Inchworm motor
ઇંચવોર્મ મોટર એ એક એવું ઉપકરણ છે જે નેનોમીટર ચોકસાઇ સાથે શાફ્ટને ખસેડવા માટે પીઝોઇલેક્ટ્રિક એક્ટ્યુએટર્સનો ઉપયોગ કરે છે. તેના સૌથી સરળ સ્વરૂપમાં, ઇંચવોર્મ મોટર ત્રણ પીઝો-એક્ચ્યુએટર્સનો ઉપયોગ કરે છે (2 અને 3, આકૃતિ 1 જુઓ.) ટ્યુબ (1) ની અંદર માઉન્ટ થયેલ છે અને શાફ્ટ (4) ને પકડવા માટે ક્રમમાં વીજળીકરણ કરવામાં આવે છે જે પછી રેખીય દિશામાં ખસેડવામાં આવે છે. શાફ્ટની ગતિ બાજુની પીઝોના વિસ્તરણને કારણે છે (2) બે પકડેલા પીઝોસ પર દબાણ (3). ઓપરેશન ઇંચવોર્મ મોટરની સક્રિયકરણ પ્રક્રિયા એ પ્રારંભિક છૂટછાટ અને પ્રારંભિક તબક્કા પછી છ પગલાંની ચક્રીય પ્રક્રિયા છે. શરૂઆતમાં, ત્રણેય પીઝો હળવા અને વિસ્તૃત નથી. ઇંચવોર્મ મોટરને શરૂ કરવા માટે ઇચ્છિત ગતિની દિશાની સૌથી નજીકના પકડેલા પીઝોને (જે પછી ફોરવર્ડ ક્લચ પીઝો બની જાય છે) પહેલા વીજળીકૃત કરવામાં આવે છે અને પછી છ પગલાનું ચક્ર નીચે પ્રમાણે શરૂ થાય છે (આકૃતિ 2 જુઓ. ): પગલું 1. બાજુની પીઝોનું વિસ્તરણ. પગલું 2. એફ્ટ ક્લચ પીઝોનું વિસ્તરણ. પગલું 3. ફોરવર્ડ ક્લચ પીઝોને આરામ. પગલું 4. બાજુની પીઝોને આરામ. પગલું 5. ફોરવર્ડ ક્લચ પીઝોનું વિસ્તરણ. પગલું 6. પાછળના ક્લચ પીઝોને આરામ. પીઝો એક્ટ્યુએટર્સનું વિદ્યુતીકરણ ઉપર વર્ણવેલ "સિક્સ સ્ટેપ" પ્રક્રિયા અનુસાર પગલામાં એક્ટ્યુએટર્સ પર ઉચ્ચ બાયસ વોલ્ટેજ લાગુ કરીને પૂર્ણ થાય છે. લાંબા અંતરને ખસેડવા માટે છ પગલાંનો ક્રમ ઝડપી ક્રમમાં ઘણી વખત પુનરાવર્તિત થાય છે. એકવાર મોટર ઇચ્છિત અંતિમ સ્થિતિની પૂરતી નજીક પહોંચી જાય, પછી મોટરને વૈકલ્પિક ફાઇન પોઝિશનિંગ મોડમાં ફેરવી શકાય છે. આ સ્થિતિમાં, પકડમાં સતત વોલ્ટેજ (એક ઊંચો અને બીજો નીચો) પ્રાપ્ત થાય છે, અને પછી ઇચ્છિત અંતિમ સ્થિતિ મેળવવા માટે, સતત પ્રતિસાદ નિયંત્રણ હેઠળ, બાજુની પીઝો વોલ્ટેજને મધ્યવર્તી મૂલ્યમાં સમાયોજિત કરવામાં આવે છે. આ પીઝોઇલેક્ટ્રિક મોટરની બિન-સંચાલિત વર્તણૂક બે વિકલ્પોમાંથી એક છેઃ સામાન્ય રીતે બંધ અથવા સામાન્ય રીતે મુક્ત. સામાન્ય રીતે મુક્ત પ્રકાર જ્યારે બિન-સંચાલિત હોય ત્યારે મુક્ત હિલચાલને મંજૂરી આપે છે પરંતુ તેમ છતાં વોલ્ટેજ લાગુ કરીને તેને લૉક કરી શકાય છે. ઉપયોગો સ્કેનીંગ ટનલિંગ માઇક્રોસ્કોપી ઇંચવોર્મ મોટરનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે સ્કેનીંગ ટનલિંગ માઇક્રોસ્કોપ (એસટીએમ) માં થાય છે. એસટીએમ માટે તે જે સામગ્રીનું નિરીક્ષણ કરી રહ્યું છે તેની નજીક તેની સ્કેનીંગ ટીપના નેનોમીટર સ્કેલ નિયંત્રણની જરૂર પડે છે. આ નિયંત્રણ સ્કેનીંગ ટિપને ઇંચવોર્મ મોટરના શાફ્ટ સાથે જોડીને પૂર્ણ કરી શકાય છે. ઇંચવોર્મ મોટર, બદલામાં, અવલોકન કરેલ સામગ્રીની સપાટીના સમતલની સામાન્ય દિશામાં નિયંત્રણની મંજૂરી આપે છે. સપાટી પરની હિલચાલને સામાન્ય રીતે x-y સમતલમાં હિલચાલ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, જ્યારે સપાટી પરની સામાન્ય હિલચાલને સામાન્ય રીતે z-દિશામાં હિલચાલ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. ઇંચવોર્મ મોટર દ્વારા સ્કેનીંગ ટિપની હિલચાલ કાં તો જાતે નિયંત્રિત થાય છે અથવા મોટરને ફીડબેક સિસ્ટમ સાથે જોડીને આપમેળે નિયંત્રિત થાય છે. પેચ ક્લેમ્પિંગ જૈવિક કોષોના પેચ ક્લેમ્પિંગમાં ઇંચવોર્મ મોટરનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. આ તકનીક મોટેભાગે ઓપ્ટિકલ માઇક્રોસ્કોપ અને કાચની નળી ધરાવતા માઇક્રોમેનીપ્યુલેટર સાથે કરવામાં આવે છે. પેચ ક્લેમ્પિંગમાં ઇંચવોર્મ મોટર ખાસ કરીને આદર્શ છે કારણ કે તે ઓપરેટરને પ્રવાહ વિના વર્ચ્યુઅલ રીતે તાત્કાલિક, ચોક્કસ, સરળ અને અનુમાનિત ગતિ પ્રદાન કરે છે. યુનિમોર્ફ બિમૉર્ફ બાહ્ય કડીઓ લઘુચિત્ર પીઝો સ્ટેપિંગ મોટર સિદ્ધાંત ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ પણ જુઓ.