อ่าน 2 นาที
หวีไดรฟ์
แอคทูเอเตอร์แบบ หวี (Comb-drive) เป็น แอคทูเอเตอร์ เชิงกล ไฟฟ้าขนาดเล็ก ซึ่งมักใช้เป็น แอคทูเอเตอร์เชิงเส้น โดยอาศัยแรง ไฟฟ้าสถิต ที่กระทำระหว่างหวีตัวนำไฟฟ้าสองอัน...
หวีไดรฟ์


แอคทูเอเตอร์แบบ หวี (Comb-drive)เป็นแอคทูเอเตอร์ เชิงกล ไฟฟ้าขนาดเล็กซึ่งมักใช้เป็น แอคทูเอเตอร์เชิงเส้น โดยอาศัยแรง ไฟฟ้าสถิตที่กระทำระหว่างหวีตัวนำไฟฟ้าสองอัน แอคทูเอเตอร์แบบหวีมักทำงานที่ระดับไมโครเมตรหรือนาโนเมตร และโดยทั่วไปผลิตโดยกระบวนการไมโครแมชชีนนิ่งแบบกลุ่ม (bulk micromachining ) หรือไมโครแมชชีนนิ่งแบบพื้นผิว (surface micromachining ) บนพื้นผิว เวเฟอร์ซิลิคอน
แรงดึงดูดทางไฟฟ้าสถิตเกิดขึ้นเมื่อ มีการจ่าย แรงดันไฟฟ้าระหว่างหวีที่อยู่กับที่และหวีที่เคลื่อนที่ ทำให้หวีทั้งสองถูกดึงดูดเข้าหากัน แรงที่เกิดขึ้นจากตัวกระตุ้นนั้นเป็นสัดส่วนกับการเปลี่ยนแปลงของค่าความจุระหว่างหวีทั้งสอง โดยจะเพิ่มขึ้นตามแรงดันไฟฟ้าที่จ่าย จำนวนซี่หวี และช่องว่างระหว่างซี่หวี หวีถูกจัดเรียงไว้เพื่อไม่ให้สัมผัสกัน (เพราะถ้าสัมผัสกันจะไม่มีความแตกต่างของแรงดันไฟฟ้า) โดยทั่วไปแล้ว ซี่หวีจะถูกจัดเรียงให้สามารถเลื่อนผ่านกันได้จนกระทั่งซี่หวีแต่ละซี่เข้าไปอยู่ในช่องของหวีอีกด้าน
หากต้องการแปลงการทำงานเชิงเส้นของมอเตอร์เป็นการหมุนหรือการเคลื่อนที่แบบอื่น สามารถเพิ่ม สปริงคันโยกและเพลาข้อเหวี่ยงเพื่อปรับ ตำแหน่งได้
สามารถหาแรงได้โดยเริ่มจากพลังงานที่เก็บไว้ในตัวเก็บประจุ แล้วทำการหาอนุพันธ์เทียบกับทิศทางของแรง พลังงานในตัวเก็บประจุมีสูตรดังนี้:
เมื่อใช้ค่าความจุของตัวเก็บประจุแบบแผ่นขนานแรงที่ได้คือ:
= ศักย์ไฟฟ้าที่ใช้, = ค่าสภาพยอมทางไฟฟ้าสัมพัทธ์ของไดอิเล็กทริก, = ค่าสภาพยอมทางไฟฟ้าของสุญญากาศ (8.85 pF/m), = จำนวนนิ้วทั้งหมดบนทั้งสองด้านของอิเล็กโทรด, = ความหนาในทิศทางตั้งฉากกับระนาบของอิเล็กโทรด, = ช่องว่างระหว่างอิเล็กโทรด
โครงสร้างของระบบขับเคลื่อนแบบหวี
• แถวของฟันที่ประสานกัน • ครึ่งหนึ่งยึดอยู่กับที่ • อีกครึ่งหนึ่งเป็นส่วนหนึ่งของชุดประกอบที่เคลื่อนที่ได้ • แยกทางไฟฟ้า • แรงดึงดูด/แรงผลักทางไฟฟ้าสถิต – แรงดันขับ CMOS • ฟันจำนวนมากเพิ่มแรง – โดยทั่วไปยาว 10 ไมโครเมตรและแข็งแรง
ปัญหาเรื่องการขยายขนาด
กลไกขับเคลื่อนแบบหวีไม่สามารถปรับขนาดให้รองรับระยะห่างระหว่างชิ้นส่วนที่มาก (หรือระยะการทำงานที่มากขึ้น) ได้ เนื่องจาก1การสร้างแรงที่มีประสิทธิภาพในระยะห่างที่มากจะต้องใช้แรงดันไฟฟ้าสูง ซึ่งจึงถูกจำกัดด้วยการชำรุดทางไฟฟ้าที่สำคัญกว่านั้น ข้อจำกัดที่เกิดจากระยะห่างระหว่างชิ้นส่วนยังจำกัดระยะการทำงานอีกด้วย
ดูเพิ่มเติม
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ หวีไดรฟ์
แอคทูเอเตอร์แบบ หวี (Comb-drive) เป็น แอคทูเอเตอร์ เชิงกล ไฟฟ้าขนาดเล็ก ซึ่งมักใช้เป็น แอคทูเอเตอร์เชิงเส้น โดยอาศัยแรง ไฟฟ้าสถิต ที่กระทำระหว่างหวีตัวนำไฟฟ้าสองอัน...
โครงสร้างของระบบขับเคลื่อนแบบหวี
• แถวของฟันที่ประสานกัน • ครึ่งหนึ่งยึดอยู่กับที่ • อีกครึ่งหนึ่งเป็นส่วนหนึ่งของชุดประกอบที่เคลื่อนที่ได้ • แยกทางไฟฟ้า • แรงดึงดูด/แรงผลักทางไฟฟ้าสถิต – แรงดันขับ CMOS • ฟันจำนวนมากเพิ่มแรง – โดยทั่วไปยาว 10 ไมโครเมตรและแข็งแรง
ปัญหาเรื่องการขยายขนาด
กลไกขับเคลื่อนแบบหวีไม่สามารถปรับขนาดให้รองรับระยะห่างระหว่างชิ้นส่วนที่มาก (หรือระยะการทำงานที่มากขึ้น) ได้ เนื่องจาก1การสร้างแรงที่มีประสิทธิภาพในระยะห่างที่มากจะต้องใช้แรงดัน ไฟฟ้าสูง ซึ่งจึงถูกจำกัดด้วยการชำรุดทางไฟฟ้า ที่สำคัญกว่านั้น...
ดูเพิ่มเติม
มอเตอร์ไฟฟ้าสถิต ทรานสดิวเซอร์แบบอินเตอร์ดิจิตอล ระบบไมโครอิเล็กโทรเมคานิกส์ ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Comb_drive&oldid=1346513774 "