Mecânica

Miniaturização chega aos motores

Miniaturização chega aos motores
O micromotor é visto no detalhe e montado em uma placa de acrílico, onde faz girar o rotor. [Imagem: Toyohashi University of Technology]

Miniaturizar motores

Miniaturizar motores tem sido uma pedra no sapato de todos os engenheiros que tentam construir equipamentos na escala dos milímetros para baixo, sejam eles para acionar robôs, dispositivos portáteis ou equipamentos médicos minimamente invasivos.

Os motores elétricos comuns, ou eletromagnéticos, dependem da miniaturização de muitos componentes complicados, como bobinas, ímãs e rolamentos, além de apresentarem uma perda drástica de torque conforme ficam menores.

Os motores eletrostáticos, por sua vez, são fáceis de miniaturizar, usando a tecnologia dos MEMS (sistemas microeletromecânicos), mas sua fraca força motriz os torna úteis em poucas situações.

Tomoaki Mashimo, da Universidade Toyohashi de Tecnologia, no Japão, voltou-se então para os motores ultrassônicos piezoelétricos, que têm como vantagens sua alta densidade de energia e sua estrutura simples, o que os torna particularmente adequados à miniaturização.

Menor micromotor do mundo

"Nossos experimentos mostraram que o protótipo gera um torque acima de 10 micronewtons por metro com um estator de um milímetro cúbico. Este novo motor é agora o menor micromotor ultrassônico já desenvolvido com um torque prático," disse Mashimo.

Esse torque significa que, se o motor usar uma polia de 1 milímetro de raio, ele poderá levantar um peso de 1 grama, o que é bastante nas dimensões envolvidas. O micromotor também é veloz, atingindo cerca de 3.000 rpm.

Para comparação, o menor motor desse tipo até então atingia apenas 47 nanonewtons por metro - mais de 200 vezes menos do que o novo protótipo - e media quase três milímetros.

"A simplicidade da estrutura do estator permite a miniaturização sem a necessidade de qualquer processo especial de usinagem. Este estator é muito mais simples do que os dos outros motores ultrassônicos existentes," disse Mashimo.

Endoscópio motorizado

Segundo o pesquisador, o trabalho continuará para demonstrar a possibilidade de miniaturizar ainda mais os motores, além de melhorar seus parâmetros de desempenho.

Ele pretende testá-los inicialmente em microatuadores incorporados em endoscópios, que poderão virar seguindo as instruções do médico, diminuindo o atrito do equipamento com os tecidos sendo examinados.

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