弯曲悬臂梁静电执行器驱动特性的实验研究

研究了一种弯曲悬臂梁静电执行器。该悬臂梁一端固支，另一端自由翘离基底。在静电力作用下，悬臂梁粘连的位置和长度会改变，使得执行器的电压一位移特性严重依赖加载历史。研究了在不同电压加载方式下，悬臂梁粘连点、端部位移的变化，以及这种变化对驱动电压的影响。实验研究了悬臂梁在方波电压下的振动，并设计实验系统测量了吸下和弹起时间。     

基于静电驱动的平行板式微执行器的静态吸合现象的研究

本文先讨论了基于静电驱动的平行板式微执行器在忽略边缘效应下的静态吸合现象,之后在前面研究的基础上,进一步分析了该微执行器在考虑边缘效应下的静态吸合现象,最后建立该微执行器的模型,并设置参数,仿真得到结果证明静态吸合现象的发生.     

一种新型3D微镜结构的静电驱动电压特性分析

介绍了一种新型3D静电驱动微镜结构,对结构的下电极形状进行了改进,分析和比较了它们的几何参数与驱动电压之间的关系。通过理论分析表明,在其他几何参数一致的情况下,方形下电极单极板微镜结构的驱动电压比1/4圆形下电极单极板微镜结构的驱动电压小。     

硅玻静电键合工艺研究

硅玻静电键合工艺是通过在较高温度和静电场作用下硅玻界面发生电化学反应,产生共价键O-Si-O的原理来完成键合过程的。目前,该工艺在制作微传感器和微机械系统中得到广泛应用。通过键合试验与结果分析,总结了键合温度、键合电压、压力、金属台阶对键合结果的影响,优化了硅玻静电键合的工艺参数及对金属台阶的要求。     

静电驱动光开关的结构设计与驱动电压分析

对静电驱动光开关的驱动结构进行了研究分析,对比分析了采用平面下电极和倾斜下电极两种驱动结构光开关的驱动电压。采用倾斜下电极光开关的pull-in电压较低,在此基础之上,提出了一种双倾斜电极三明治驱动结构光开关。在微反射镜偏移相同距离时,该种驱动结构光开关的pull-in电压更低,从而能够更进一步地提高光开关的性能。     

半球谐振陀螺静电驱动建模与分析

该文构建了半球谐振陀螺(HRG)谐振子的静电驱动模型,对半球谐振子的1/2倍、1倍、2倍和更高阶频率电压信号的静电驱动力进行了理论推导分析。结果表明,该文得到的半球谐振子仅对其1/2倍、1倍及2倍谐振频率敏感,对其他频率信号不敏感。并推导出施加不同方式驱动电压信号力的大小,为半球谐振陀螺的驱动和闭环电路设计提供了依据。     

柔性低压驱动电加热薄膜升温特性的研究

柔性电加热膜是电加热器领域的研究热点之一,选用银基浆料在柔性透明的PET衬底上制备图形化薄膜电阻,经低温烧结获得柔性电加热膜。在5V直流电压驱动下,分别测试了室温26℃与低温0℃条件下薄膜的表面温度变化及温度分布,研究了丝印浆料种类、图形分布等对柔性电加热膜温升特性的影响。结果表明,基于碳银浆的柔性电加热膜在低功耗下,实现了20摄氏度以上的温升,为其在解决液晶/OLED等器件低温环境使用的瓶颈问题奠定了基础。     

RF MEMS开关吸合电压的分析

吸合电压是MEMS静电执行器的重要参数,针对RF MEMS开关,详细分析了开关在不同执行方式下的吸合电压.对于执行电压是脉冲方式而言,开关梁受迫振动,不同于准静态方式,此时使开关发生吸合的执行电压为动态吸合电压,计算表明比准静态吸合电压小8%.通过简化的弹性系数和精确的电容计算公式,详细分析了基于CPW的双端固支梁开关的准静态和动态吸合电压.分析了环境阻尼对动态吸合电压的影响,阻尼使得开关的两种吸合电压差别变小.最后分析了射频输入功率对开关吸合电压的影响,射频输入功率会降低吸合电压,如果输入功率足够大,吸合电压将会降为零,此时MEMS开关会发生自执行失效.     

基于状态空间法的MEMS静电驱动控制方案

采用状态空间分析法，研究MEMS静电驱动平行板结构的运动特性，实现了平行板机械子系统和静电子系统状态空间矩阵参数分离，制定了状态反馈控制方案以改善平行板系统的运动特性，在Simulink仿真平台上完成了控制方案的计算机仿真实验。结果表明，状态反馈控制方案能较好地提高系统的操作精度并改善瞬时特性。     

RF MEMS开关吸合电压的分析

吸合电压是MEMS静电执行器的重要参数,针对RF MEMS开关,详细分析了开关在不同执行方式下的吸合电压.对于执行电压是脉冲方式而言,开关梁受迫振动,不同于准静态方式,此时使开关发生吸合的执行电压为动态吸合电压,计算表明比准静态吸合电压小8%.通过简化的弹性系数和精确的电容计算公式,详细分析了基于CPW的双端固支梁开关的准静态和动态吸合电压.分析了环境阻尼对动态吸合电压的影响,阻尼使得开关的两种吸合电压差别变小.最后分析了射频输入功率对开关吸合电压的影响,射频输入功率会降低吸合电压,如果输入功率足够大,吸合电压将会降为零,此时MEMS开关会发生自执行失效.     

液压马达柔性驱动技术分析与研究

通过对液压马达在塑机械、船舶、起扬机、建筑机械、工程机械、冶金机械、矿山机械、石油化工、船舶机械和港口机械等领域应用的研究,报告了因液压马达频繁的启停对与其相关的减速机、轴承、轴、传动齿轮等部件造成损坏的现状。针对如何尽量减少因马达频繁启停带来的冲击造成的这种损坏的问题,文章对液压马达柔性驱动技术进行了分析与研究。     

基于状态空间法的MEMS静电驱动控制方案

采用状态空间分析法,研究MEMS静电驱动平行板结构的运动特性,实现了平行板机械子系统和静电子系统状态空间矩阵参数分离,制定了状态反馈控制方案以改善平行板系统的运动特性,在Simulink仿真平台上完成了控制方案的计算机仿真实验.结果表明,状态反馈控制方案能较好地提高系统的操作精度并改善瞬时特性.     

基于状态空间法的MEMS静电驱动控制方案

采用状态空间分析法,研究MEMS静电驱动平行板结构的运动特性,实现了平行板机械子系统和静电子系统状态空间矩阵参数分离,制定了状态反馈控制方案以改善平行板系统的运动特性,在Simulink仿真平台上完成了控制方案的计算机仿真实验。结果表明,状态反馈控制方案能较好地提高系统的操作精度并改善瞬时特性。     

SMA驱动的仿章鱼多关节柔性臂研究及发展分析

仿生柔性臂是从自然界软体动物的运动功能中获得灵感,基于功能仿生和结构仿生原理研制的新型机械臂。采用形状记忆合金(ShapeMemoryAlloy,SMA)丝作为制动器,能有效提高仿生机械臂的柔性,减轻重量,简化结构,研制一种SMA丝驱动的高性能仿生柔性机械臂为水下探测、取样提供一种重要智能装备,研究具有理论意义和实用价值。本项目从章鱼触手的解剖结构中获得灵感,提出研制一种驱动-缠绕-抓取一体化的软体柔性臂机器人。建立好力学模型后,通过记忆合金丝驱动柔性臂。本实验研究不同电压以及占空比的作用下,柔性比的弯曲结果。实验验证了力学模型的成立,实现了柔性臂连续行的矢量弯曲,得到了驱动电压、驱动时间、弯曲角度以及占空比之间的关系。     

静电驱动微机电数模转换器的结构设计

由于静电驱动具有结构简单、响应时间短和功耗小等优点,在微执行器中得到了广泛的应用。随着应用范围的不断扩大,实际使用中对微执行器的精度和稳定性提出了越来越高的性能要求,使得传统的模拟电压驱动方式逐渐向数字电压驱动转移以满足这些要求。基于传统的静电驱动方式,提出了一种全新的纵向数字电压驱动方式,以期得到高精度、高稳定性的驱动源。根据这一思想,在传统的悬臂梁结构的基础上,采用条状电极,实现了微机电数模转换器(MEMDAC)的结构设计,并借助ANSYS软件完成了结构分析与模拟,证明了设计的可行性。     

基于阳极键合的环形静电谐振器的制作与测试

设计了一种基于阳极键合的环形谐振器的制作方法,用以简化环形静电陀螺谐振器的制作工艺。采用(100)及(111)顶层硅的SOI,分别通过阳极键合工艺制作了硅基环形陀螺谐振器。分析了不同晶向下频率裂解的产生及对陀螺谐振的影响,同时通过仿真分析了晶向对双波腹与三波腹振型的影响程度。利用网络分析仪在真空腔内对器件进行扫频测试实验,得到了两种器件的幅频响应特性,讨论了双波腹与三波腹工作模态与晶向的关系。双波腹相对于三波腹更易受加工条件的影响,而相对的振动幅值更大。同时设计静电调谐的方法,解决了(111)晶向硅基双波腹存在的频率裂解较大的问题。     

弯曲悬臂梁静电执行器驱动特性的实验研究

研究了一种弯曲悬臂梁静电执行器。该悬臂梁一端固支 ,另一端自由翘离基底。在静电力作用下 ,悬臂梁粘连的位置和长度会改变 ,使得执行器的电压 位移特性严重依赖加载历史。研究了在不同电压加载方式下 ,悬臂梁粘连点、端部位移的变化 ,以及这种变化对驱动电压的影响。实验研究了悬臂梁在方波电压下的振动 ,并设计实验系统测量了吸下和弹起时间     

弯曲悬臂梁静电执行器驱动特性的实验研究

研究了一种弯曲悬臂梁静电执行器.该悬臂梁一端固支,另一端自由翘离基底.在静电力作用下,悬臂梁粘连的位置和长度会改变,使得执行器的电压-位移特性严重依赖加载历史.研究了在不同电压加载方式下,悬臂梁粘连点、端部位移的变化,以及这种变化对驱动电压的影响.实验研究了悬臂梁在方波电压下的振动,并设计实验系统测量了吸下和弹起时间.     

微加工工艺制作的静电吸片及其切向吸附力

针对静电吸附在微电子机械系统(MEMS)器件装配线中的潜在应用,试图研制一种单位面积上吸附力大和自身面积小的低工作电压静电吸片。通过介绍静电吸附现象的应用与传统静电吸盘,提出一种采用表面微加工工艺制作的双极性静电吸片。在分析静电吸片的结构与工作原理基础上,采用微加工工艺制备静电吸片,其中关键是在金属电极层上溅射法制备介质薄膜,之后采用微拉伸装置测量静电吸片的切向吸附力。实验结果表明:切向吸附力随着电极间隙的减小而增大;当施加电压150 V时,利用电极间隙为40μm的方形环式静电吸片吸附面积为4 mm×4 mm的硅片,最大切向吸附力为15 mN,即剪切压强为0.94 kPa,能够完成微器件的拾取与固定。