[发明专利]由张力修改驱动的低压微流体致动器

权利要求书

1.一种张力驱动致动器，其包括：

支撑结构，其由至少部分地限定流体腔室的外围有界壁形成；

第一弹性隔膜，其在张力下附接至所述支撑结构并用所述支撑结构封闭所述流体腔室；

设置在所述流体腔室中的流体；以及

附接到所述第一弹性隔膜的张力修改器结构，其中所述张力修改器结构与所述第一弹性隔膜处于张力下，

其中响应于对所述张力修改器结构施加电场，所述张力修改器结构从隔膜张紧位置转变到隔膜松弛位置，使得所述张力修改器结构在尺寸上变形并收缩，从而减小所述第一弹性隔膜的张力，使得流体压力引起所述第一弹性隔膜的一部分的偏移。

2.根据权利要求1所述的张力驱动致动器，其进一步包括围绕所述支撑结构被支撑的封闭部分，并且进一步封闭所述流体腔室。

3.根据权利要求2所述的张力驱动致动器，其中所述封闭部分包括耦合到所述支撑结构或形成为所述支撑结构的一部分的刚性支撑结构。

4.根据权利要求2所述的张力驱动致动器，其中所述封闭部分包括第二弹性隔膜。

5.根据权利要求4所述的张力驱动致动器，其中所述弹性隔膜均包括光学透明薄膜，并且其中所述流体包括光学透明流体，使得所述张力驱动致动器能够作为光学透镜进行操作，其中所述张力驱动致动器通过所述第一弹性隔膜的移动来改变所述光学透镜的焦距。

6.根据权利要求5所述的张力驱动致动器，其中所述光学透明薄膜均包括500Pa至100MPa的杨氏弹性模量。

7.根据权利要求1所述的张力驱动致动器，其中所述张力修改器结构是包括形状记忆合金即SMA或压电材料的线圈。

8.根据权利要求1所述的张力驱动致动器，其中所述流体被加压并且在所述第一弹性隔膜偏移之前和之后限定固定的流体体积。

9.根据权利要求1所述的张力驱动致动器，其中所述张力修改器结构能够电耦合至电源，所述电源能够操作以改变施加至所述张力修改器结构的所述电场，从而动态控制所述第一弹性隔膜的张力量和偏移量。

10.根据权利要求1所述的张力驱动致动器，其中所述支撑结构包括至少一个流体端口，用于在组装所述张力驱动致动器期间将所述流体注入所述流体腔室内，并且其中所述至少一个流体端口在注入和加压所述流体之后与外部环境密封隔开，从而密封所述流体腔室，使得在密封之后不能将流体注入所述流体腔室或从所述流体腔室移除。

11.根据权利要求1所述的张力驱动致动器，其中所述第一弹性隔膜的张力能够通过改变施加到所述张力修改器结构的电场来可变地控制。

12.根据权利要求7所述的张力驱动致动器，其中所述线圈具有50μm至200μm的直径。

13.根据权利要求7所述的张力驱动致动器，其中所述线圈具有小于200μm的直径，并且其中所述第一弹性隔膜包括小于2mm的厚度，并且其中所述流体包括小于50N/m的薄膜张力。

14.根据权利要求7所述的张力驱动致动器，其中所述线圈包括2个至8个基本同心的线圈环。

15.根据权利要求1所述的张力驱动致动器，其中所述张力修改器结构包括SMA线，所述SMA线在处于马氏体状态时具有第一长度，并且在处于奥氏体状态时具有第二长度，其中所述第二长度小于所述第一长度。