專利名稱：基于凸輪機(jī)構(gòu)的可調(diào)輸出位移的直線微馬達(dá)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及MEMS領(lǐng)域馬達(dá)，特別是一種基于凸輪機(jī)構(gòu)的可調(diào)輸出位移的直線微馬達(dá)，該裝置利用右側(cè)和上側(cè)V型電熱致動(dòng)器陣列的交替工作，實(shí)現(xiàn)齒條滑槽的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)；利用凸輪的輪廓曲線，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)控制叉子型推桿的輸出位移大小。
背景技術(shù)：
隨著MEMS技術(shù)的快速發(fā)展以及MEMS應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，對(duì)具有實(shí)用性的MEMS馬達(dá)的研究和需求日益增多。在宏觀機(jī)械運(yùn)動(dòng)中，往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之間的轉(zhuǎn)換較為常見(jiàn)，通過(guò)凸輪、曲柄連桿、齒輪等就能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。在MEMS領(lǐng)域，往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)與旋動(dòng)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換較宏觀相比，比較難實(shí)現(xiàn)。這是因?yàn)殡m然傳動(dòng)功能的基本原理一樣，但是MEMS尺寸微小，其表面力占主導(dǎo)地位，器件之間容易粘附在一起，運(yùn)動(dòng)部件之間出現(xiàn)黏著磨損，加工工藝的限制。1988年，美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的研究人員采用表面工藝制作了直徑為120
的靜電型微馬達(dá)，直接利用靜電力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子，雖然可小型化，與MEMS工藝兼容，但輸出力矩小，轉(zhuǎn)速高，無(wú)法直接應(yīng)用。2001年，Jae-Sung提出利用V型電熱硅微致動(dòng)器單元在硅芯片上制作了熱致動(dòng)微馬達(dá)機(jī)構(gòu)的思路，但是只實(shí)現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而沒(méi)有輸出功能，不具有頭用性。本發(fā)明結(jié)合電熱致動(dòng)器具有輸出位移和力大、操作電壓小、與IC兼容、運(yùn)動(dòng)可控等有利特點(diǎn)，利用左側(cè)和上側(cè)V型電熱致動(dòng)器陣列的交替工作，實(shí)現(xiàn)齒條滑槽的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)；利用凸輪的輪廓曲線，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)控制叉子型推桿的輸出位移大小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于凸輪機(jī)構(gòu)的可調(diào)輸出位移的直線微馬達(dá)，該裝置利用電熱驅(qū)動(dòng)及棘齒輪傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)齒條滑槽的往復(fù)運(yùn)動(dòng)；通過(guò)凸輪的輪廓曲線實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)輸出位移的功能。該設(shè)計(jì)具有與集成電路制造工藝相兼容、輸出位移大、實(shí)用性強(qiáng)，易于調(diào)節(jié)控制輸出位移、可測(cè)試靜態(tài)特性等優(yōu)點(diǎn)。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思是右側(cè)和上側(cè)電熱致動(dòng)器陣列的交替工作，推動(dòng)棘齒輪傳動(dòng)，棘齒輪推動(dòng)齒條滑槽往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)該往復(fù)直線微馬達(dá)的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)；叉子型推桿沿凸輪的輪廓曲線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)凸輪的輪廓曲線不同實(shí)現(xiàn)可調(diào)節(jié)輸出位移的功能；弓字形彈簧用于測(cè)試叉子型推桿的輸出力；標(biāo)尺用于測(cè)試叉子型推桿的輸出位移。因此該設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是與集成電路制造工藝相兼容、輸出位移大、實(shí)用性強(qiáng)，易于調(diào)節(jié)控制輸出位移、可測(cè)試靜態(tài)特性。根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案
一種基于凸輪機(jī)構(gòu)的可調(diào)輸出位移的直線微馬達(dá)，包括驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置和輸出裝置，其特征在于所述各裝置均由MEMS表面工藝制成；所述驅(qū)動(dòng)裝置為右側(cè)和上側(cè)兩個(gè)電熱驅(qū)動(dòng)裝置，所述傳動(dòng)裝置為右側(cè)推齒和上側(cè)推齒受控嚙合一個(gè)棘齒輪構(gòu)成；所述傳動(dòng)裝置由棘齒輪經(jīng)一個(gè)齒條滑槽和凸輪頂推一叉子型推桿構(gòu)成；所述兩個(gè)電熱驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)兩個(gè)推齒而驅(qū)動(dòng)棘齒輪作順時(shí)針和逆時(shí)針往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，棘齒輪經(jīng)齒條滑槽和凸輪推動(dòng)叉子型推桿作左右往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。所述右側(cè)電熱驅(qū)動(dòng)裝置是上下兩個(gè)由六個(gè)V型電熱硅微致動(dòng)器并列而成的電熱致動(dòng)器陣列和一個(gè)由三個(gè)V型電熱硅微致動(dòng)器并列而成的電熱致動(dòng)器陣列聯(lián)接所述右側(cè)推齒，所述上下兩個(gè)電熱致動(dòng)器陣列和右側(cè)嚙合控制器的兩端分別連接三個(gè)正電極和三個(gè)負(fù)電極；所述上側(cè)電熱驅(qū)動(dòng)裝置是一個(gè)由六個(gè)V型電熱硅微致動(dòng)器并列而成的左側(cè)電熱致動(dòng)器陣列和一個(gè)由三個(gè)V型電熱硅微致動(dòng)器并列而成的上側(cè)電熱致動(dòng)器陣列聯(lián)接所述上側(cè)推齒，所述左側(cè)電熱驅(qū)動(dòng)器陣列兩極分別連接正電極和負(fù)電極，所述上側(cè)嚙合控制器的兩端分別連接正電極和負(fù)電極。所述傳動(dòng)裝置中，右側(cè)推齒、上側(cè)推齒和棘齒輪都與基面脫離可游動(dòng),棘齒輪與一個(gè)固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)配合，右側(cè)推齒和上側(cè)推齒初始位置靠近棘齒輪并可受控與棘齒輪嚙合。所述輸出裝置中，所述齒條滑槽相對(duì)基體可浮動(dòng)，有一個(gè)固定的導(dǎo)塊與齒條滑槽滑配，齒條滑槽的一側(cè)為齒條與棘齒輪嚙合，另一側(cè)固定所述凸輪成一體，所述叉子型推桿 為浮動(dòng)件，其右端叉頭頂靠著凸輪，而左端的三個(gè)支頭支承于三個(gè)固定弓形彈簧的一端上，三個(gè)弓形彈簧的另一端分別連接三個(gè)電極。所述叉子型推桿左端旁有一固定的標(biāo)尺；所述標(biāo)尺和弓形彈簧用于測(cè)試叉子型推桿的輸出位移和輸出力。所述驅(qū)動(dòng)裝置是電熱V型梁致動(dòng)器，或者是其它適宜產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)的電熱致動(dòng)器；驅(qū)動(dòng)裝置是單個(gè)致動(dòng)器，或者是多個(gè)數(shù)量陣列的致動(dòng)器。所述傳動(dòng)裝置可以是單個(gè)棘齒輪傳動(dòng)，也可以是多級(jí)齒輪傳動(dòng)；所述凸輪尺寸的大小可以根據(jù)所需調(diào)節(jié)位移的大小而改變。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見(jiàn)的突出實(shí)際性特點(diǎn)和顯著技術(shù)進(jìn)
I K
少
(I)采用電熱致動(dòng)方式，與集成電路制造工藝相兼容。(2)凸輪的輪廓曲線設(shè)計(jì)，可以調(diào)節(jié)控制叉子型推桿的輸出位移，具有可調(diào)性。(3)彈簧和標(biāo)尺，可以測(cè)試靜態(tài)特性。(4)實(shí)用性強(qiáng)，易于控制、輸出效率高。


圖I是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的傳動(dòng)裝置示意圖。圖3是本發(fā)明的輸出裝置示意圖。圖4是傳動(dòng)裝置的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例結(jié)合附圖詳述如下
實(shí)施例一
參見(jiàn)圖一，本基于凸輪機(jī)構(gòu)的可調(diào)輸出位移的直線微馬達(dá)，包括驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置和輸出裝置，其特征在于所述各裝置均由MEMS表面工藝制成；所述驅(qū)動(dòng)裝置為右側(cè)和上側(cè)兩個(gè)電熱驅(qū)動(dòng)裝置，所述傳動(dòng)裝置為右側(cè)推齒(3)和上側(cè)推齒(8)受控嚙合一個(gè)棘齒輪
(11)構(gòu)成；所述傳動(dòng)裝置由棘齒輪(11)經(jīng)一個(gè)齒條滑槽(14)和凸輪(15)頂推一叉子型推桿(16)構(gòu)成；所述兩個(gè)電熱驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)兩個(gè)推齒(3、8)而驅(qū)動(dòng)棘齒輪(11)作順時(shí)針和逆時(shí)針往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，棘齒輪(11)經(jīng)齒條滑槽(14)和凸輪(15)推動(dòng)叉子型推桿(16)作左右往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。實(shí)施例二
本實(shí)施例與實(shí)施例一基本相同，特別之 處如下
所述右側(cè)電熱驅(qū)動(dòng)裝置是上下兩個(gè)由六個(gè)V型電熱硅微致動(dòng)器并列而成的電熱致動(dòng)器陣列(I)和一個(gè)由三個(gè)V型電熱硅微致動(dòng)器并列而成的電熱致動(dòng)器陣列(2)聯(lián)接所述右側(cè)推齒(3)，所述上下兩個(gè)電熱致動(dòng)器陣列(I)和右側(cè)嚙合控制器(2)的兩端分別連接三個(gè)正電極(4a、4c、5a)和三個(gè)負(fù)電極(4b、4d、5b);所述上側(cè)電熱驅(qū)動(dòng)裝置是一個(gè)由六個(gè)V型電熱娃微致動(dòng)器并列而成的左側(cè)電熱致動(dòng)器陣列(6)和一個(gè)由三個(gè)V型電熱娃微致動(dòng)器并列而成的上側(cè)電熱致動(dòng)器陣列(7)聯(lián)接所述上側(cè)推齒(8)，所述左側(cè)電熱驅(qū)動(dòng)器陣列(6)兩極分別連接正電極(9a)和負(fù)電極(9b)，所述上側(cè)嚙合控制器(7)的兩端分別連接正電極(IOa)和負(fù)電極(IOb) ο所述傳動(dòng)裝置中，右側(cè)推齒(3)、上側(cè)推齒(8)和棘齒輪(11)都與基面脫離可游動(dòng)，棘齒輪(11)與一個(gè)固定軸(12)轉(zhuǎn)動(dòng)配合，右側(cè)推齒(3)和上側(cè)推齒(8)初始位置靠近棘齒輪(11)并可受控與棘齒輪(11)嚙合。所述輸出裝置中，所述齒條滑槽(14)相對(duì)基體可浮動(dòng)，有一個(gè)固定的導(dǎo)塊(13)與齒條滑槽(14)滑配，齒條滑槽(14)的一側(cè)為齒條與棘齒輪(11)嚙合，另一側(cè)固定所述凸輪(15)成一體，所述叉子型推桿(16)為浮動(dòng)件，其右端叉頭頂靠著凸輪(15)，而左端的三個(gè)支頭支承于三個(gè)固定弓形彈簧(17a、20、17b)的一端上，三個(gè)弓形彈簧的另一端分別連接三個(gè)電極(18a、9b、18b)。所述叉子型推桿(16)左端旁有一固定的標(biāo)尺(19);所述標(biāo)尺(19)和弓形彈簧
(20)用于測(cè)試叉子型推桿(16)的輸出位移和輸出力。所述驅(qū)動(dòng)裝置是電熱V型梁致動(dòng)器，或者是其它適宜產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)的電熱致動(dòng)器；驅(qū)動(dòng)裝置是單個(gè)致動(dòng)器，或者是多個(gè)數(shù)量陣列的致動(dòng)器。所述傳動(dòng)裝置可以是單個(gè)棘齒輪傳動(dòng)，也可以是多級(jí)齒輪傳動(dòng)；所述凸輪(15)尺寸的大小可以根據(jù)所需調(diào)節(jié)位移的大小而改變。實(shí)施例三
參看圖I、圖2和圖3，一種基于凸輪機(jī)構(gòu)的可調(diào)輸出位移的直線微馬達(dá)，包括左側(cè)和上側(cè)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置，一個(gè)傳動(dòng)裝置和一個(gè)輸出裝置。所述左側(cè)驅(qū)動(dòng)裝置主要包括兩個(gè)由六個(gè)V型電熱硅微致動(dòng)器串聯(lián)而成的電熱致動(dòng)器陣列(I)、一個(gè)嚙合控制器(2)，一個(gè)推齒(3)，三個(gè)正電極(4a,4c,5a)和三個(gè)負(fù)電極(4b,4d,5b)。所述上側(cè)驅(qū)動(dòng)裝置主要包括一個(gè)由六個(gè)V型電熱娃微致動(dòng)器串聯(lián)而成的電熱致動(dòng)器陣列(6)、一個(gè)哨合控制器(7)，一個(gè)推齒(8)，兩個(gè)正電極(9a, IOa)和兩個(gè)負(fù)電極(9b, IOb)。所述傳動(dòng)裝置主要包括一個(gè)棘齒輪(11),一個(gè)棘齒輪軸(12)，一個(gè)導(dǎo)塊(13)，一個(gè)齒條滑槽(14)和兩個(gè)用于調(diào)節(jié)控制輸出位移大小的凸輪(15)。所述輸出裝置包括叉子型推桿(16)，平衡彈簧(17 a，17b)，兩個(gè)錨點(diǎn)(18a，18b)，一個(gè)標(biāo)尺(19)和一個(gè)弓形彈簧(20)。
如附圖2所示的棘齒輪(11)主要包括三個(gè)區(qū)域，即區(qū)域()，區(qū)域(Π)和區(qū)域(IH)0區(qū)域()為三角形的棘齒，推齒(3)只能推動(dòng)棘齒輪(11)逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)；區(qū)域(π)為方向與區(qū)域()三角形棘齒相反的棘齒，推齒(8)只能推動(dòng)棘齒輪(11)順時(shí)針運(yùn)動(dòng)；區(qū)域(m)為齒輪區(qū)域，用于傳遞推動(dòng)齒條滑槽(14)的運(yùn)動(dòng)。因此所述棘齒輪(11)只能實(shí)現(xiàn)90°的運(yùn)動(dòng)，不能實(shí)現(xiàn)整周運(yùn)動(dòng)。對(duì)左側(cè)的哨合控制器⑵的正負(fù)電極(5a,5b)同時(shí)施加合適的電壓,左側(cè)哨合控制器(2)受熱膨脹在頂端產(chǎn)生位移或力，推動(dòng)推齒(3)向棘齒輪方向運(yùn)動(dòng)，從而使得推齒
(3)與棘齒輪(11)嚙合。對(duì)左側(cè)電熱致動(dòng)器陣列(I)的正負(fù)電極(4a，4b，4c，4d)同時(shí)施加合適的電壓，電熱致動(dòng)器陣列(I)受熱膨脹在頂端產(chǎn)生位移或力，推動(dòng)推齒(3)向上運(yùn)動(dòng)。推齒(3)向上運(yùn)動(dòng)從而推動(dòng)棘齒輪(11)繞棘齒輪軸(12逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，棘齒輪(11)推動(dòng)齒條滑槽(14)向下運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)塊(13)縱向約束齒條滑槽(14)。齒條滑槽(14)上帶有兩個(gè)凸輪(15)，用于調(diào)節(jié)叉子型推桿(16)的輸出位移的大?。黄胶鈴椈?17 a, 17b)用于平衡叉子型推桿(16)，并利用彈簧的彈性作用將叉子型推桿(16)推回至初始位置；兩個(gè)錨點(diǎn)(18a，18b)固定并懸掛叉子型推桿(16)和平衡彈簧(17 a, 17b);標(biāo)尺(19)用于測(cè)量叉子型推桿 (16)的輸出位移；弓形彈簧(20)用于測(cè)量叉子型推桿(16)的輸出力。通過(guò)上述步驟，實(shí)現(xiàn)齒條滑槽的向下直線運(yùn)動(dòng)。釋放所有正負(fù)電極(4a，4b，4c，4d，5a，5b)的電壓。左側(cè)驅(qū)動(dòng)裝置因放電回到初始位移。對(duì)上側(cè)的嚙合控制器(7)的正負(fù)電極(10a，IOb)同時(shí)施加合適的電壓，上側(cè)嚙合控制器(7)受熱膨脹在頂端產(chǎn)生位移或力，推動(dòng)推齒(8)向棘齒輪方向運(yùn)動(dòng)，從而使得推齒(8)與棘齒輪(11) B齒合。對(duì)上側(cè)電熱致動(dòng)器陣列(6)的正負(fù)電極(9a,9b)同時(shí)施加合適的電壓，電熱致動(dòng)器陣列(6)受熱膨脹在頂端產(chǎn)生位移或力，推動(dòng)推齒(8)向左運(yùn)動(dòng)。推齒
(8)向左運(yùn)動(dòng)從而推動(dòng)棘齒輪(11)繞棘齒輪軸(12順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，棘齒輪(11)推動(dòng)齒條滑槽
(14)向上運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)塊(13)縱向約束齒條滑槽(14)。齒條滑槽(14)上帶有兩個(gè)凸輪(15)，用于調(diào)節(jié)叉子型推桿(16)的輸出位移的大小；平衡彈簧(17 a, 17b)用于平衡叉子型推桿
(16)，并利用彈簧的彈性作用將叉子型推桿(16)推回至初始位置；兩個(gè)錨點(diǎn)(18a，18b)固定并懸掛叉子型推桿(16)和平衡彈簧(17 a, 17b);標(biāo)尺(19)用于測(cè)量叉子型推桿(16)的輸出位移；弓形彈簧(20)用于測(cè)量叉子型推桿(16)的輸出力。通過(guò)上述步驟，實(shí)現(xiàn)齒條滑槽的向上直線運(yùn)動(dòng)。附圖4中，傳動(dòng)裝置的橫截面圖。本發(fā)明采用MEMS表面工藝制作，無(wú)需裝配，一個(gè)棘齒輪(11)，一個(gè)齒條滑槽(14)和兩個(gè)凸輪(15)為結(jié)構(gòu)層Polyl,浮動(dòng)在PolyO上，為可動(dòng)件；一個(gè)棘齒輪軸(12)和一個(gè)導(dǎo)塊(13)為結(jié)構(gòu)層Poly2，固定在PolyO上，為固定件，并且Z方向約束結(jié)構(gòu)層Polyl層上構(gòu)件。基本原理
電熱硅微致動(dòng)器是一種典型的固體熱膨脹微致動(dòng)器，其特點(diǎn)是以在基底材料上制作出的娃微機(jī)械機(jī)構(gòu)作為驅(qū)動(dòng)兀件，而娃結(jié)構(gòu)層具有一定的電阻值，所以結(jié)構(gòu)層本身又可兼作加熱器，當(dāng)通過(guò)控制輸入電壓或功率時(shí)，由于結(jié)構(gòu)受熱膨脹而產(chǎn)生致動(dòng)效應(yīng)，從而輸出位移或力。
權(quán)利要求
1.一種基于凸輪機(jī)構(gòu)的可調(diào)輸出位移的直線微馬達(dá)，包括驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置和輸出裝置，其特征在于所述各裝置均由MEMS表面工藝制成；所述驅(qū)動(dòng)裝置為右側(cè)和上側(cè)兩個(gè)電熱驅(qū)動(dòng)裝置，所述傳動(dòng)裝置為右側(cè)推齒(3)和上側(cè)推齒(8)受控嚙合一個(gè)棘齒輪(11)構(gòu)成；所述傳動(dòng)裝置由棘齒輪(11)經(jīng)一個(gè)齒條滑槽(14)和凸輪(15)頂推一叉子型推桿(16)構(gòu)成；所述兩個(gè)電熱驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)兩個(gè)推齒(3、8)而驅(qū)動(dòng)棘齒輪(11)作順時(shí)針和逆時(shí)針往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，棘齒輪(11)經(jīng)齒條滑槽(14)和凸輪(15)推動(dòng)叉子型推桿(16)作左右往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于凸輪機(jī)構(gòu)的可調(diào)輸出位移的直線微馬達(dá)，其特征在于所述右側(cè)電熱驅(qū)動(dòng)裝置是上下兩個(gè)由六個(gè)V型電熱硅微致動(dòng)器并列而成的電熱致動(dòng)器陣列(I)和一個(gè)由三個(gè)V型電熱硅微致動(dòng)器并列而成的電熱致動(dòng)器陣列(2)聯(lián)接所述右側(cè)推齒(3)，所述上下兩個(gè)電熱致動(dòng)器陣列(I)和右側(cè)嚙合控制器(2)的兩端分別連接三個(gè)正電極(4a、4c、5a)和三個(gè)負(fù)電極(4b、4d、5b);所述上側(cè)電熱驅(qū)動(dòng)裝置是一個(gè)由六個(gè)V型電熱硅微致動(dòng)器并列而成的左側(cè)電熱致動(dòng)器陣列(6)和一個(gè)由三個(gè)V型電熱硅微致動(dòng)器并列而成的上側(cè)電熱致動(dòng)器陣列(7)聯(lián)接所述上側(cè)推齒(8)，所述左側(cè)電熱驅(qū)動(dòng)器陣列(6)兩極分別連接正電極(9a)和負(fù)電極(9b)，所述上側(cè)嚙合控制器(7)的兩端分別連接正電極(IOa)和負(fù)電極(IOb) ο
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于凸輪機(jī)構(gòu)的可調(diào)輸出位移的直線微馬達(dá)，其特征在于所述傳動(dòng)裝置中，右側(cè)推齒(3)、上側(cè)推齒(8)和棘齒輪(11)都與基面脫離可游動(dòng)，棘齒輪(11)與一個(gè)固定軸(12)轉(zhuǎn)動(dòng)配合，右側(cè)推齒(3)和上側(cè)推齒(8)初始位置靠近棘齒輪(11)并可受控與棘齒輪(11)嚙合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于凸輪機(jī)構(gòu)的可調(diào)輸出位移的直線微馬達(dá)，其特征在于所述輸出裝置中，所述齒條滑槽(14)相對(duì)基體可浮動(dòng)，有一個(gè)固定的導(dǎo)塊(13)與齒條滑槽(14)滑配，齒條滑槽(14)的一側(cè)為齒條與棘齒輪(11)嚙合，另一側(cè)固定所述凸輪(15)成一體，所述叉子型推桿(16)為浮動(dòng)件，其右端叉頭頂靠著凸輪(15)，而左端的三個(gè)支頭支承于三個(gè)固定弓形彈簧(17a、20、17b)的一端上，三個(gè)弓形彈簧的另一端分別連接三個(gè)電極(18a、9b、18b)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于凸輪機(jī)構(gòu)的可調(diào)輸出位移的直線微馬達(dá)，其特征在于所述叉子型推桿(16)左端旁有一固定的標(biāo)尺(19);所述標(biāo)尺(19)和弓形彈簧(20)用于測(cè)試叉子型推桿(16)的輸出位移和輸出力。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于凸輪機(jī)構(gòu)的可調(diào)輸出位移的直線微馬達(dá)，其特征是所述驅(qū)動(dòng)裝置是電熱V型梁致動(dòng)器，或者是其它適宜產(chǎn)生直線運(yùn)動(dòng)的電熱致動(dòng)器；驅(qū)動(dòng)裝置是單個(gè)致動(dòng)器，或者是多個(gè)數(shù)量陣列的致動(dòng)器。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于凸輪機(jī)構(gòu)的可調(diào)輸出位移的直線微馬達(dá)，其特征是所述傳動(dòng)裝置可以是單個(gè)棘齒輪傳動(dòng)，也可以是多級(jí)齒輪傳動(dòng)；所述凸輪(15)尺寸的大小可以根據(jù)所需調(diào)節(jié)位移的大小而改變。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于凸輪機(jī)構(gòu)的可調(diào)輸出位移的直線微馬達(dá)，包括驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置和輸出裝置，所述各裝置均由MEMS表面工藝制成；所述驅(qū)動(dòng)裝置為右側(cè)和上側(cè)兩個(gè)電熱驅(qū)動(dòng)裝置，所述傳動(dòng)裝置為右側(cè)推齒和上側(cè)推齒受控嚙合一個(gè)棘齒輪構(gòu)成；所述傳動(dòng)裝置由棘齒輪經(jīng)一個(gè)齒條滑槽和凸輪頂推一叉子型推桿構(gòu)成；所述兩個(gè)電熱驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)兩個(gè)推齒而驅(qū)動(dòng)棘齒輪作順時(shí)針和逆時(shí)針往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，棘齒輪經(jīng)齒條滑槽和凸輪推動(dòng)叉子型推桿作左右往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明具有與集成電路制造工藝相兼容、輸出位移大、實(shí)用性強(qiáng)，易于調(diào)節(jié)控制輸出位移、可測(cè)試靜態(tài)特性等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02K7/116GK102882307SQ201210325630
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月6日
發(fā)明者沈雪瑾, 周玲, 王振祿, 陳曉陽(yáng), 胡懿 申請(qǐng)人:上海大學(xué)