[实用新型]一种基于电磁数字致动器阵列的微型平面马达装置

说明书

本实用新型公开了一种基于电磁数字致动器阵列的微型平面马达装置，包括控制板卡，控制板卡通过导线连接有功率放大器，功率放大器通过导线连接有电路板，电路板上方设置有玻璃薄板，玻璃薄板上方设置有致动器阵列，致动器阵列上方设置有被驱动薄板。解决了现有基于电磁数字致动器阵列的微型平面马达装置成本高，控制复杂和结构不够紧凑，安装不便，高功耗的问题。

技术领域

本实用新型属于微型机械平面马达技术领域，涉及一种基于电磁数字致动器阵列的微型平面马达装置。

背景技术

在现今的微机电系统中，致动器是一种将输入能量转化为机械输出的装置，例如机械运动，力亦或二者的结合。在这类系统中，最常见的致动器就是基于模拟控制的致动器，它们的运动单元可以到达工作行程内的任意位置。这类致动器一般有如下优点，在工作范围内连续控制，高性能，高可靠性等。为了获得这些优点，闭环控制和相应的反馈传感器都被应用在了这类型致动器上。然而，由于闭环控制以及相应的反馈传感器的应用，其控制也会相应的复杂化，以确保其高性能水平或完成复杂任务的能力。反馈传感器的安装集成有可能也会为此类致动器设计带来问题，尤其是当这类致动器被应用于紧凑的或者高度集成化的微机电系统中时,安装空间的限制就会体现出来。另外，要使运动单元保持在被要求的位置，同时抵抗外界的干扰，持续的能量输入也是必不可少的。这也将给此类系统带来焦耳热效应的影响或者系统故障。

为了解决这些由于设计原理带来的缺陷，另一种基于数字控制的致动器被开发了出来。此类基于数字控制的致动器，其运动单元能够在确定的、有限的分离位置(称为稳态位置)之间被驱动。另外，这些分离位置是在加工过程中确定的。而分离位置中间的位置为过渡暂态位置，在通常情况下是不能被保持的。基于其数字驱动设计原理，此类致动器，具有如下优点：首先，开环控制。此类致动器将采用开环控制，反馈传感器将不在必要。其次，控制信号简单。通常情况下只需要能量脉冲输入就可以完成运动单元的驱动。另外，低能耗。此类致动器采用数字控制，能量输入仅仅用来驱动运动单元运动，保持运动部分在分离位置不需要任何能量输入。当然，相比于模拟致动器，此类致动器也有着两个主要缺陷。首先，对加工精度有要求。不能通过调整控制来补偿加工误差。其次，工作行程有限。但是，这个缺陷可以通过集成化多个致动器来实现行程的倍增。

微型平面马达装置是一种在平面平台上完成精确移动或运输实现位移输出任务的平台型装置。运动距离(x，y)方向一般不超过10cm。这种微型移动平台大多由模拟致动器组成，精度也较高，并且应用与各种微平面位移输出，例如光学阵列开关和微操作平台。然而，成本高，控制复杂和结构不够紧凑，安装不便，高功耗等因为基于模拟致动器而导致的固有缺陷也存在于这类平面马达装置中。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于电磁数字致动器阵列的微型平面马达装置，其结构简单紧促，安装方便。

本实用新型所采用的技术方案是，一种基于电磁数字致动器阵列的微型平面马达装置，包括控制板卡，控制板卡通过导线连接有功率放大器，功率放大器通过导线连接有电路板，电路板上方设置有玻璃薄板，玻璃薄板上方设置有致动器阵列，致动器阵列上方设置有被驱动薄板。

本实用新型的特点还在于，

控制板卡为单片机或数字信号输出卡，功率放大器为电压电流转换器或可控硅。

电路板为双面印制的PCB电路板。

玻璃薄板的厚度为0.5mm，电路板的厚度为0.4mm。

被驱动薄板为轻质磁绝缘薄板。

致动器阵列包括至少4个致动器单元，致动器单元包括一个被驱动运动永磁铁和四个固定永磁铁。

电路板上的铜线正反正交垂直布置，且分别位于电路板的两侧，正反正交的铜线的中心位置与被驱动运动永磁铁对应设置。

被驱动运动永磁铁和固定永磁铁设置为圆柱形磁铁或立方体形状磁铁。