PAD - Ein mikromechatronisches Antriebssystem mit ungewöhnlichen Eigenschaften

Abstract:
PAD (piezoelectric actuator drive) ist ein neues Kinematikprinzip, welches periodische Bewegungen von Festkörperaktoren verlustarm in kontinuierliche und präzise steuerbare Rotationsbewegungen umsetzt. Durch das statische Wirkprinzip ist PAD hinsichtlich Leistung und Drehzahl/Drehmomentcharakteristik in weiten Grenzen, typ. 1 mNm ..... 20 Nm, skalierbar. Wesentlicher Bestandteil ist die formschlüssige Kraftübertragung mit mikroverzahnten Antriebsteilen, zu deren Herstellung geeignete Fertigungsverfahren entwickelt wurden. PAD zeichnet sich durch ein konstantes und von der Drehzahl unabhängiges Drehmoment bei hoher Antriebssteifigkeit aus. Die hierzu eingesetzten Piezoaktoren werden gleichzeitig zur Detektion der an der Motorwelle angreifenden Lastmomente verwendet (Force Feedback). PAD Antriebe sind selbsthemmend. Sie erzeugen keine magnetischen Felder und nehmen im Haltebetrieb keine elektrische Leistung auf. Aufgrund fehlendem Getriebe, Encoder und Motorbremse ergibt sich eine hohe Leistungsdichte bei kompakter Bauform. PAD ist eine smarte, skalierbare Technologieplattform, mit einer mechanischen Leistung von einigen 10 W, welche den gesamten Bereich von mikroskopischen bis zu makroskopischen Antrieben abdeckt. Typische Anwendungsfelder sind die Medizintechnik, die Robotik, die Automatisierungstechnik, die Luft/Raumfahrt, die Gebäudetechnik und die Automobiltechnik.