3.2.2.1 Bộ kích hoạt răng lược (Comb-drive Actuator)
Hình 3.5 thể hiện cấu tạo bộ kích hoạt răng lược, trong đó:
1. Điện cực (dầm) mang các răng lược di động 5. Giá đỡ
2. Điện cực mang các răng lược cốđịnh 6. Lò xo đàn hồi
3. Cổ dầm 7. Răng cóc dẫn
4. Cơ cấu truyền chuyển động 8. Vành răng cóc
Hoạt động của bộ kích hoạt răng lược dựa trên lý thuyết tĩnh điện. Khi cấp điện (V ≠ 0) vào hai cực (1-2) của bộ kích hoạt, lực tĩnh điện sinh ra làm dầm (1) lắc sang phải. Các răng cóc dẫn (7) được nối mềm với giá (5) thông qua lò xo đàn hồi (6) sẽđẩy vành răng cóc (8) quay theo chiều thuận kim đồng hồ (Hình 3.6a).
CHƯƠNG 3. MICROMOTOR QUAY VÀ THIẾT KẾ CẢI TIẾN
NGUYỄN ĐÌNH HƯỚNG 27
Khi điện áp đặt (V = 0), dầm trở về vị trí cũ do lực đàn hồi tại cổ dầm (3). Khi đó vành răng cóc đứng yên nên lò xo đàn hồi (6) bị ép xuống để cơ cấu truyền chuyển động trở về vị trí ban đầu (Hình 3.6b).
Hình 3.6 Quá trình làm việc của cơ cấu truyền chuyển động trong thiết kế cũ: (a)Quá trình cấp điện áp (V ≠ 0); (b) Quá trình dừng cấp điện áp (V = 0)
(a) (b)
Cơ cấu truyền chuyển động
Hình 3.5 Cấu tạo bộ kích hoạt răng lược trong thiết kế cũ 2 1 3 4 5 6 7 8 Vành răng cóc
CHƯƠNG 3. MICROMOTOR QUAY VÀ THIẾT KẾ CẢI TIẾN
NGUYỄN ĐÌNH HƯỚNG 28
Kích thước của các răng lược cho ở hình 3.7
3.2.2.2 Cơ cấu chống đảo
Hình 3.8 thể hiện cơ cấu chống đảo trong micromotor quay:
1. Chân hãm vành răng cóc 4. Chân hãm thanh đẩy
2. Lò xo đàn hồi 5. Thân thanh đẩy
3. Phần cốđịnh 6. Vành răng cóc
Hình 3.8 Cấu tạo cơ cấu chống đảo
1 6 2 4 1 5 1 3 1 Khe hở giữa 2 răng: g = 2µm Bề rộng răng: w = 3µm Khoảng trùng: olv = 5µm Chiều dài răng: lc = 40µm Chiều cao răng: h = 30µm h g
Hình 3.7 Kích thước răng lược
ovl
w
CHƯƠNG 3. MICROMOTOR QUAY VÀ THIẾT KẾ CẢI TIẾN
NGUYỄN ĐÌNH HƯỚNG 29
Ban đầu, ta đẩy thanh đẩy (5) lên để đưa chân hãm (1) vào vị trí làm việc. Khi ở vị trí làm việc, chân hãm (1) luôn có xu hướng hãm vành răng cóc để vành răng không quay ngược chiều kim đồng hồ. Thanh đẩy (5) được cố định bởi hai chân hãm (4) trong hai khe hẹp của phần cốđịnh (3) và được giữ bởi hai lò xo đàn hồi (2). Hình dưới mô tả vị trí làm việc của cơ cấu chống đảo (Hình 3.9).
Cơ cấu chống đảo hoạt động theo bộ kích hoạt răng lược. Như trình bầy ở
phần trước, khi các cực của bộ kích hoạt răng lược được cấp điện, vành răng cóc sẽ
quay theo chiều kim đồng hồ (Hình 3.10a) bởi các răng trên vành răng cóc (6) sẽ tỳ
chân hãm (1) xuống để vành răng cóc có thể quay được. Khi điện áp đặt (V = 0), chân hãm trở về vị trí cũ (vị trí hãm) nhờ lực đàn hồi và do đó nó chống lại chuyển
động quay theo chiều ngược kim đồng hồ của vành răng cóc (Hình 3.10b).
(a)
Vành răng cóc
Chân hãm Thanh đẩy
(b)
Hình 3.9 Vị trí làm việc của cơ cấu chống đảo
CHƯƠNG 3. MICROMOTOR QUAY VÀ THIẾT KẾ CẢI TIẾN
NGUYỄN ĐÌNH HƯỚNG 30