CN101039082A - 静电力驱动拱形制动器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种静电力驱动拱形制动器，包括驱动电极、拱形梁和侧墙，拱形梁的两端固定在两边的侧墙上，在拱形梁的弯曲凸出部位的反方向设有驱动电极；侧墙与电极固定连接，拱形梁与驱动电极间设有间距隔离，并构成电容器结构，在电容器两端加上直流电压，当电压达到临界值时，产生突跳失稳导致拱形梁翻转，同时还能与驱动电极保持间隔；断电时，拱形梁恢复原状。由于静电力驱动拱形制动器通电后，拱形梁在驱动电极的作用下发生突跳失稳，拱形梁翻转而又不与驱动电极接触。当电压撤销后，拱形梁恢复原状；所以，可以多次重复使用。另外，静电力驱动拱形制动器的结构简单，反应迅速；特别适合用作微结构的阀门/开关。
Description
技术领域
本发明涉及一种微结构领域里的静电力驱动拱形制动器。
背景技术
据检索国外已有利用拱形结构或“V”形结构的突跳失稳原理做出的制动器，例如：机械驱动、光驱动和电磁驱动的拱形结构制动器。机械驱动的拱形制动器需附设机械结构及动力装置；光驱动的拱形制动器需另设激光发生装置。电磁驱动的拱形制动器需要设置电磁转换装置。它们的不足之处是结构复杂、反应速度较慢。
发明内容
本发明的目的是为克服上述不足之处而提供一种静电力驱动拱形驱动器。结构简单，反应迅速。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种静电力驱动拱形制动器，包括驱动电极、拱形梁和侧墙，拱形梁的两端固定在两边的侧墙上，在拱形梁的弯曲凸出部位的反方向设有驱动电极；侧墙与电极固定连接，拱形梁与驱动电极间设有间距隔离，并构成电容器结构，在电容器两端加上直流电压，当电压达到临界值时，产生突跳失稳导致拱形梁翻转，同时还能与驱动电极保持间隔；突跳失稳是力学里的一个重要失稳机制，它有一个非常重要的特性，突跳失稳发生时拱形梁的有效刚度变为零，即抵抗外力的能力是零；这时，空气的阻尼是抵抗拱形梁向驱动电极方向变形/运动的唯一阻力。而空气的阻力是很小的。所以拱形梁会很快完成翻转。并且翻转后在一段电压范围内不会与驱动电极接触；断电时，拱形梁恢复原状。
所述拱形梁翻转后的变形量随加在电容器上的电压的升高而增大。
本发明技术效果，由于静电力驱动拱形制动器通电后，拱形梁在驱动电极的作用下发生突跳失稳，拱形梁翻转而又不与驱动电极接触。当电压撤销后，拱形梁恢复原状；所以，可以多次重复使用。另外，静电力驱动拱形制动器的结构简单，反应迅速；特别适合用作微结构的阀门/开关。
附图说明
图1为本发明示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例进一步说明本发明。
一种静电力驱动拱形制动器，包括驱动电极1、拱形梁3和侧墙2，拱形梁3的材料采用单晶硅，拱形梁3的两端固定在两边的侧墙2上，在拱形梁的弯曲凸出部位的反方向设有驱动电极1；侧墙2与电极1固定连接，拱形梁3与驱动电极1构成电容器，在电容器两端加上直流电压，当电压达到临界值时拱形梁3翻转，拱形梁翻转后的位置如标号4所示，它与驱动电极1保持间隔。称作突跳失稳。突跳失稳是力学里的一个重要失稳机制，突跳失稳发生时拱形梁的有效刚度变为零，即抵抗外力的能力为零；这时，空气的阻尼是抵抗拱形梁向驱动电极方向变形/运动的唯一阻力。而空气的阻力是很小的。所以拱形梁会很快完成翻转。而且翻转后在一段电压范围内不会与驱动电极吸合。因此，选择空间大，容易实现。断电时，拱形梁恢复原状。拱形梁的物理参数长、宽、厚及其拱量可根据需要的拱形梁变形量或需要的拱形梁作用力大小进行设计。静电力驱动拱形制动器能多次使用。可广泛用于一些如生物芯片中需要快速响应和精确控制流量的阀门。
Claims (2)
1.一种静电力驱动拱形制动器，包括驱动电极、拱形梁和侧墙，拱形梁的两端固定在两边的侧墙上，在拱形梁的弯曲凸出部位的反方向设有驱动电极；侧墙与电极固定连接，拱形梁与驱动电极间设有间距隔离，并构成电容器结构，在电容器两端加上直流电压，当电压达到临界值时，产生突跳失稳导致拱形梁翻转，同时还能与驱动电极保持间隔；断电时，拱形梁恢复原状。
2.如权利要求1所述的静电力驱动拱形制动器，其特征是：拱形梁翻转后的变形量随加在电容器上的电压的升高而增大。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200710098875 CN101039082A (zh) | 2007-04-28 | 2007-04-28 | 静电力驱动拱形制动器 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| CN 200710098875 CN101039082A (zh) | 2007-04-28 | 2007-04-28 | 静电力驱动拱形制动器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN101039082A true CN101039082A (zh) | 2007-09-19 |
Family
ID=38889774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200710098875 Pending CN101039082A (zh) | 2007-04-28 | 2007-04-28 | 静电力驱动拱形制动器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101039082A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103368446A (zh) * | 2012-09-14 | 2013-10-23 | 国家纳米科学中心 | 静电发电机及其制备方法和自驱动传感系统 |
| CN103684035A (zh) * | 2012-09-20 | 2014-03-26 | 纳米新能源（唐山）有限责任公司 | 多层高功率纳米摩擦发电机 |
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2007
- 2007-04-28 CN CN 200710098875 patent/CN101039082A/zh active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN103368446A (zh) * | 2012-09-14 | 2013-10-23 | 国家纳米科学中心 | 静电发电机及其制备方法和自驱动传感系统 |
| CN103368446B (zh) * | 2012-09-14 | 2015-07-15 | 北京纳米能源与系统研究所 | 静电发电机及其制备方法和自驱动传感系统 |
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| CN103684035B (zh) * | 2012-09-20 | 2015-09-30 | 纳米新能源（唐山）有限责任公司 | 多层高功率纳米摩擦发电机 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20070919 |