CN104326434A - 一种微机械静电驱动的梳齿结构 - Google Patents

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高永丰
尤政
赵嘉昊
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Abstract

本发明公开了属于微机械静电驱动技术领域的一种微机械静电驱动的梳齿结构。所述梳齿的形状采用三角形与梯形结合的方式，或是三角形与矩形结合的方式，或是梯形之间互相结合的方式。所述微机械静电驱动的梳齿结构是两片梳齿对插，直接与器件基底固连的为定电极，通过主梁、弹簧梁与器件基底固连的为动电极，主梁、弹簧梁、动电极共同构成结构的可动部分。在微机械静电驱动器的定电极与动电极之间施加电压，静电力就会驱动动电极发生机械运动或是产生位移。本发明的梳齿结构在微机械静电驱动器的使用，相比于使用传统的矩梳齿的静电驱动器，可以在不降低驱动行程的前提下，降低驱动电压。

Description

一种微机械静电驱动的梳齿结构
技术领域
本发明属于微机械静电驱动技术领域，特别涉及一种微机械静电驱动的梳齿结构。
背景技术
静电驱动是微机械驱动技术的一种重要方式，在目前的微机电器件中有广泛的应用。目前在静电驱动结构中最常见的是矩形梳齿阵列结构。但是目前的矩形梳齿静电驱动器存在着驱动力偏小、驱动电压过高的问题。而微机电器件的应用场合往往对驱动电压有上限要求，或是对驱动力有下限要求。解决这一矛盾的常见办法包括增加阵列中梳齿数量，减小结构刚度等。增加梳齿数量的弊端是会增加器件的质量和体积，减小结构刚度则存在着降低机械稳定性的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种微机械静电驱动的梳齿结构，其特征在于，梳齿的形状采用三角形与梯形结合的方式，或是三角形与矩形结合的方式，或是梯形之间互相结合的方式；其中单个梳齿的光刻面图形形状为斜三角形或斜梯形，即非直角三角形或非直角梯形。
所述梳齿的形状采用三角形与梯形结合的结构是在器件基底上先作出一段梯形，在梯形顶部连接三角形。
所述三角形与矩形结合的结构是在器件基底上先作出一段矩形，接着再作三角形。
所述梯形之间互相结合的结构是在器件基底上先作出一段大梯形，接着再作小梯形。
所述微机械静电驱动的梳齿结构是两片梳齿对插，直接与器件基底固连的为定电极，通过主梁、弹簧梁与器件基底固连的为动电极，主梁、弹簧梁、动电极共同构成结构的可动部分。
本发明的有益效果是本发明的梳齿结构在微机械静电驱动器的使用，相比于使用传统的矩形梳齿的静电驱动器，可以在不降低驱动行程的前提下，可提高单个梳齿在同样大小电压下的驱动力，从而起到降低驱动电压的作用；可以在不提高加工难度(即不减小结构形状的最小间隙宽度和最小结构宽度)且保持较大行程的前提下，提高单个梳齿单位电压下的驱动力，从而降低结构的驱动电压。
附图说明
图1为三角形与梯形结构组合的梳齿形状。
图2为三角形与矩形结构组合的梳齿形状。
图3为多梯形组合的梳齿形状。
图4为静电驱动器的原理示意图。
具体实施方式
本发明提供一种微机械静电驱动的梳齿结构，下面结合附图予以说明。微机械静电驱动器的梳齿形状包括：
图1所示的三角形与梯形结构组合的梳齿形状。采用三角形与梯形结合的结构是在基底1上先作出一段梯形2，在梯形顶部连接三角形3。
图2所示的三角形与矩形结构组合的梳齿形状，所述三角形3与矩形4结合的结构是在器件基底1上先作出一段矩形4，接着再作三角形3。
图3所示的多梯形组合的梳齿形状。所述梯形之间互相结合的结构是在基底上先作出一段大梯形，接着再作小梯形。
其中单个梳齿的光刻面图形形状为斜三角形或斜梯形，即非直角三角形或非直角梯形。
图4所示是一个静电驱动器的原理示意图，图中所示的微机械静电驱动器的梳齿结构是两片梳齿对插，直接与器件基底1固连的为定电极5，通过主梁6、弹簧梁8与器件基底1固连的为动电极7，主梁6、弹簧梁8、动电极7共同构成结构的可动部分。在微机械静电驱动器的定电极5与动电极7之间施加电压，静电力就会驱动动电极7发生机械运动或是产生位移。本发明的梳齿结构在微机械静电驱动器的使用，相比于使用传统的矩形梳齿的静电驱动器，可以在不降低驱动行程的前提下，降低驱动电压。

Claims (5)

1.一种微机械静电驱动的梳齿结构，其特征在于，梳齿的形状采用三角形与梯形结合的方式，或是三角形与矩形结合的方式，或是梯形之间互相结合的方式；其中单个梳齿的光刻面图形形状为斜三角形或斜梯形，即非直角三角形或非直角梯形。
2.根据权利要求1所述一种微机械静电驱动的梳齿结构，其特征在于，所述梳齿的形状采用三角形与梯形结合的结构是在基底上先作出一段梯形，在梯形顶部连接三角形。
3.根据权利要求1所述一种微机械静电驱动的梳齿结构，其特征在于，所述三角形与矩形结合的结构是在基底上先作出一段矩形，接着再作三角形。
4.根据权利要求1所述一种微机械静电驱动的梳齿结构，其特征在于，所述梯形之间互相结合的结构是在基底上先作出一段大梯形，接着再作小梯形。
5.根据权利要求1所述一种微机械静电驱动的梳齿结构，其特征在于，所述微机械静电驱动的梳齿结构是两片梳齿对插，直接与器件基底固连的为定电极，通过主梁、弹簧梁与器件基底固连的为动电极，主梁、弹簧梁、动电极共同构成结构的可动部分。
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