在各种微驱动机制中,电热微驱动器具有驱动电压低、输出力矩大的优点,但功耗较大。为解决这一问题,本课题提出了一种永磁锁定的电热微驱动器设计,该设计利用电热机构的升温过程实现驱动,同时,借助永磁锁定机构实现断电姿态保持,以降低功耗。该器件由镍电阻丝、双层膜悬臂梁、软磁回路、永磁体、基台、扭梁、悬臂梁、触点和外接电极等部分构成镍电阻丝通电发热导致双层膜悬臂梁弯曲变形,通过触点实现驱动器驱动,借助永磁体实现悬臂梁的无功耗姿态保持,姿态转换通过加热另一组镍电阻丝导致双层膜悬臂梁弯曲变形完成。针对上述设计思想系统开展了基础研究,研究内容包括整体结构创新设计与优化、永磁双稳态单元结构设计和仿真优化、多元材料加工兼容性与刻蚀选择性等微加工工艺与集成制造技术、磁锁定机制与电热驱动高效复合原理、新型双稳态热驱动微驱动器的静态特性测试评价等。通过优化工艺条件,成功制作出可用于批量生产的原型器件。表征结果显示所设计的永磁双稳态机构与电热微驱动器可达到联合驱动功能,具有良好的双稳态机制,在继电器产业中具有良好的应用潜力。
英文主题词thermal actuation; magnetic locked mode; actuating mechanism; bistable microactuator; ANSYS simulaiton