大位移、低电压驱动MEMS静电梳齿驱动器的设计与研究
三种常见的MEMS微执行器的特点及原理
三种常见的MEMS微执行器的特点及原理1、背景微型机电系统，即MEMS（MicroElectric-MechanicalSystem）是指及微型传感器、执行器及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的完整微电子机械系统。
MEMS是在微电子学科基础上发展起来，同时，它又有是多学科交叉的学科。
MEMS可以将所观测对象的压力、温度、光强度等信号转换成所需要的电信号，并通过微执行器按照要求进行对目标的控制。
同时，每个系统不是独立的，它可以通过接口与其他的系统进行互联。
其中，微执行器是MEMS的核心部分，它既可以为微系统提供动力，也可以成为微系统的操作和执行单元。
因此微执行器有许多种不同的驱动方式。
常见的驱动方式主要有：静电驱动、电磁驱动、热驱动、光驱动、形状记忆合金（SMA）驱动和磁致伸缩驱动等形式。
本文将介绍静电驱动、磁场力驱动和热效应驱动的微执行器。
2、微执行器的分类及特点从驱动形式角度来看，有许多种微执行器，但常用的只有三种：电场力、磁场力和热效应驱动。
由于静电微执行器的体积小，结构简单，是目前应用最多的一种微执行器。
它的工作原理是主要利用电荷见的库仑力来驱动做功的部件。
但是它的输出力的大小与其他电驱动的微执行器相比要小得多，比如微马达。
热执行器是利用热膨胀效应使驱动部件产生一定的形变，改变驱动部件的结构，对目标物体施加所要求的作用力。
但热驱动力的功耗较大，而且精度不易控制。
磁微执行器是利用电与力的相互作用产生力矩。
它有两种力的驱动方式：洛伦兹力和磁场力。
目前，主要利用磁驱动的微执行器是微马达。
由于磁驱动微马达能产生较大的力矩和较高的转速，现已被广泛应用。
3、三种微执行器的工作原理3.1一种平板式静电微执行器静电执行器的基本工作原理是平板式静电执行器由两个极板组成。
当对两个极板充电，两个极板将带上异种电荷，极板间将产生吸引力。
由于这类微执行器结构简单，并且力的大小可由电压来控制决定，所以被广泛的应用。
三种常见的MEMS微执行器的特点及原理
三种常见的MEMS微执行器的特点及原理摘要：微执行器是构成MEMS动力部分，是MEMS的操作和执行机构。
本文介绍了常用的电场力、磁场力和热效应驱动的三种驱动的MEMS微执行器特点及工作原理。
关键词：MEMS 微执行器工作原理1、背景微型机电系统，即MEMS（Micro Electric-Mechanical System）是指及微型传感器、执行器及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的完整微电子机械系统。
MEMS是在微电子学科基础上发展起来，同时，它又有是多学科交叉的学科。
MEMS可以将所观测对象的压力、温度、光强度等信号转换成所需要的电信号，并通过微执行器按照要求进行对目标的控制。
同时，每个系统不是独立的，它可以通过接口与其他的系统进行互联。
其中，微执行器是MEMS的核心部分，它既可以为微系统提供动力，也可以成为微系统的操作和执行单元。
因此微执行器有许多种不同的驱动方式。
常见的驱动方式主要有：静电驱动、电磁驱动、热驱动、光驱动、形状记忆合金（SMA）驱动和磁致伸缩驱动等形式。
本文将介绍静电驱动、磁场力驱动和热效应驱动的微执行器。
2、微执行器的分类及特点从驱动形式角度来看，有许多种微执行器，但常用的只有三种：电场力、磁场力和热效应驱动。
由于静电微执行器的体积小，结构简单，是目前应用最多的一种微执行器。
它的工作原理是主要利用电荷见的库仑力来驱动做功的部件。
但是它的输出力的大小与其他电驱动的微执行器相比要小得多，比如微马达。
热执行器是利用热膨胀效应使驱动部件产生一定的形变，改变驱动部件的结构，对目标物体施加所要求的作用力。
但热驱动力的功耗较大，而且精度不易控制。
磁微执行器是利用电与力的相互作用产生力矩。
它有两种力的驱动方式：洛伦兹力和磁场力。
目前，主要利用磁驱动的微执行器是微马达。
由于磁驱动微马达能产生较大的力矩和较高的转速，现已被广泛应用。
3、三种微执行器的工作原理3.1一种平板式静电微执行器静电执行器的基本工作原理：平板式静电执行器由两个极板组成。
MEMS致动器原理
Advantage
Large force Large displacement Low driving voltage
w = t = g = z0 = 2µm Vr =0V C’= dC/dx
Comb Drive Failure Modes
Example
释放应力
Scratch Drive Actuator (SDA)
SDA operation
1) Applied voltage bends SDA downward 2) When released, SDA returns to original shape 3) Reapplying voltage causes SDA to move a distance ‘dx’
Modes in Quartz
压电致动方式
压电致动的主要形式
块状压电晶体：结构紧凑，变形小，频率高； 压电堆：位移较大，致动力很大，轴向尺寸大，对 装配的要求高，驱动频率较高； 压电薄膜：利于系统集成，致动力和位移小； 双层压电梁：驱动力和变形大，频率低。
压电基本方程：
柔度
E 11 1
0.4 mm Mechanical Stop
Mirror
Principle and Features
William Tang, Ph.D. EECS Dept., 1990
Formulae
电场能量： 静电力： C
Energy must include capacitance between the stator and the rotor and the underlying ground plane, which is typically connected at the rotor voltage.
MEMS技术及相关产品介绍
MEMS技术及相关产品介绍目录1、MEMS的定义 (2)2、MEMS的历史 (2)3、MEMS的发展趋势 (3)（1）传感MEMS技术： (3)（2）生物MEMS技术： (4)（3）信息MEMS技术： (4)（4）微型生物芯片： (5)（5）微型机器人： (5)4、MEMS技术相关产品 (6)MEMS加速度计 (6)MEMS陀螺仪 (7)MEMS麦克风 (8)MEMS传感器 (9)5、展望 (10)MEMS技术及相关产品介绍摘要：本文简述了MEMS技术的定义，回顾了MEMS技术的发展历史，列举了MEMS 技术的发展趋势，并且重点介绍了MEMS相关产品，及对MEMS技术的展望。
关键词：MEMS、微机电、机械系统、微细加工、传感器。
1、MEMS的定义微电子机械系统即MEMS，是Micro Electro Mechanical Systems的缩写，也可简称为微机电系统。
MEMS是一类器件的统称，其特点是尺寸很小，制造方式特殊。
MEMS器件的特征长度从1毫米到1微米，1微米可是要比人们头发的直径小很多。
微电子机械系统MEMS 通常是一个包含有动能、弹性形变能、静电能或静磁能等多个能量域的复杂系统，主要包括微型机构、微型传感器、微型执行器和相应的处理电路等几部分，它是微电子系统与其它微型信息系统（各种能进行信息与能量传输和转换的系统）相结合的产物，并应用现代信息技术的最新成果的基础上发展起来的高科技前沿学科。
2、MEMS的历史MEMS技术发展至今已经历40余年，开辟了一个全新的技术领域和产业，就像近20年来微电子产业和计算机产业给人类带来的巨大变化一样，MEMS也正在孕育一场深刻的技术变革并对人类社会产生新一轮的影响。
MEMS第一轮商业化浪潮始于20世纪70年代末80年代初，当时用大型蚀刻硅片结构和背蚀刻膜片制作压力传感器。
由于薄硅片振动膜在压力下变形，会影响其表面的压敏电阻曲线，这种变化可以把压力转换成电信号。
尺蠖式压电线性作动器设计及实验研究
第 43 卷第 3 期2023 年 6 月振动、测试与诊断Vol. 43 No. 3Jun.2023 Journal of Vibration，Measurement & Diagnosis尺蠖式压电线性作动器设计及实验研究∗柏德恩1，邓少龙1，李云涛2，沈刚1，朱真才1（1.中国矿业大学机电工程学院 徐州， 221116） （2.上海航天控制技术研究所 上海， 201109）摘要针对空间环境下小型抓取操作机构对新型作动器的使用需求，考虑压电作动器具有耐温范围宽、无电磁干扰及断电自锁等特点，仿照昆虫尺蠖的行走方式设计一种新型压电线性作动器。
首先，利用柔性铰链式位移放大机构放大压电陶瓷（Pb⁃Zr⁃Ti，简称PZT）叠堆的输出位移，以增大线性作动器的移动步长及对导轨的夹紧变形量，将多个压电陶瓷叠堆器件分为3组，分别作为尺蠖式压电线性作动器的2个夹持单元和1个推进单元的激励源，以获得较大的驱动力并进一步增大作动器的移动步长；其次，借助有限元仿真分析软件，研究压电陶瓷叠堆力电耦合行为的预测方法，并实验验证该方法的可行性；然后，简化柔性铰链式位移放大机构，提出放大倍数的数值分析方法，对位移放大机构在压电陶瓷叠堆作动方向上的刚度进行仿真分析，并验证放大倍数的数值分析方法的准确性；最后，基于设计的线性作动器开展实验研究。
结果表明：位移放大机构对压电陶瓷叠堆输出位移的放大倍数为7.3，处于理论值与仿真值之间；在激励电压频率为5 Hz时，作动器的最大空载移动速度为413 μm/s；作动器的最大推动力为16 N，对应的驱动速度为19 μm/s。
以上研究结果能为小型抓取操作机构的智能驱动提供技术支持。
关键词尺蠖式；压电作动器；压电陶瓷叠堆；位移放大；断电自锁中图分类号TH122引言压电作动器利用压电材料的逆压电效应将电能转化为机械能，实现运动的输出，广泛应用于机器人［1⁃2］、精密仪器［3⁃5］、纳米级定位台［6⁃7］、多自由度指向平台［8⁃9］及生物工程［10⁃11］等领域。
压电式MEMS面内横向驱动器的研究
压电式MEMS面内横向驱动器的研究
近年来，随着微电子机械系统（MEMS）技术的飞速发展，压电式MEMS面内横向驱动器作为一种新型驱动器，受到了广泛关注。
该驱动器利用压电效应，将电能转化为机械能，实现微纳米级的横向位移，具有尺寸小、响应速度快以及功耗低等优点，适用于微纳米级精密定位和驱动应用。
压电材料是压电式MEMS面内横向驱动器的核心组成部分。
常用的压电材料包括铌酸锂（LiNbO3）、锆钛酸铅（PZT）等。
这些材料在外加电场的作用下会发生形变，从而产生机械位移。
研究者们通过优化压电材料的制备工艺和调控电场参数，提高了驱动器的位移精度和响应速度。
压电式MEMS面内横向驱动器的结构设计也是研究的关键。
常用的结构包括双悬臂梁结构和双驱动结构。
双悬臂梁结构通过对称设计，能够实现较大的位移范围和较小的失稳现象。
双驱动结构则通过在两侧施加电场，实现驱动器的双向位移，提高了定位的自由度。
在实际应用中，压电式MEMS面内横向驱动器面临着一些挑战。
首先，压电材料的机械性能和耐久性需要进一步提高，以满足长时间的工作要求。
其次，驱动器的位移精度和稳定性需要进
一步改进，以应对微纳米级的精密定位需求。
此外，驱动器的制备工艺和封装技术也需要不断完善，以提高生产效率和降低成本。
总之，压电式MEMS面内横向驱动器作为一种新型驱动器，具有广泛的应用前景。
通过对压电材料、结构设计和制备工艺的研究，可以进一步提高驱动器的性能和稳定性，满足微纳米级精密定位和驱动的需求。
未来，随着MEMS技术的不断发展和应用领域的拓展，压电式MEMS面内横向驱动器将在各个领域发挥更加重要的作用。
基于MEMS技术的微型力传感器设计与制造
基于MEMS技术的微型力传感器设计与制造随着科技的不断进步，MEMS技术（微电子机械系统）在各行各业都有着广泛的应用。
其中，基于MEMS技术的微型力传感器设计与制造成为了研究的热点之一。
本文将对这一主题展开论述，探讨微型力传感器的原理、设计与制造过程以及应用领域等方面。
一、微型力传感器的原理微型力传感器是通过利用MEMS技术将力学传感器微缩化而得到的一种传感器。
其工作原理主要基于应变测量。
当外界施加在力传感器上的力作用时，传感器中的应变杆件会发生微小的变形，从而改变电学特性。
通过检测这一电学特性的变化，可以获得施加在传感器上的力的信息。
二、微型力传感器设计与制造过程1. 材料选择：为了实现微型力传感器的微缩化和高灵敏度，材料的选择至关重要。
常用的材料有硅、玻璃、陶瓷等。
硅是最常用的材料，由于其机械性能优异和易于在硅片上进行加工，被广泛应用于微型力传感器的设计与制造。
2. 结构设计：传感器的结构设计是保证传感器性能的关键。
传感器通常由应变增强结构和传感电路组成。
应变增强结构可以通过提高传感器的灵敏度和可靠性，实现对微小力的高精度检测。
传感电路则负责将力转化为电信号并进行信号处理。
3. 制造工艺：传感器的微制造采用半导体工艺，包括光刻、湿法腐蚀、薄膜沉积等步骤。
其中，光刻技术是制造微型力传感器中的一种重要工艺，通过光刻胶的处理，可以实现对传感器的微观结构加工。
三、微型力传感器的应用领域1. 工业领域：微型力传感器在工业领域的应用非常广泛，如机器人力控、精密加工、破裂监测等。
通过使用微型力传感器可以实现对力的高精度测量，提高生产效率和产品质量。
2. 医疗领域：微型力传感器在医疗领域的应用不断扩大。
例如，微型力传感器可以用于手术器械的力反馈控制，实现对手术中施加的力的实时监测和控制，提高手术的安全性和精确性。
3. 生物医学领域：微型力传感器在生物医学领域也有着广泛的应用。
例如，通过将微型力传感器用于细胞力学研究中，可以揭示细胞力学性质与生物功能之间的关系。
MEMS致动器原理
压电致动 Piezoelectric actuators
压电效应：
某些电介质，当沿着某一方向发生变形时，内部 产生极化现象，在表面产生电荷，电荷极性与外 力方向有关，外力去掉后电荷消失。 逆压电效应：在这种电介质的极化方向施加电压， 会产生变形。压电致动器利用的就是这种效应。 压电材料：石英晶体、压电陶瓷、高分子压电材 料等。压电陶瓷属于铁电体类物质。
3 1 11 3 2 2 2
硅
b2
t2 l2 = l1 b1 t1
a热膨胀系数，t厚度，b宽度，r变形量（曲率半径）
两层厚度和宽度相同，则：
1+ k 2 (5 + ) r= 3∆α∆T k t
0.4 mm Mechanical Stop
Mirror
Principle and Features
William Tang, Ph.D. EECS Dept., 1990
Formulae
电场能量： 静电力： C
Energy must include capacitance between the stator and the rotor and the underlying ground plane, which is typically connected at the rotor voltage.
Used as sensors as well as delay lines, filters, correlators, pulse compressors, etc. in communications and electronic systems; invented by Prof. R. M. White, EECS Dept., UC Berkeley, 1965.
2-MEMS课程报告
《微机电系统（MEMS）》课程报告题目：微执行器设计与制备学号：10171157姓名：张天圣班级：101717专业：遥感科学与技术二O一三年1 月3 日目录一、意义与现状 (1)二、机理分析 (1)三、设计与计算 (2)四、制造与工艺 (2)五、总结 (4)请谈一下你对MEMS的认识（500字-1000字） (4)一、意义与现状ＭＥＭＳ(微机电系统)在过去二十年间得到了广泛的研究和发展, 在研究人员的努力下,多结构精巧、功能强大的微传感器和微执行器应运而生。
在基于各种工作原理的ＭＥＭＳ微执行器中, 静电驱动方式由于结构和原理简单而得到最广泛的应用。
静电驱动主要包括梳齿静电驱动和平行板电容驱动两种驱动方式。
与平行板电容驱动器相比, 梳齿静电驱动可以提供更大的线性驱动位移以及较高的Ｑ值。
1989年, Ｔａｎｇ首次将静电梳齿驱动器引入到ＭＥＭＳ领域[ 1] 。
从此以后, 梳齿驱动器在谐振器[ 2, 3] 、微型傅立叶变换光谱仪[ 4] 、微夹钳[ 5] 、光开关[ 6] 、微型滤波器[ 7] 、加速度计[ 8] 、微陀螺[ 9] 以及两维微操作台[ 10] 等器件中得到了广泛应用。
对微驱动器而言, 较大的驱动位移对很多ＭＥＭＳ器件尤其是可调谐器件, 例如光开关、可调谐衰减器等的性能提高非常重要;而较低的驱动电压可以较容易的实现传感器、执行器以及信号处理芯片的单片集成。
前人研究表明, 对经典的静电梳齿驱动器, 其可以实现的最大驱动位移主要受到侧向不稳定性也即侧向吸合现象的限制, 实现50μｍ以上的驱动位移非常困难。
因此, 研究和制作低电压、大位移的梳齿驱动器有其重要意义。
二、机理图1所示为一经典梳齿驱动器示意图。
由图可以看出, 驱动器沿ｘ和ｙ轴两个方向都具有对称性,且有四对折叠直支撑梁, 折叠支撑梁的采用是为了消除器件制作过程中产生的应力。
在接下来的讨论中, 为了简化分析, 固定梳齿与可动梳齿之间以及梳齿顶端与相对的梳齿根部之间的电场区域采用二维平板近似模型。
MEMS致动器原理
平移结构（）
旋转结构（rotational）
0.4 mm Mechanical Stop
Mirror
Principle and Features
William Tang, Ph.D. EECS Dept., 1990
电场能量： 静电力：
Formulae
→→
∫ ∫ →
B=
→
dB =
L
µ L 4π
I dl× r r2
Y
X
磁荷m在磁场中所受的磁力：
F = m H, H = B/ µ Z
X
直线电流在磁场中所受作用力：
F = JBl sinθ
Permanent Magnet
Si Top Layer Si Middle Layer Si Bottom Layer
Electrostatic Motors
Torque Motor 的原理
•典型的电极数为： 定子12个，转子8个
•三相驱动
Ground V
A’
W
A
3W/2
B
W 2W/3 G
B’
C G
C’ D
固定 V
Micro Motor 的应用 微型静电悬浮陀螺
14x14x3mm
Rotor D 1.5mm 74,000rpm
Operation Principle
Magnetic Actuator Array：
Sketch of an actuator
Using UV－LIGA process
电磁致动的特点
Microstructures are often fabricated by electroplating（电镀） techniques.
微陀螺梳齿静电驱动力的计算方法
微陀螺梳齿静电驱动力的计算方法姚峰林;高世桥【摘要】To calculate the electrostatic force in the micro machined gyroscope is a key problem in the mechanical characteristic of it. Base on the principle of electrostatic drive of the micro machined gyroscope, the paper introduces infinite plane model, edge-effect model and comer-effect model as the electrostatic field computation module of the micro comb. It deduces the formula of capacitance computation and electrostatic force of three models. By the numerical calculation and finite element calculation, it gets the capacitance and the electrostatic force of the gyroscope and the applicable circumstance of each model that the overlap length in variation. It suggests that the edge-effect and the corner-effect of comb should be fully considered when designing and computing the comb.%准确计算静电力是分析微机械陀螺力学特性的关键.文章基于微陀螺静电驱动原理,介绍了微梳齿结构的静电场计算的无限大平板模型,边缘效应模型,拐角效应模型三种模型.推导了三种模型的电容计算公式和静电力计算公式.通过数值计算和有限元计算,得到交叠长度变化时,不同计算模型的电容和静电驱动力的对比和各种模型的适用范围.说明在微尺度条件下静电场的边缘效应和拐角效应应当在设计和计算梳齿时应当充分考虑.【期刊名称】《传感技术学报》【年(卷),期】2011(024)009【总页数】5页(P1265-1269)【关键词】微陀螺;边缘效应;拐角效应;数值计算;驱动力【作者】姚峰林;高世桥【作者单位】北京理工大学机电学院,北京100081;太原科技大学机电学院,太原030024;北京理工大学机电学院,北京100081【正文语种】中文【中图分类】TP212.1;TB934微机械陀螺是20世纪80年代后期发展起来的一种测量角速度或角位移的惯性传感器，是微机电系统(MEMS)技术应用的一个重要方面［1］。
尺蠖型压电驱动器基础理论与试验研究
尺蠖型压电驱动器基础理论与试验研究本文提出了以压电叠堆为动力转换元件，基于尺蠖运动机理实现超精密定位的新型驱动器方案。
系统分析了压电叠堆与机械柔性机构的作用机理和直角柔性铰链的空间力学模型，为驱动器优化设计提供了理论依据。
采用驱动器定子在转子(或直线动子)外侧双向对称钳位的方法，保证了驱动器钳位过程的稳定性。
通过扭转柔性铰链成功地将压电叠堆直线运动转化为旋转运动，系统剖析了驱动器各组成元件的特性，利用MSC.Patran／Nastran软件预测了驱动器定子的模态分布和频响特性；在此基础上，独立开发了压电旋转驱动器。
该驱动器基于推进方式工作，转子上无任何电器元件，可充分保证其刚度和加工精度，并可实现360°连续转动；通过压电叠堆正向推力、柔性铰链反向回弹力综合作用，实现了驱动器转子正、反方向双向运动。
实验测试表明：该驱动器具有较高的往复定位精度；通过楔块机构对压电叠堆实现精密预紧调节，保证了压电叠堆的工作稳定性和使用寿命；通过试验测试和利用MSC.Marc仿真分析相结合的手段，研究了钳位机构与转子的微观接触过程，分析了钳位接触面对驱动器性能的影响，提出采用大钳位接触面对转子进行钳位的方案；经试验测试，该驱动器开环工作具有运动分辨率高、承载能力强、转动速度快及输出稳定等优点。
作者还提出了混合驱动式尺蠖型压电直线驱动器的研究方案，在直线动子上装配了驱动压电叠堆，并通过特定机械结构实现了“二次钳位”。
利用尺蠖型压电驱动器输出单步位移与驱动电压间分段线性拟合方程，逐步“搜索”最优驱动电压值，有效地实现了驱动器的精确闭环控制。
另外作者还进行了将压电驱动技术应用到材料微观特性测试上的尝试，该方案可同时完成对精细材料的纳米压痕和纳米刻划测试。
由于尺蠖型压电驱动器具有优良的性能，在相关领域将会有广阔的应用前景。
半导体技术
组成。
该文主要讨论了采用重心估算（CCP）傅立叶相位偏转法（FPS）计算光点的位置。
此外，为了验证上述理论的可行性，该研究利用计算机软件模拟并讨论了噪声信号对上述2种光电估算法的影响。
数值仿真结果显示信号中的直流分量和背景噪声对CCM方法的仿真精度的影响要比FPS大；当光斑分别为艾里图样和高斯图样时，CCM方法和FPS方法的计算精度基本相同。
图13表3参97、半导体技术O471，TN301 2009040640 SiC中基态施主能级分裂对杂质电离的影响/ 戴振清，杨克武，杨瑞霞(河北科技师范学院)// 半导体技术. ―2009，34（3）. ―232～235.对SiC中基态施主能级分裂对杂质电离的影响，与温度、掺杂浓度和杂质能级深度的关系进行了系统研究。
发现只有在高温且掺杂浓度低的情况下，能级分裂的影响很小可忽略不计，其他条件下均需考虑能级分裂因素。
随掺杂浓度的增加，能级分裂的影响增强；随温度的升高，能级分裂影响的整体趋势下降，但存在峰值。
当杂质能级深度发生变化时，能级分裂的影响显得比较复杂；曲线上的峰值随着能级深度的增加而向高温方向移动，能级越浅峰就越小；并且在高于某一温度时，随能级的加深能级分裂的影响逐渐增强。
图5表0参12O471.1 2009040641 体各向异性场对界面自旋波存在条件的影响/ 关玉琴，萨茹拉，赵春旺(内蒙古工业大学物理系)// 固体电子学研究与进展. ―2009，29（1）. ―5～9.以海森伯模型为基础，只考虑最近邻相互作用，在计入外磁场和非周期性边界条件下，应用界面重参数化（IR）方法，讨论了体各向异性场对界面自旋波存在条件的影响，结果发现：不管耦合多弱都会存在声学-声学型界面自旋波；若存在能隙，随着各向异性场的变化还会存在声学-光学型界面自旋波和光学-声学型界面自旋波。
图6表0参18O471.1 2009040642 自旋对量子点中束缚磁极化子性质的影响/ 李志新，肖景林(河北科技师范学院数理系)// 固体电子学研究与进展. ―2009，29（1）. ―10～13，121.采用线性组合算符和幺正变换方法，研究了自旋对量子点中弱耦合束缚磁极化子性质的影响。
mems 静电驱动微马达
mems 静电驱动微马达
静电驱动微马达（EDMA）是一种用于控制微型机械部件（如微型电机、微压发
生器和微力夹具等）的微型电机技术，其使用静电场技术通过带有相应分压的集电极上的负静电来驱动动作结构的移动。
EDMA优势在于其效率高、功耗低，
它可以在一定的尺寸范围内提供定位和振动控制，并且可以通过便携性低和低成本来减少整体系统尺寸，从而增强应用性能和可靠性。
EDMA技术可以将微小的静力转换为有效的动力，从而用于驱动大型机械系统的运动控制，比如微型电机、旋转平台、活塞系统等。
此外，它还可以用于有效控制高精度技术如弹性素技术（NIST）的定位、以及复杂的机械应用，如微电路制造、机器视觉和辐射散装技术等。
陀螺59531
题目：电容式微机械陀螺仪的设计班级：07050241设计人：（郝哲哲（组长）负责思路框图）成绩（）（朱振宇负责电容式陀螺优点）成绩（）（王万祎负责设计理论）成绩（）（王睿负责工艺设计理论）成绩（）（詹贵明负责结构设计）成绩（）（梁正南负责加工流程）成绩（）时间2010年11月13日电容式陀螺的优点陀螺是一种用来测量角度或者角速度的一起。
它在航天航海以及知道等领域都有重要的应用价值。
从20实际80年代开始，随着MEMS 技术的发展，以MEMS技术为基础的微机械陀螺由于价格低，体积小，易于批量生产的特点，越来越得到人们的重视，成为目前研究的重点。
自八十年代开始，以IC工艺为基础的微机械加工技术开始应用于传感器的制造，人们开始研制硅微型机械陀螺仪。
硅微机械陀螺与传统机械陀螺相比的优点：1 微型化和集成化采用硅机械技工技术和半导体集成电路工艺制造的硅机械震动陀螺仪个，结构非常小，重量轻，与集成电路的兼容性好.2 可靠性高和寿命长.由于自身结构没有高速旋转的转子，可视为固态装置，抗冲击能力强。
采用集成化形式，将微机械陀螺与电子线路集成在一个芯片上，从而减少了干扰，提高了可靠性。
3 能耗低易于数字化和智能化,工作电流很小，能耗低4动态性能好,具有微型化，惯性小，响应速度快，固有频率高的特点，决定了其有良好的动态性能一种具有机械解耦结构的电容式微机械陀螺仪，该陀螺采用静电梳齿驱动，栅结构电容检测，其驱动模态与检测模态的阻尼均主要为滑膜阻尼，因此，该陀螺在大气压下工作是，驱动模态和检测模态均具有较小的空气阻尼，因而获得了较高的Q值；此外，对称结构的设计具有稳定的中心，同时能够消除轴向加速度信号的干扰。
电容式结构除了可以实现微型化需求外，也能在高温，高压，强辐射及强磁场等恶劣的环境中工作。
也能承受记得冲击，实用范围广。
动态响应时间短。
介质损耗小，可以用较高频率供电，因此系统工作频率高。
还可以测量级低的加速度和位移，灵敏度和分辨率很高，因此选用电容式驱动和检测。
mems 静电
mems 静电
MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）静电指的是在微型机电系统中利用静电力进行驱动或控制的一种技术。
静电在MEMS中扮演着重要的角色，特别是在微型电动机、制动器、传感器和惯性开关等器件的设计和制造中。
静电力的产生是由于带电物体之间的相互作用。
在MEMS中，静电力可以通过在微小结构上加载电荷来实现。
当两个带电物体之间存在电场时，它们会受到静电力的作用。
这种力的大小取决于电荷量、物体之间的距离以及它们之间的介质材料的介电常数。
在MEMS静电驱动器中，静电力被用来实现微小结构的驱动和控制。
通过精确控制电荷的分布和电场的变化，可以实现精确的定位、驱动和振动控制。
静电驱动器具有响应速度快、控制精度高等优点，因此在微型电动机、制动器、传感器和惯性开关等器件中得到了广泛应用。
此外，静电在MEMS中还涉及到电荷的累积和放电问题。
由于MEMS器件的尺寸很小，电荷的累积和放电可能会导致器件的损坏或失效。
因此，在设计和制造MEMS器件时，需要考虑到静电的影响，并采取适当的措施来避免电荷的累积和放电问题。
总之，MEMS静电是微型机电系统中一种重要的技术，它在微型电动机、制动器、传感器和惯性开关等器件的设计和制造中发挥着重要作用。
通过精确控制电荷的分布和电场的变化，可以实现微小结构的精确驱动和控制。
同时，在设计和制造MEMS器件时，需要考虑到静电的影响，并采取适当的措施来避免电荷的累积和放电问题。
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大位移、低电压驱动MEMS静电梳齿驱动器的设计与研究
李海军;杨拥军
【期刊名称】《微纳电子技术》
【年(卷),期】2002(39)7
【摘要】分析了MEMS静电梳齿驱动工作原理,以梳齿结构和弹性梁结构为基础,
综合考虑了动态特性、可靠性以及加工工艺可行性要求。
提出了非等高结构、变形曲臂梁结构、位移放大驱动器、垂直Z向位移静电梳齿驱动器等四种大尺度、低
电压驱动线性MEMS静电梳齿驱动器结构设计。
利用CAD采用FEA法分别建模、仿真,进行了大位移、低电压驱动MEMS静电梳齿驱动器的动态与静态的研究,并
获得20V直流偏置、位移80～130μm、驱动器面积小于2mm×2mm的结果。
【总页数】4页(P27-30)
【关键词】位移;低电压;MEMS;静电梳齿驱动器;放大器;有限元;微电子机械系统【作者】李海军;杨拥军
【作者单位】河北半导体研究所微米/纳米中心
【正文语种】中文
【中图分类】TH111
【相关文献】
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4.大位移低电压的静电MEMS驱动器(英文) [J], 明安杰;李铁;周萍;王跃林
5.大位移MEMS静电梳齿驱动器的设计及制作 [J], 明安杰;李铁;王跃林
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