梳狀致動
此條目需要補充更多來源。 (2018年3月25日) |
此條目序言章節也許過於冗長。 (2018年3月25日) |
梳狀致動是驅動器的一種,通常利用兩導電梳齒的靜電力來進行驅動。
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2a/Comb-drive-digital-holographic-Microscopy-Holographic-MEMS-Analyzer.gif/220px-Comb-drive-digital-holographic-Microscopy-Holographic-MEMS-Analyzer.gif)
原理
編輯對固定梳齒及移動梳齒施加電壓時,兩者之間會產生靜電力而相互吸引。致動器產生的力量大小,與梳齒間的電容變化成正比;驅動電壓的大小、梳齒數量與梳齒間的間隙亦會有所影響。梳齒被設計成不會相互接觸 (因為那樣就不會產生電壓差)。一般來說, 會設計成每個齒都能滑過另一個齒並卡入到相對應的凹槽中。
若將馬達的線性運轉轉換成旋轉或其他運動,則可以操縱彈簧、槓桿及曲軸。
靜電力可透過最初存儲於電容內的電能生成,再進一步區分為斥力或引力。存儲於電容中的電能可由以下公式求得:
若使用平行導電板作為電容,則產生的力F為:
=施加的電動勢, =相對介電常數, =真空介電常數(8.85pF/m) =兩側電極的總齒數, =電極板的厚度, =電極之間的間隙。
梳狀驅動器的結構
編輯- 可互相卡入的成排梳齒,一半固定,另一半為可移動,且為電隔離
- 靜電引力/斥力
- CMOS驅動電壓
- 增加齒數以產生更大的力量 (通常為10μm)
尺寸問題
編輯梳狀致動器的應用尺度通常是微米或奈米等級,並透過由塊體微加工或表面微加工生成的矽晶薄片加以製成。梳狀致動器無法將間隙 (等同於驅動距離) 增加太多。因為間隙越大,所要求的驅動電壓就越大。因此這部分會受到電擊穿的限制。更重要的一點是,間隙大小的限制等同於對驅動距離的限制。
參見
編輯參考文獻
編輯- Legtenberg, Rob; Growenveld, AW; Elwenspoek, M. Comb Drive Actuators for Large Displacements. J. Micromech. Microeng. 1996, 6 (3): 320–9. doi:10.1088/0960-1317/6/3/004.