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顕微鏡のスケールの建物の Da Vinci 機械 - MEMS ユタ州立大学は写し出します

氏によってオースティン Welborn

イアン Harvey オースティン Welborn、先生およびブライアンのパン屋。 機械工学ユタ州立大学の部門
対応する著者: austinraywelborn@yahoo.com

概要

レオナルド・ダ・ヴィンチは彼の創造的な天才のための世界を渡って知られています。 彼の革新的な技術的なデッサンの間で私達は機械翼、軍のミサイル発射機、解剖デッサン、および大いに多くのデザインを見つけます。 今日の技術の多数は Da Vinci の根本的な概念にそうその時に進んだ基づき、機械工学の多くの基礎を確立しましたので。 人々は彼の技術的なデッサンに基づいて現代レプリカの構築によって歴史を通して彼のデザインに名誉を与えました。 今日の製造技術に彼の技術的なデッサンのいくつかを組み込むことによってより Da Vinci に名誉を与えるどんなよい方法か。 このペーパーは顕微鏡のスケールで Da Vinci 機械を、そうすることの追加皮肉の別の方法を構築する記述します。 私達の MEMS (マイクロ電子機械システム) Da Vinci チップは Da Vinci の機械概念を模倣する 3 つのよく知られたデザインを自慢します: 機械ライオン、 Vitruvian の人および飛行装置のための Da Vinci の視野の 2 の組合せである飛んだ機械。 Da Vinci チップへの追加では、私達はデザインのそれぞれを作動させる複数の異なったメカニズムを含んでいました。 それらのメカニズムは静電気学、熱アクチュエーターおよび coulombic 拒絶を含んでいます。

導入

レオナルド・ダ・ヴィンチは現代材料および製造技術から寄与したかもしれません。 彼のマシンビジョン (特に飛行物) の多数は物質的な強さに密度の比率および引力の優勢のために最初から運命づけられました。 私達は Da Vinci がボリューム比率の効果への表面が、面電荷密度の効果のような表面積の効果を支持して、事実上引力の効果を除去するマイクロスケールに彼のデザインを持って来るための努力を承認すると考えることを望みます私達は生命に彼のマイクロスケール機械を自発的に持って来ることで利益を与えるのに使用します。

彼の画像的なデッサンのいくつかでレオナルド・ダ・ヴィンチの機械デザインのいくつかを試み、作成するように MEMS、 1 に持って来るとき機械装置がどのように働くか理解しなければなりません。 このチップによって、私達は Da Vinci のデザインまだ合併の構造およびコンポーネントと同一に残るのに必要とされたデザインが MEMS に関連していたが、と期待しました。 その際に、私達のチップは 3 つの主要コンポーネント/現象と設計されていました。 これらは MEMS の構造間の coulombic 拒絶の熱アクチュエーター、使用、および静電気学を含んでいます。

3 つのデザインは Da Vinci の飛行のメカニズムおよびフラッピング翼の機械ライオン、 Vitruvian の人および組合せが含まれています。

3 つの MEMS デザイン

機械ライオン (図 1) の Vitruvian の人 (図 2)、および飛行のメカニズムの組合せ (図 3) およびフラッピングは飛びます (芸術性および複雑さを世界の最先端の表面の micromachining プロセスによって作成するのに図 4) が可能になる 3 つの非常に特有な MEMS デザイン、 Sandia の国立研究所からの SUMMiT™アーキテクチャ使用されました。

図 1
図 2
図 3
図 4

MEMS の機械ライオン (図 5) は不安定なロッカーおよび Da Vinci が彼のオリジナルの機械ライオンで使用した同じアプローチである不安定なスライダからなされる特別な 4 棒連結を使用します。 これはすべての 4 本の足によって動作するを同時にライオンの/歩くために可能にします。 MEMS Vitruvian の人 (Vitruvian の人がジャンピングジャックを行うことを可能にするのに図 6) はシリーズで 4 つの熱冷たい熱アクチュエーターを使用します。 MEMS の航空機 (図 7) はフラッピング翼 (図 4) および飛行のメカニズム (組合せのボディフレームをの図 3) 使用します。 視覚化されたとき SEM によって料金ポンプがチップの表面からの翼を自発的に上げるのに使用されています。 橋に触れるときまた翼が排出する翼に接続されるビームの上に地上橋が直接あります。 これはそれから翼がチップに下り、 「フラッピング」動きを作成するために coulombic 拒絶をもう一度造り上げるようにします。 すべての 3 つのデザインを使うと、 1 つは両方の Da Vinci を結合してマイクロスケールのデザインがずっと前に見られていない何かをどのように作成するか見ることができます。 私達はけれどもエンジニアのそれ以上の生成促すという希望の Da Vinci のこの捧げ物を提供します。

図 5
図 6
図 7

版権 AZoNano.com、 MANCEF.org

Date Added: Jan 23, 2011 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 07:02

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