इंचवर्म मोटर
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इंचवर्म मोटर एक ऐसा उपकरण है जो नैनोमीटर सटीकता और सटीकता के साथ शाफ्ट को स्थानांतरित करने के लिए piezoelectric एक्ट्यूएटर्स का उपयोग करता है।
अपने सरलतम रूप में, इंचवर्म मोटर एक ट्यूब (1) के अंदर तीन पीजो-एक्ट्यूएटर्स (2 और 3, चित्र 1 देखें) का उपयोग करती है और एक शाफ्ट (4) को पकड़ने के क्रम में विद्युतीकृत होती है जिसे बाद में एक रैखिक दिशा में ले जाया जाता है। शाफ्ट की गति पार्श्व पीजो (2) के विस्तार के कारण होती है जो दो क्लचिंग पीजो (3) पर जोर देती है।
ऑपरेशन
इंचवर्म मोटर की सक्रियता प्रक्रिया प्रारंभिक विश्राम और प्रारंभिक चरण के बाद छह चरणों वाली चक्रीय प्रक्रिया है। प्रारंभ में, तीनों पीजो आराम और अनएक्सटेंडेड हैं। इंचवर्म मोटर को प्रारंभ करने के लिए क्लचिंग पीजो वांछित गति की दिशा के सबसे करीब है (जो तब फॉरवर्ड क्लच पीजो बन जाता है) पहले विद्युतीकृत होता है फिर छह चरण चक्र निम्नानुसार शुरू होता है (चित्र 2 देखें।):
चरण 1. पार्श्व पीजो का विस्तार।
चरण 2. पिछाड़ी क्लच पीजो का विस्तार।
स्टेप 3. फॉरवर्ड क्लच पीजो का रिलैक्सेशन।
चरण 4. पार्श्व पीजो का आराम।
चरण 5. फॉरवर्ड क्लच पीजो का विस्तार।
स्टेप 6. आफ्टर क्लच पीजो का रिलैक्सेशन।
पीजो एक्ट्यूएटर्स का विद्युतीकरण ऊपर वर्णित सिक्स स्टेप प्रक्रिया के अनुसार एक्ट्यूएटर्स को एक उच्च बायस वोल्टेज लागू करके पूरा किया जाता है। लंबी दूरी तय करने के लिए छह चरणों का क्रम तेजी से उत्तराधिकार में कई बार दोहराया जाता है। एक बार जब मोटर वांछित अंतिम स्थिति के पर्याप्त रूप से करीब पहुंच जाती है, तो मोटर को वैकल्पिक ठीक स्थिति मोड में स्विच किया जा सकता है। इस मोड में, क्लच निरंतर वोल्टेज (एक उच्च और दूसरा कम) प्राप्त करते हैं, और पार्श्व पीजो वोल्टेज को वांछित अंतिम स्थिति प्राप्त करने के लिए निरंतर प्रतिक्रिया नियंत्रण के तहत एक मध्यवर्ती मान में समायोजित किया जाता है।
इस पीजोइलेक्ट्रिक मोटर का गैर-संचालित व्यवहार दो विकल्पों में से एक है: सामान्य रूप से बंद या सामान्य रूप से मुक्त। एक सामान्य रूप से मुक्त प्रकार शक्तिहीन होने पर मुक्त संचलन की अनुमति देता है लेकिन फिर भी वोल्टेज लगाकर लॉक किया जा सकता है।
उपयोग
स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोपी
इंचवर्म मोटर का उपयोग आमतौर पर टनलिंग माइक्रोस्कोप (एसटीएम) को स्कैन करने में किया जाता है। एक एसटीएम को उस सामग्री के निकट अपने स्कैनिंग टिप के नैनोमीटर स्केल नियंत्रण की आवश्यकता होती है जिसे वह देख रहा है। यह नियंत्रण स्कैनिंग टिप को इंचवर्म मोटर के शाफ्ट से जोड़कर पूरा किया जा सकता है। इंचवर्म मोटर, बदले में, देखी गई सामग्री की सतह के तल के सामान्य दिशा में नियंत्रण की अनुमति देता है। सतह पर गति को आमतौर पर एक्स-वाई तल में संचलन के रूप में संदर्भित किया जाता है, जबकि सतह पर सामान्य संचलन को आमतौर पर जेड-दिशा में संचलन के रूप में जाना जाता है। इंचवर्म मोटर द्वारा स्कैनिंग टिप का संचलन या तो मैन्युअल रूप से नियंत्रित किया जाता है या मोटर को प्रतिक्रिया सिस्टम से जोड़कर स्वचालित रूप से नियंत्रित किया जाता है।
पैच दबाना
इंचवर्म मोटर का उपयोग जैविक कोशिकाओं के पैच क्लैम्पिंग में किया जा सकता है। इस तकनीक को अक्सर एक ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप और एक ग्लास पिपेट पकड़े हुए एक micromanipulator के साथ किया जाता है। इंचवर्म मोटर पैच क्लैम्पिंग में विशेष रूप से आदर्श है क्योंकि यह ऑपरेटर को बिना बहाव के तात्कालिक, सटीक, चिकनी और अनुमानित गति प्रदान करता है।
