[发明专利]机电致动器

说明书

相关申请

本申请要求2008年6月30日递交的题为“electromechanical actuators”的美国专利申请No.12/165,626的优先权，将其全部结合在此作为参考。

技术领域

本发明通常涉及以一种机电致动器，以及实现机电致动器的方法。

背景技术

这一部分介绍可以有助于促进对于本发明更好理解的方面。因此，这一部分的陈述应该考虑到这种情况进行理解，并且不应该理解成对于什么是现有技术什么不是现有技术的承认。

已经开发了各种类型的机电致动器。具有多种工作性能的机电致动器需要对于最终用于应用而不同。机电致动器倾向于具有以下特征，例如足够的结构完整性以促使重复的致动而无需承受永久形变、用于足以致动的介电常数以及足够的灵敏度以便在施加的不会引起过热的电压下使得能够致动。机电致动器中的这些和其他特征对于制造商提出了挑战。

发明内容

在所述实现示例中提出了一种装置。所述装置包括第一和第二电极以及位于所述电极之间的可极化材料层。所述可极化材料具有嵌段共聚体成分，包括弹性域嵌段和导电域嵌段。作为示例，可极化材料层可以响应于在所述第一和第二电极之间施加的电压差来定位以改变所述层的尺寸。

作为另一种实现示例，提出了一种方法。所述方法包括：提供具有嵌段共聚体成分的可极化材料层，所述嵌段共聚体成分包括弹性域嵌段和导电域嵌段，所述层位于所述层的相反表面上的第一和第二电极之间。所述方法附加地包括在所述第一和第二电极之间施加电压差，引起所述层的尺寸改变。在示例中，引起所述层的尺寸变化可以包括引起层厚度减小。作为另一个示例，引起所述尺寸变化可以包括引起所述两个相反表面的每一个表面的尺寸增加。作为另外的示例，所述方法可以包括利用所述层尺寸中的变化来移动流体或物体。

在检查以下附图和详细描述之后，本发明的其他装置、方法、特征和优点对于本领域普通技术人员是清楚明白的。意图是所有这些附加的装置、方法、特征和优点都包括在这种描述中，并且落在本发明的范围之内，可以由所述权利要求来保护。

附图说明

参考附图可以更好地理解本发明。附图中的部件不必按比例绘制，提供这种放置方式只是用于强调说明这些实现示例的原理。此外在附图中，贯穿不同的附图，将相似的参考数字分配给相应的部件。

图1是示出了装置实现示例的透视图。

图2是示出了图1的装置示例的另一个透视图。

图3是示出了另一个装置的实现示例的径向截面图。

图4是示出了图3的装置沿A-A线得到的轴向截面图。

图5示出了图3-4的装置沿A-A线得到的示例，其中向外部电路施加电压用于在第一和第二电极之间施加电压差。

图6是示出了方法的实现示例的流程图。

具体实施方式

在很大范围的最终用途应用中需要能够将电能转换为机械能的机电致动器，作为示例，所述最终用途应用包括迷你机器人和微机器人、微型飞行器、平板扩音器、微机电系统(MEMS)、微马达、磁盘驱动器、假肢和微流体装置。这里提出了一种机电致动器，可以满足多个高性能标准，作为示例包括高精度并且高速度的大范围迁移率、高弹性能密度、用于在中等电压差下致动的高介电系数、以及用于持久性和可靠性的低机械疲劳率。另外，这里还提出了一种执行机电致动的方法。

图1是示出了装置的实现示例100透视图。所述装置100包括第一电极102和第二电极104。另外，所述装置包括可极化材料层106，位于所述第一和第二电极102、104之间。所述可极化材料层106具有由两个相反的表面103、105之间的箭头108表示的厚度，例如所述厚度可以是平均厚度。可极化材料层106具有嵌段共聚体成分，所述共聚体成分包括弹性域嵌段和导电域嵌段。在所述嵌段共聚体成分中，所述弹性域嵌段物理地中断所述导电域嵌段，使得所述导电域嵌段不能横跨所述厚度108以形成所述第一和第二电极102、104之间的导电路径。

贯穿该说明书应该这样理解以下惯例。“层”表示形成的材料本体，作为示例可以构造为单层或者可以包括多个子层。当将第一层称作位于第二层“上面”时，所述第一层可以覆盖所述第二层的整个表面，或者只覆盖所述第二层的一部分表面。诸如“在其上形成”之类的术语并非倾向于引入对于与层的具体制造方法有关的任何限制，所述制造方法例如是层转移、沉积、制造、表面处理、物理、化学或者离子键合或反应。