metu(8 pav.). Pagaminome daug mokymopriemoniø studentams, klausantiems mechatronikosir virpesiø teorijos kursus.Daþnai mûsø sveèiai ið uþsienio universitetøklausia, kur jø galima ásigyti? Kol kastai klausimas Lietuvos verslininkams, nesástatymai draudþia universitetams uþsiimtikomercine veikla. Tuo tarpu pjezoelektri-Mokslas ir gyvenimas 2009 Nr. 2 3