静电执行器是一种将静电力产生的能量转换为动力来移动物体的装置。
静电执行器主要用于光学领域,用于变焦镜头、快门和显示器等部件。
其特点是重量轻、柔软、薄、透明,充分利用这些特性,除了光学领域外,还有望应用于人类。
研究实例包括机器人的人造肌肉、假肢手臂和腿等。正在进行开发以实现类似于真实人体部位的运动。
静电执行器通常用作MEMS的驱动装置。
MEMS是微机电系统的缩写,是包括半导体、电子电路等的总称。
MEMS 也包含半导体,但与普通半导体的不同之处在于它具有运动部件。
由于对使用半导体的部件的小型化有需求,因此需要可以做得很薄的静电执行器。
护理机器人、假肢、假臂等支持人体运动的设备需要灵活且复杂的动作。为了应对这一挑战,人们正在研究人造肌肉,并使用静电执行器为其提供驱动力。
静电驱动器的原理是平行板电容器。电容器具有储存和释放电荷的功能。当发生这种情况时,会产生静电力并将其转化为驱动力。
产生的静电力与极板面积成正比,与极板间距离的平方成反比。因此,尽可能地使薄膜变薄,可以增大静电力,从而获得较大的驱动力。
静电执行器体积小,其缺点之一是产生的驱动力的绝对值较小。为了克服这一缺点,除了使其厚度变薄之外,还采用了并联排列等方法来增加面积,从而增大驱动力。
除了静电执行器外,根据其使用的力,还有以下类型的执行器
。 每种执行器都有各自的优缺点,因此了解如何使用它们非常重要。
其优点是制造容易,缺点是由于材料的各向异性,驱动力会根据使用位置而变化。
可用于液体中,扩大了应用范围,缺点是难以小型化。
其优点是驱动力较大,缺点是会产生磁滞损失,驱动力可能会变得比施加的能量弱。
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