We investigate the electromechanica

We investigate the electromechanical side instability and the stable travel range of comb-drive actuators. The stable travel range depends on the finger gap spacing, the initial finger overlap, and the spring stiffness ratio of the compliant suspension. Proper design of the suspension structure is the most effective way to stabilize the actuator and therefore to achieve a large deflection. In this paper, we propose an improved suspension design, the so-called tilted folded-beam suspension. Using such suspension, the stability of the comb-drive actuator is improved and the stable travel range is enhanced. We give the expressions for the spring constants of the proposed suspension, both in the stroke direction and perpendicular to it. The suspension designs are also studied numerically using the finite element method (FEM), in which the geometric nonlinearities, such as large deflections and stress stiffening, are considered. Analytical calculations and FEM simulations are compared. The results demonstrate that an enhanced stable travel range, compared to that of a comb-drive actuator with the most commonly used folded-beam flexure, can be achieved by using the proposed suspension design. Comb-drive actuators with various tilted folded-beam suspensions have also been fabricated using the standard surface micromachining technology and their operational performances have been characterized. The experimental results are in good agreement with the theoretical predictions.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เราตรวจสอบขาดเสถียรภาพด้านไฟฟ้าและช่วงเดินทางมีความมั่นคงของไดรฟ์หวีหัวขับ ช่วงเดินทางมั่นคงขึ้นอยู่กับระยะห่างช่องว่างนิ้ว ซ้อนนิ้วเริ่มต้น และอัตราส่วนความแข็งสปริงของระบบกันสะเทือนมาตรฐาน ออกแบบที่เหมาะสมของโครงสร้างระบบกันสะเทือนเป็นวิธีมีประสิทธิภาพสูงสุดเพื่อรักษาเสถียรภาพใน actuator และ deflection ขนาดใหญ่ให้ ในเอกสารนี้ เราเสนอปรับปรุงระบบกันสะเทือนแบบ ระงับพับคานเอียงเรียกว่า ใช้ระงับดังกล่าว เป็นการปรับปรุงเสถียรภาพของ actuator หวีไดรฟ์ และเพิ่มช่วงการเดินทางที่มั่นคง เราให้นิพจน์สำหรับค่าคงที่สปริงของการเสนอระงับ ทั้ง ในทิศทางจังหวะและเส้นตั้งฉากกับ การออกแบบระบบกันสะเทือนจะยังเรียนเรียงตามตัวเลขโดยใช้วิธีองค์ประกอบจำกัด (FEM), ซึ่งถือ nonlinearities ที่เรขาคณิต deflections ขนาดใหญ่และความเครียด stiffening คำนวณวิเคราะห์และจำลอง FEM จะเปรียบเทียบ ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่า ช่วงการเดินทางมีเสถียรภาพเพิ่มขึ้น เมื่อเทียบกับที่ของหวี-actuator กับ flexure พับคานที่ใช้บ่อยที่สุด สามารถทำได้โดยการออกแบบนำเสนอระงับ หัวขับหวีไดรฟ์ มีบริการพับคานรับน้ำหนักต่าง ๆ ได้ยังแล้วหลังสร้างโดยใช้เทคโนโลยี micromachining ผิวมาตรฐาน และแสดงการปฏิบัติงานได้ถูกลักษณะ ผลการทดลองในข้อตกลงที่ดีกับการคาดคะเนทฤษฎีได้

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

เราจะตรวจสอบความไม่แน่นอนด้านไฟฟ้าและช่วงการเดินทางที่มีเสถียรภาพของตัวกระตุ้นหวีไดรฟ์ ช่วงการเดินทางที่มีเสถียรภาพขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างช่องว่างนิ้วที่ทับซ้อนนิ้วเริ่มต้นและอัตราตึงฤดูใบไม้ผลิของการระงับการผ่านข้อกำหนด การออกแบบที่เหมาะสมของโครงสร้างช่วงล่างเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดเพื่อรักษาเสถียรภาพของตัวกระตุ้นและดังนั้นเพื่อให้เกิดการโก่งขนาดใหญ่ ในบทความนี้เรานำเสนอการออกแบบช่วงล่างที่ดีขึ้น, เอียงที่เรียกว่าการระงับพับคาน ระงับการใช้เช่นความมั่นคงของตัวกระตุ้นหวีไดรฟ์ที่ดีขึ้นและเป็นช่วงการเดินทางที่มีเสถียรภาพจะเพิ่มขึ้น เราจะให้การแสดงออกสำหรับค่าคงที่ฤดูใบไม้ผลิของการระงับการเสนอทั้งในทิศทางโรคหลอดเลือดสมองและตั้งฉากกับมัน การออกแบบการระงับนอกจากนี้ยังมีการศึกษาตัวเลขโดยใช้วิธีองค์ประกอบ จำกัด (FEM) ซึ่งใน nonlinearities เรขาคณิตเช่นโก่งตัวขนาดใหญ่และแข็งความเครียดได้รับการพิจารณา การคำนวณการวิเคราะห์และการจำลอง FEM จะเปรียบเทียบ ผลแสดงให้เห็นว่าในช่วงการเดินทางที่มีเสถียรภาพเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับที่ของตัวกระตุ้นหวีไดรฟ์ที่มีการใช้กันมากที่สุดพับคานโค้งสามารถทำได้โดยใช้การออกแบบการระงับเสนอ กระตุ้นหวีไดรฟ์ที่มีสารแขวนลอยต่างๆพับเอียงคานยังได้รับการประดิษฐ์โดยใช้พื้นผิวมาตรฐานเทคโนโลยีไมโครและผลการดำเนินงานของพวกเขาได้รับการที่โดดเด่น ผลการทดลองอยู่ในข้อตกลงที่ดีกับการคาดการณ์ในทางทฤษฎี

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เราตรวจสอบไฟฟ้าด้านเสถียรภาพและมั่นคง เดินทางช่วงของ actuators ขับรถหวี ช่วงเดินทางคงที่ขึ้นอยู่กับนิ้วช่องว่างระยะห่าง , ทับซ้อนนิ้วเริ่มต้นและค่าความแข็งสปริง อัตราส่วนของการเข้ากันได้ การออกแบบที่เหมาะสมของโครงสร้างช่วงล่างเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดเพื่อรักษาเสถียรภาพของ Actuator และดังนั้นเพื่อให้เกิดการหักเหในกระดาษนี้เราเสนอการปรับปรุงช่วงล่างออกแบบที่เรียกว่าเอียงพับแสงระงับ ใช้เช่น การระงับ ความมีเสถียรภาพของหวี ขับตัวดีขึ้น และช่วงเดินทางมั่นคงเพิ่มขึ้น เราให้นิพจน์สำหรับฤดูใบไม้ผลิค่าคงที่ของการเสนอระงับ ทั้งจังหวะและทิศทางตั้งฉากกับมันระบบกันสะเทือนแบบนอกจากนี้ยังศึกษาเชิงตัวเลขโดยใช้วิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ ) ซึ่งใน nonlinearities เรขาคณิต เช่น การแอ่นตัวใหญ่และแข็งทื่อ ความเครียด เป็นสำคัญ การคำนวณวิเคราะห์และเปรียบเทียบเชิงเปรียบเทียบ ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าการเพิ่มเสถียรภาพ เดินทางช่วงเมื่อเทียบกับที่ของหวี Actuator ขับรถด้วยความนิยมใช้พับดัดคาน สามารถทำได้โดยการเสนอการออกแบบ หวีขับรถตัวกระตุ้นต่างๆเอียงพับคานรับน้ำหนักได้ประดิษฐ์โดยใช้พื้นผิวมาตรฐาน micromachining เทคโนโลยีและการแสดงงานของพวกเขาได้เพียงผลการทดลองอยู่ในข้อตกลงกับคำทำนายของทฤษฎี