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dal Sig. Austin Welborn
Astratto
Leonardo da Vinci è conosciuta in tutto il mondo per il suo genio creativo. Tra i suoi disegni tecniche innovative troviamo disegni di ali meccaniche, artiglieria militare, disegni anatomici, e molto altro. Molte delle tecnologie di oggi si basano su concetti originali da Vinci perché erano così avanzati, al momento, e anche molti dei principi fondamentali stabiliti ingegneria macchina. Le persone nel corso della storia hanno onorato i suoi disegni con la costruzione di repliche moderne sulla base di suoi disegni tecnici. Quale modo migliore per onorare da Vinci che, incorporando alcuni dei suoi disegni tecnici in tecnologia di produzione di oggi? Questo documento descrive un altro modo di costruire macchine da Vinci, ma con l'ironia aggiuntivo di farlo in scala microscopica. Il nostro MEMS (Micro Electro Mechanical sistema) da chip di Vinci vi offre tre modelli familiari, imitando da Vinci concetti meccanici: leone meccanico, l'uomo vitruviano, e una macchina alata che è una combinazione di due visioni da Vinci per i dispositivi di volo. In aggiunta al chip da Vinci, abbiamo incluso diversi meccanismi che azionano ciascuno dei disegni. Tali meccanismi comprendono elettrostatica, attuatori termici, e repulsione coulombiane.
Introduzione
Leonardo da Vinci avrebbe beneficiato di materiali moderni e tecniche di produzione. Molte delle sue visioni macchina (soprattutto quelli volanti) erano destinati fin dall'inizio a causa di materiali resistenza-densità rapporti di dominanza e gravitazionale. Ci piacerebbe pensare che da Vinci avrebbe approvato gli sforzi per portare i suoi disegni in microscala, dove la superficie a effetto rapporto volume virtualmente eliminare gli effetti gravitazionali, a favore di effetti di superficie, come l'effetto della densità superficiale di carica che usiamo per vantaggio nel portare le sue macchine microscala spontaneamente alla vita.
Quando si tenta di creare alcuni dei progetti meccanici di Leonardo da Vinci e portando, in alcuni dei suoi disegni iconico in MEMS, si deve capire come funzionano i dispositivi meccanici. Con questo chip, ci aspettavamo che i disegni necessari per rimanere identici ai disegni di Leonardo da Vinci, ma ancora incorporano strutture e componenti relativi alla MEMS. In tal modo, il nostro chip è stato progettato con tre diverse componenti principali / fenomeni. Questi includono attuatori termici, l'utilizzo di repulsione coulombiane tra strutture MEMS, e l'elettrostatica.
I tre lavori includono leone meccanico di Leonardo da Vinci, l'uomo vitruviano, e una combinazione del meccanismo di volare e sbattere le ali.
Tre MEMS Designs
Il leone meccanico (figura 1), l'uomo vitruviano (figura 2), e una combinazione del meccanismo di volo (figura 3) e ali battenti (figura 4) sono stati utilizzati per creare tre disegni MEMS molto caratteristico, la cui arte e la complessità è abilitato dal processo di micromachining superficie più avanzato al mondo, l'architettura Summit ™ da Sandia National Labs.