Mikrosamm-mootor on nägemispuudega inimestele mõeldud mehaaniliste lugemisseadmete peamine liikumapanev jõud ja täppisallikas.

II.Põhirakenduse stsenaarium: Mida teeb seadmes mikrosamm-mootor?

Nägemispuudega inimestele mõeldud mehaaniliste lugemisseadmete põhifunktsioon on asendada inimese silmi ja käsi, skaneerides automaatselt kirjutatud teksti ja teisendades selle taktiilseteks (punktkiri) või kuuldavateks (kõne) signaalideks. Mikrosamm-mootor mängib peamist rolli täpses mehaanilises positsioneerimises ja liikumises.

Teksti skaneerimise ja positsioneerimise süsteem

Funktsioon:Täpse rida-realt liikumise teostamiseks lehel kasutage mikrokaamera või lineaarse pildisensoriga varustatud kronsteini.

Töövoog:Mootor saab kontrollerilt juhiseid, liigub väikese nurga võrra, paneb kronsteini liikuma vastava väikese vahemaa võrra (nt 0,1 mm) ja kaamera jäädvustab pildi praegusest piirkonnast. Seejärel liigub mootor uuesti ühe sammu võrra ja seda protsessi korratakse, kuni terve rida on skaneeritud, ja seejärel liigub see järgmise rea juurde. Samm-mootori täpsed avatud ahelaga juhtimisomadused tagavad pildi omandamise järjepidevuse ja täielikkuse.

Dünaamiline punktkirja kuvaseade

Funktsioon:Juhtige punktkirja punktide kõrgust. See on kõige klassikalisem ja otsesem rakendus.

Töövoog:Iga punktkirja märk koosneb kuuest punktmaatriksist, mis on paigutatud 2 veergu ja 3 ritta. Iga punkti taga on mikro-piesoelektriline või elektromagnetiliselt juhitav "ajam". Selliste ajamite ajamina võib toimida astmeline mootor (tavaliselt täpsem lineaarne astmeline mootor). Mootori sammude arvu juhtimise abil saab punktkirja punktide tõstekõrgust ja langetusasendit täpselt reguleerida, mis võimaldab teksti dünaamilist ja reaalajas värskendamist. Kasutajad puudutavad neid tõste- ja langetuspunktmaatrikseid.

Automaatne lehe pööramise mehhanism

Funktsioon:Simuleeri inimese käsi, et lehti automaatselt keerata.

Töövoog:See on rakendus, mis nõuab suurt pöördemomenti ja töökindlust. Tavaliselt on vaja, et koos töötaks rühm mikrosamm-mootoreid: üks mootor juhib lehe adsorbeerimiseks mõeldud „iminappa“ või „õhuvoolu“ seadet, teine ​​aga ajab „lehepööramishooba“ või „rulli“, et lehepööramine kindla trajektoori mööda lõpule viia. Mootorite madala kiiruse ja suure pöördemomendi omadused on selles rakenduses üliolulised.

II.Mikro-samm-mootorite tehnilised nõuded

Kuna tegemist on inimestele mõeldud kaasaskantava või lauaarvutiga, on mootorile esitatavad nõuded äärmiselt ranged:

Suur täpsus ja kõrge eraldusvõime:

Teksti skannimisel määrab liikumise täpsus otseselt pildi tuvastamise täpsuse.

Braille'i punktide juhtimisel on selge ja järjepideva puutetundlikkuse tagamiseks vaja mikromeetri tasemel nihke täpset juhtimist.

Samm-mootorite omane "astmeline" omadus sobib selliste täpsete positsioneerimisrakenduste jaoks väga hästi.

Miniaturiseerimine ja kerge kaal:

Seade peab olema kaasaskantav ja äärmiselt piiratud siseruumiga. Mikro-samm-mootorid, mille läbimõõt on tavaliselt 10–20 mm või isegi väiksem, suudavad rahuldada kompaktse paigutuse vajaduse.

Madal müratase ja madal vibratsioon:

Seade töötab kasutaja kõrva lähedal ja liigne müra võib mõjutada hääljuhiste kuulamiskogemust.

Tugevad vibratsioonid võivad seadme korpuse kaudu kasutajale edasi kanduda, põhjustades ebamugavust. Seetõttu on vajalik, et mootor töötaks sujuvalt või et see oleks vibratsiooniisolatsiooniga.

Suur pöördemomendi tihedus:

Piiratud mahupiirangute korral on vaja tekitada piisav pöördemoment skaneerimiskelgu liigutamiseks, punktkirja punktide tõstmiseks ja langetamiseks või lehtede pööramiseks. Eelistatakse püsimagnetiga või hübriidseid samm-mootoreid.

Madal energiatarve:

Akutoitel töötavate kaasaskantavate seadmete puhul mõjutab mootori efektiivsus otseselt aku tööiga. Puhkeolekus suudab astmeline mootor säilitada pöördemomenti ilma energiat tarbimata, mis on eelis.

III.Eelised ja väljakutsed

Eelis:

Digitaalne juhtimine:See ühildub ideaalselt mikroprotsessoritega ja saavutab täpse positsioonikontrolli ilma keerukate tagasisideahelateta, lihtsustades süsteemi disaini.

Täpne positsioneerimine:Kumulatiivset viga pole, eriti sobiv stsenaariumide jaoks, mis nõuavad korduvaid täppisliigutusi.

Suurepärane jõudlus madalal kiirusel:See suudab madalatel kiirustel sujuva pöördemomendi tagada, mistõttu sobib see suurepäraselt skaneerimiseks ja punktmaatriks-ajamiteks.

Säilitage pöördemoment:Peatatud olekus saab see kindlalt oma kohale lukustuda, et vältida skaneerimispea või punktkirjapunktide nihkumist väliste jõudude mõjul.

Väljakutse：

Vibratsiooni ja müra probleemid:Samm-mootorid on oma loomulikel sagedustel altid resonantsile, mis põhjustab vibratsiooni ja müra. Liikumise sujuvamaks muutmiseks on vaja kasutada mikrosamm-ajami tehnoloogiat või võtta kasutusele keerukamaid ajamialgoritme.

Sammudevahelise riski:Avatud ahela juhtimise korral, kui koormus järsult ületab mootori pöördemomendi, võib see põhjustada astmevahesid ja positsioonivigu. Kriitilistes rakendustes võib nende probleemide tuvastamiseks ja parandamiseks olla vajalik lisada suletud ahelaga juhtimine (näiteks enkoodri kasutamine).

Energiatõhusus:Kuigi see puhkeolekus elektrit ei tarbi, püsib vool töötamise ajal isegi koormuseta, mille tulemuseks on madalam efektiivsus võrreldes selliste seadmetega nagu harjadeta alalisvoolumootorid.

Keerukuse kontrollimine:Mikrosammulise ja sujuva liikumise saavutamiseks on vaja keerukaid draivereid ja mootoreid, mis toetavad mikrosammulist liikumist, mis suurendab nii kulusid kui ka vooluringi keerukust.

III.Tulevikuareng ja väljavaated

Integreerimine täiustatud tehnoloogiatega:

Tehisintellekti pildituvastus:Samm-mootor tagab täpse skaneerimise ja positsioneerimise, samas kui tehisintellekti algoritm vastutab keerukate küljenduste, käekirja ja isegi graafika kiire ja täpse tuvastamise eest. Nende kahe kombinatsioon suurendab oluliselt lugemise efektiivsust ja ulatust.

Uutest materjalidest ajamid:Tulevikus võivad tekkida uut tüüpi mikroajamid, mis põhinevad kuju mäluga sulamitel või supermagnetostriktiivsetel materjalidel, kuid lähitulevikus jäävad astmemootorid oma küpsuse, töökindluse ja kontrollitavate kulude tõttu siiski peamiseks valikuks.

Mootori enda evolutsioon:

Täiustatud mikroastmete tehnoloogia:saavutades kõrgema eraldusvõime ja sujuvama liikumise, lahendades täielikult vibratsiooni ja müra probleemi.

Integratsioon:Juhtimismikroskeemide, andurite ja mootorikorpuste integreerimine „nutika mootori” mooduliks, mis lihtsustab tootearendust.

Uus konstruktsiooniline disain:Näiteks lineaarsete astmemootorite laiem kasutamine võib otseselt genereerida lineaarset liikumist, välistades vajaduse ülekandemehhanismide, näiteks juhtkruvide järele, muutes punktkirjaekraanid õhemaks ja töökindlamaks.

III kokkuvõte

Mikrosamm-mootor on nägemispuudega inimestele mõeldud mehaaniliste lugemisseadmete peamine liikumapanev jõud ja täppisallikas. Täpse digitaalse liikumise kaudu hõlbustab see täielikku automatiseeritud toimingute komplekti, alates pildi hankimisest kuni kombatava tagasisideni, toimides olulise sillana, mis ühendab digitaalset infomaailma nägemispuudega inimeste kombatava tajuga. Vaatamata vibratsiooni ja müra tekitatud väljakutsetele paraneb selle jõudlus pideva tehnoloogia arenguga, mängides asendamatut ja olulist rolli nägemispuudega inimeste abistamise valdkonnas. See avab nägemispuudega inimestele mugava akna teadmiste ja teabe juurde.