基于MEMS工艺的高能量密度微电磁驱动器 被引量：11

1

作者 张涛 吴一辉 +3 位作者 黎海文 刘波 张平 王淑荣 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期866-872,共7页

提出了制作高能量密度电磁驱动器的工艺方法。利用微机械(MEMS)工艺在硅片上得到多匝平面线圈和磁芯的掩模图形,接着沉积种子层铜(Cu),然后对种子层进行整体Cu的电铸;当种子层生长到20μm左右时,剥离硅片表面的镀层并用光刻胶保护磁芯... 提出了制作高能量密度电磁驱动器的工艺方法。利用微机械(MEMS)工艺在硅片上得到多匝平面线圈和磁芯的掩模图形,接着沉积种子层铜(Cu),然后对种子层进行整体Cu的电铸;当种子层生长到20μm左右时,剥离硅片表面的镀层并用光刻胶保护磁芯位置的镀层;再用沿线电铸的方法对线圈进行电铸;最后保护制作好的线圈镀层,电铸NiFe合金材料。在10 mm×10 mm×0.38 mm的硅片上,制作出线圈匝数22×2(铜线截面积60μm×60μm、总长度达1 164 mm)、NiFe合金磁芯尺寸为3mm×3 mm×0.2 mm的高能量密度微型电磁驱动器。把这种微型驱动器应用于无阀微泵做驱动实验:通入0.3 A的正弦电流时,微驱动器产生约50 mN的电磁力。实验结果表明:这种型微电磁驱动器在相同的输入功率下,比同类其他微电磁驱动器具有更高的能量密度,能产生更大的电磁驱动力。 展开更多

关键词 MEMS 微型电磁驱动器 高能量密度 多匝双层平面微线圈 厚NiFe合金镀层

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新型MEMS摆动式微电磁驱动器研制 被引量：5

2

作者 贾书海 李以贵 +4 位作者 杨春生 赵小林 丁桂甫 张琛 蔡炳初 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第12期1004-1006,共3页

设计开发了一种新型MEMS摆动式微电磁驱动器,介绍了新型微驱动器的设计、制造工艺和性能。新型微驱动器采用多线圈多磁极结构,具有较大的驱动力矩,并且位置重复精度较高。用非硅的微细加工工艺制造了微驱动器的定子线圈,微摆盘的充磁采... 设计开发了一种新型MEMS摆动式微电磁驱动器,介绍了新型微驱动器的设计、制造工艺和性能。新型微驱动器采用多线圈多磁极结构,具有较大的驱动力矩,并且位置重复精度较高。用非硅的微细加工工艺制造了微驱动器的定子线圈,微摆盘的充磁采用了自制的磁极写入装置。这种微驱动器具有良好的实用性,目前已成功应用于光纤通讯开关中。 展开更多

关键词 微机电系统 微电磁驱动器 微细加工 光开关

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柔性膜微型电磁驱动器的设计与制作工艺 被引量：2

3

作者 苏宇锋 陈文元 +2 位作者 陈晓梅 张卫平 王伟 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2005年第12期10-12,共3页

主要讨论了一种微型电磁驱动器的设计和制作工艺。该驱动器结构简单,由 Parylene 振动膜和硅基片两层组成,将驱动线圈与硅片集成在一起。对平面电磁线圈的驱动特性和驱动器振动膜的形变进行了分析,并对其关键尺寸进行优化。采用电镀工... 主要讨论了一种微型电磁驱动器的设计和制作工艺。该驱动器结构简单,由 Parylene 振动膜和硅基片两层组成,将驱动线圈与硅片集成在一起。对平面电磁线圈的驱动特性和驱动器振动膜的形变进行了分析,并对其关键尺寸进行优化。采用电镀工艺在硅基片上电镀驱动线圈,在 Parylene 薄膜上电镀 NiFe 合金阵列,采用牺牲层工艺得到振动膜的悬空结构。 展开更多

关键词 PARYLENE 制作工艺 柔性膜微型电磁驱动器 NiFe合金阵列

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微型电磁驱动器 被引量：2

4

作者 吕琼莹 车录峰 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第S1期346-350,共5页

微型驱动器作为构成微机械系统的要素单元技术之一，一直是各国微机械研究项目的共有研究内容，一旦微驱动技术获得突破，将有可能在此基础上构造实用化的可动微系统，从而带动微机械整体技术的全面发展。为了使微驱动器在微机械系统中... 微型驱动器作为构成微机械系统的要素单元技术之一，一直是各国微机械研究项目的共有研究内容，一旦微驱动技术获得突破，将有可能在此基础上构造实用化的可动微系统，从而带动微机械整体技术的全面发展。为了使微驱动器在微机械系统中得到应用，当前的首要任务是设法提高微驱动器的力能指标，并以此为基础解决微驱动器的通用化和实用化问题。本文提出了一种称为“端面摇摆式微型电磁驱动器（马达）”的基本设计思想，它在原理上最大可能地避免了摩擦力对转子扭矩输出的影响；并充分地利用了法向电磁力产生旋转运动，因而有可能在相同的尺寸和输入功率的情况下，产生更高的扭矩输出。作为一种新型的低速、大扭矩马达，这种驱动器更有利于在系统中作为动力源使用。本文就该驱动器的微机构原理、换能理论以及测试技术作简要分析。 展开更多

关键词 微型电磁驱动器 微小电磁力 微机械 微驱动器 端面摇摆 磁马达 结构原理 分布特性 摩擦系数 测试技术

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电容式电磁驱动器非线性系统主共振分析

5

作者 杨志安 冯浩 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第24期143-147,共5页

以一种电容式电磁驱动器为研究对象,该驱动器由电容器、介质板和非线性弹簧构成,根据拉格朗日麦克斯韦方程建立系统的非线性振动方程,应用多尺度法分析系统主共振问题,并进行数值计算,得到系统幅频响应曲线。结果表明:系统的主共振幅频... 以一种电容式电磁驱动器为研究对象,该驱动器由电容器、介质板和非线性弹簧构成,根据拉格朗日麦克斯韦方程建立系统的非线性振动方程,应用多尺度法分析系统主共振问题,并进行数值计算,得到系统幅频响应曲线。结果表明:系统的主共振幅频响应曲线无跳跃现象,此系统为弱非线性系统;随着阻尼系数的增大、系统的振幅减小;随着激励电压幅值的增大,系统的振幅和共振区域增大;随着电容两极板间距的增大,系统的振幅和共振区域减小;随着电容极板长度的增加,振幅和共振区域增大。该结论能够更好地指导电磁驱动器的结构设计和改进。 展开更多

关键词 电容式电磁驱动器 多尺度法 主共振 非线性 拉格朗日麦克斯韦

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微小型四足机器人电磁驱动器设计

6

作者 曾杨吉 刘自红 +1 位作者 蔡勇 蒋全斌 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2022年第12期79-81,86,共4页

针对微小型四足机器人驱动器成本高、可控性差的问题介绍了一种电磁驱动器。通过有限元方法进行了三维静磁场的参数化建模并探究了线圈匝数、激励电压、永磁体初始位置等参数对电磁力的影响规律;设计了电磁力测试实验对仿真结果进行了验... 针对微小型四足机器人驱动器成本高、可控性差的问题介绍了一种电磁驱动器。通过有限元方法进行了三维静磁场的参数化建模并探究了线圈匝数、激励电压、永磁体初始位置等参数对电磁力的影响规律;设计了电磁力测试实验对仿真结果进行了验证,结果表明:仿真与实验结果具有较好的一致性;最后制作了微小型四足机器人进一步验证了该驱动器的应用可行性。该驱动器为提高微小型四足机器人的可控性提供了新的思路。 展开更多

关键词 电磁驱动器 电磁力 有限元仿真 微小型四足机器人

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基于自适应扰动观测器的电磁直线驱动器改进滑模控制

7

作者 高仁璟 王赓 《电机与控制学报》 北大核心 2025年第5期64-75,共12页

针对因参数摄动和外部扰动等因素直接作用导致电磁直线驱动器控制性能恶化的问题,提出一种自适应扰动观测器与改进的超螺旋全局快速终端滑模控制相结合的复合控制方法。为提高系统抗干扰能力,避免控制律使用高增益反馈,设计自适应滑模... 针对因参数摄动和外部扰动等因素直接作用导致电磁直线驱动器控制性能恶化的问题,提出一种自适应扰动观测器与改进的超螺旋全局快速终端滑模控制相结合的复合控制方法。为提高系统抗干扰能力,避免控制律使用高增益反馈,设计自适应滑模扰动观测器对系统扰动等不确定性因素进行观测与自适应前馈补偿。为保证系统的有限时间收敛性,基于改进的全局快速终端滑模面设计等效控制部分,并引入改进的快速超螺旋算法作为趋近阶段的切换控制律,以进一步提升收敛速度并削弱抖振的影响。利用Lyapunov定理证明闭环系统的稳定性,并通过仿真和试验验证控制方法的有效性。结果表明,所提出的控制方法具有增强系统鲁棒性、避免参数增益选择保守性的优势,能够实现对非线性时变扰动的自适应观测补偿,保证误差在有限时间内更快收敛的同时有效抑制抖振。 展开更多

关键词 电磁直线驱动器 自适应滑模扰动观测器 全局快速终端滑模 快速超螺旋算法 运动控制

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电磁驱动机器鱼的驱动器研究 被引量：1

8

作者 朱红秀 杜闯 +3 位作者 孟庆博 褚彦斌 宋高明 徐亮 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2019年第S02期29-32,61,共5页

根据电磁驱动器工作原理,建立动力学方程,在Maxwell软件二维环境下建立电磁驱动器简化模型。根据电磁驱动器电路方程在Simplorer模块中建立电磁驱动器驱动电路模型。二者联合使用正交试验方法对电磁驱动器通电线圈瞬态运动电磁仿真,得... 根据电磁驱动器工作原理,建立动力学方程,在Maxwell软件二维环境下建立电磁驱动器简化模型。根据电磁驱动器电路方程在Simplorer模块中建立电磁驱动器驱动电路模型。二者联合使用正交试验方法对电磁驱动器通电线圈瞬态运动电磁仿真,得到电磁驱动器通电线圈运动过程中的位移曲线,分析正交试验结果得到相关参数对电磁驱动器工作时输出力的影响情况和使电磁驱动器力输出最大时的各参数值,通过仿真验证分析结果。 展开更多

关键词 电磁驱动器 简化模型 驱动电路 通电线圈 瞬态运动 电磁仿真 正交试验

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新型液压支架用电磁阀驱动器的设计 被引量：3

9

作者 陈卓 何家健 +4 位作者 吴青 许彪 荣亮 李朋 宫富章 《工矿自动化》 2011年第8期4-7,共4页

针对传统的液压支架电液控制系统电磁阀驱动器存在功能单一、无信息采集功能的问题,提出了一种新型液压支架用电磁阀驱动器的设计方案,介绍了该电磁阀驱动器的硬件组成、内部电路设计以及软件设计。该电磁阀驱动器已成功应用于全自动联... 针对传统的液压支架电液控制系统电磁阀驱动器存在功能单一、无信息采集功能的问题,提出了一种新型液压支架用电磁阀驱动器的设计方案,介绍了该电磁阀驱动器的硬件组成、内部电路设计以及软件设计。该电磁阀驱动器已成功应用于全自动联合采煤机组和全自动刨煤机组工作面,运行稳定可靠。 展开更多

关键词 采煤工作面 液压支架 电液控制系统 电磁阀驱动器 传感器

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电磁式柔性直线驱动器概念设计与参数优化

10

作者 刘海涛 魏天元 +1 位作者 王友渔 刘玉华 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期166-172,共7页

设计了一种结构紧凑可实现力位解耦控制的电磁式柔性直线驱动器.该柔性驱动器主要由变刚度装置和位置调节装置两部分组成,其中变刚度装置采用双线圈-永磁铁对称布置结构,通过动态改变线圈中输入电流的大小调节电磁力,从而实现变刚度输出... 设计了一种结构紧凑可实现力位解耦控制的电磁式柔性直线驱动器.该柔性驱动器主要由变刚度装置和位置调节装置两部分组成,其中变刚度装置采用双线圈-永磁铁对称布置结构,通过动态改变线圈中输入电流的大小调节电磁力,从而实现变刚度输出.建立了通电线圈周边磁场的数学模型,并采用等效磁荷法推导出永磁铁在通电线圈磁场中所受电磁力的显示表达式.在此基础上,分析了设计参数对电磁力的影响规律,完成了变刚度装置的参数优化设计.通过虚拟仿真分析了变刚度装置的力-位移和力-电流特性,并将实验结果与理论结果进行对比,验证了变刚度装置力-位移和力-电流特性的准确性和有效性.结果表明,所设计的柔性直线驱动器能够实现变刚度控制. 展开更多

关键词 电磁式柔性驱动器 概念设计 优化

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微型飞行器新型极化电磁驱动舵机的研究 被引量：1

11

作者 袁家斌 刘闯 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期48-51,共4页

介绍一种新型的可以应用于微型飞行器的极化电磁驱动舵机机构。该舵机机构使用混合励磁方式的电磁驱动器 ,具有体积小、结构简单可靠、响应快和效率高等特点。本文阐述了该系统的设计思想 ,建立了电磁驱动器的电磁模型 ,详细分析了电磁... 介绍一种新型的可以应用于微型飞行器的极化电磁驱动舵机机构。该舵机机构使用混合励磁方式的电磁驱动器 ,具有体积小、结构简单可靠、响应快和效率高等特点。本文阐述了该系统的设计思想 ,建立了电磁驱动器的电磁模型 ,详细分析了电磁舵机的吸力和反力特性的关系 ,导出它的控制特性 ,试验分析表明 展开更多

关键词 微型飞行器 极化电磁驱动舵机 PWM 设计 混合励磁式电磁驱动器

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电磁驱动机器鱼实验平台的设计 被引量：1

12

作者 朱红秀 杜闯 +1 位作者 褚彦斌 徐亮 《机械设计与制造》 北大核心 2022年第4期216-219,共4页

这里首先分析了电磁驱动器工作原理,使用Maxwell软件对电磁驱动器建模并对通电线圈进行电磁仿真和动力学仿真得到通电线圈的运动规律,从而证明了以电磁驱动器作为动力源驱动机器鱼的可行性。基于读表法编写了用于控制电磁驱动器运动的... 这里首先分析了电磁驱动器工作原理,使用Maxwell软件对电磁驱动器建模并对通电线圈进行电磁仿真和动力学仿真得到通电线圈的运动规律,从而证明了以电磁驱动器作为动力源驱动机器鱼的可行性。基于读表法编写了用于控制电磁驱动器运动的正弦波程序,并结合驱动电路完成控制系统设计。最后完成电磁驱动机器鱼结构细节设计并开展水下游动实验,得出不同电压幅值和频率下机器鱼实验平台游动参数。 展开更多

关键词 电磁驱动器 电磁仿真 动力学仿真 控制系统 游动实验

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一种新型MEMS微驱动器的设计与仿真分析 被引量：3

13

作者 张永华 王艳 +3 位作者 丁桂甫 马骏 赵小林 蔡炳初 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2006年第12期85-88,共4页

提出并设计了具有双稳态功能的新型电磁型MEMS微驱动器结构形式。微驱动器由导磁的两端固支的扭梁、两端可自由摆动的悬臂梁,以及永磁体、下磁路和平面线圈组成。永磁体的使用,实现了器件的双稳态功能,从而可以得到低功耗的磁驱动器。... 提出并设计了具有双稳态功能的新型电磁型MEMS微驱动器结构形式。微驱动器由导磁的两端固支的扭梁、两端可自由摆动的悬臂梁,以及永磁体、下磁路和平面线圈组成。永磁体的使用,实现了器件的双稳态功能,从而可以得到低功耗的磁驱动器。通电线圈用来实现器件的姿态转换。对设计的器件进行了电磁仿真分析,验证了器件的双稳态机制,分析表明:铁芯的存在对器件功能有决定性的影响。 展开更多

关键词 微电子机械系统 电磁型微驱动器 双稳态 有限元法 仿真分析

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快速真空开关合闸触头弹跳暂态过程研究

14

作者 王协东 陈萍 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期54-60,共7页

以电磁斥力驱动器作为操动机构的快速真空开关具有分闸速度快,分合闸时间短和分合闸时间分散性小的优势,目前已广泛应用于多种电力设备中。目前对于快速真空开关的分闸过程已有众多研究,但合闸过程的相关问题尚属空白。文中研究了快速... 以电磁斥力驱动器作为操动机构的快速真空开关具有分闸速度快,分合闸时间短和分合闸时间分散性小的优势,目前已广泛应用于多种电力设备中。目前对于快速真空开关的分闸过程已有众多研究,但合闸过程的相关问题尚属空白。文中研究了快速真空开关合闸过程中触头弹跳问题。建立了多物理场耦合仿真模型,完整描述了快速真空开关的合闸过程。得到了快速真空开关的v1与Dmax的关系,其中v1为合闸过程中动静触头首次接触的瞬时速度,Dmax为动触头的最大弹跳距离。根据这一关系式,确定了合闸过程中无触头弹跳情况下的临界瞬时合闸速度vcri。根据vcri限制,设计了一种新型的油阻尼器来调节快速真空开关的合闸行程曲线,实现无触头弹跳合闸。研制了装备新型油缓冲器的快速真空开关,搭建了机械特性测试平台,对其合闸特性进行了测试。测试结果表明:测量结果与仿真结果之间的误差不超过10%,且实现了无触头弹跳合闸。 展开更多

关键词 快速真空开关 电磁斥力驱动器 多物理场耦合仿真 合闸弹跳

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基于高精度位移传感器的减振平台 被引量：8

15

作者 宁大勇 高云国 刘稀凤 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期646-652,共7页

为了保证光学精密仪器工作基础的高稳定性,设计了一种新型的减振平台。该减振平台采用精度为10nm的位移传感器作为测量装置,通过位移传感器测量隔振平台支撑弹簧的长度变化,计算出支撑力的变化;然后,调整电磁驱动器的电磁力,使光学精密... 为了保证光学精密仪器工作基础的高稳定性,设计了一种新型的减振平台。该减振平台采用精度为10nm的位移传感器作为测量装置,通过位移传感器测量隔振平台支撑弹簧的长度变化,计算出支撑力的变化;然后,调整电磁驱动器的电磁力,使光学精密仪器受力平衡,达到减振的目的。理论及仿真分析表明,采用这种减振方式有很好的减振效果。同时,由于每级减振装置之间是彼此独立的,这种减振方式更有利于多级减振。实验结果显示,基座振幅为0.22mm时,减振台支撑面振幅为1.6μm;基座振幅为0.20mm时,减振台支撑面振幅为1.4μm;基座振幅0.18mm时,减振台支撑面振幅为1.2μm;基座振幅为0.15mm时,减振台支撑面振幅为1.0μm,表明该平台有效地起到了减振作用。 展开更多

关键词 位移传感器 减振平台 弹簧 电磁驱动器

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新型微机电系统光开关研制 被引量：2

16

作者 贾书海 赵小林 +3 位作者 杨春生 张琛 蔡炳初 冯建智 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期1468-1471,共4页

介绍了几种新型微机电系统(MEMS)光开关的设计、制造和性能.研制了一种摆动式微电磁驱动器,用其驱动反射镜切入和切出光路.在此基础上,研制了1×2、2×2、1×4和1×8四种典型的MEMS光开关,达到了较好的性能.这些光开关... 介绍了几种新型微机电系统(MEMS)光开关的设计、制造和性能.研制了一种摆动式微电磁驱动器,用其驱动反射镜切入和切出光路.在此基础上,研制了1×2、2×2、1×4和1×8四种典型的MEMS光开关,达到了较好的性能.这些光开关可广泛应用于光纤通信系统. 展开更多

关键词 光纤通信 光开关 微机电系统 微电磁驱动器

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端面摇摆式微型电机研究 被引量：2

17

作者 梁静秋 姚劲松 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 1999年第4期76-80,共5页

提出了一种低速大力矩的微型电磁电机———端面摇摆式微型电磁电机。其工作原理为：在旋转电磁力的作用下，电机锥形转子在定子的内锥面上作纯滚动，从而产生输出轴的转动。我们采用精密机械的精细加工技术制作了外径为Φ５ ｍ ｍ 电... 提出了一种低速大力矩的微型电磁电机———端面摇摆式微型电磁电机。其工作原理为：在旋转电磁力的作用下，电机锥形转子在定子的内锥面上作纯滚动，从而产生输出轴的转动。我们采用精密机械的精细加工技术制作了外径为Φ５ ｍ ｍ 电机样机。经测试，其转速范围为２０ － ８６０ｒ／ ｍｉｎ ，扭矩输出大于１０μ Ｎｍ 。实验结果表明，这种微型电机在相同的输入功率下，比同体积的其他电机有更大的力矩输出，因此具有广泛的应用前景。 展开更多

关键词 端面摇摆 微型电磁电机 微电磁驱动器

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一种新型的微机械可变式光衰减器

18

作者 李文军 赵小林 蔡炳初 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 2003年第3期52-55,51,共5页

介绍了一种新型的连续可变式微机械单模光衰减器的设计与制作。该光衰减器采用电磁型微驱动器驱动一个铁镍合金衰减片 ,使其插入两根准直的单模光纤的间隙中 ,依靠精密地调节衰减片切入光路中的位置而实现对传输光功率的连续衰减。采用... 介绍了一种新型的连续可变式微机械单模光衰减器的设计与制作。该光衰减器采用电磁型微驱动器驱动一个铁镍合金衰减片 ,使其插入两根准直的单模光纤的间隙中 ,依靠精密地调节衰减片切入光路中的位置而实现对传输光功率的连续衰减。采用硅微细加工技术成功地制作出了这种光衰减器 ,并对微驱动器的性能进行了理论分析。测试结果表明 ,当传输的光波长为 15 5 0nm时 ,该衰减器的平均插入损耗为 2 5dB ,衰减范围为 2 5～ 4 5dB ,回波损耗为 4 0dB。 展开更多

关键词 微电子机械系统 微机械 光衰减器 电磁微驱动器 平面线圈 光纤通信 波分复用 制造工艺

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