[发明专利]一种大可控行程微作动器

权利要求书

1.一种大可控行程微作动器，其特征在于，包括：动极板、极板底座、嵌入式镍极板弹簧和定极板，其中：所述极板底座位于所述定极板的两侧，所述动极板通过所述嵌入式镍极板弹簧、所述极板底座固定在所述定极板的正上方，能够相对于所述定极板上下运动；所述动极板、定极板之间为工作气隙；

所述嵌入式镍极板弹簧呈“一”字形，伸入所述动极板中央，沿所述动极板中轴线对称布置在所述动极板中央的两侧，所述嵌入式镍极板弹簧一端固定在所述极板底座长度方向的中点上，另一端固定在所述动极板中央，所述嵌入式镍极板弹簧在所述动极板运动过程中产生的弹性回复力与弹簧变形量为非线性关系；

所述动极板上包含加强筋，以使所述动极板本身的结构刚度远大于所述嵌入式镍极板弹簧的刚度，在所述动极板上下运动时，保持平动状态而不发生扭转，从而使得所述动极板下方不同平面位置上的工作气隙保持相同。

2.根据权利要求1所述的大可控行程微作动器，其特征在于，所述定极板的上表面设有绝缘层，用于防止所述动极板与所述定极板接触时发生短路。

3.根据权利要求1-2任一项所述的大可控行程微作动器，其特征在于，所述嵌入式镍极板弹簧的长宽比大于10，宽厚比大于5，厚度小于2微米，所述工作气隙与所述嵌入式镍极板弹簧厚度比大于5。

4.根据权利要求3所述的大可控行程微作动器，其特征在于，通过改变所述嵌入式镍极板弹簧的平面形状、长度、宽度或厚度中一种或多种参数，可以改变嵌入式镍极板弹簧的非线性特性。

5.根据权利要求4所述的大可控行程微作动器，其特征在于，所述嵌入式镍极板弹簧的非线性特性包括初始刚度以及刚度随变形量增加而增大的速度。

6.根据权利要求3所述的大可控行程微作动器，其特征在于，在所述动极板向下运动的过程中，所述嵌入式镍极板弹簧变形量超过所述嵌入式镍极板弹簧的厚度，所述嵌入式镍极板弹簧的长度增大，导致所述嵌入式镍极板弹簧一方面发生弯曲变形，另一方面沿着长度方向发生拉伸，形成几何非线性大变形，该种几何非线性大变形使得嵌入式镍极板弹簧产生的弹性回复力与弹簧变形量为非线性关系，整个作动器的结构刚度不再是常数，而是随着作动器的位移变大而迅速变大。