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1、(10)申请公布号 CN 102882307 A (43)申请公布日 2013.01.16 C N 1 0 2 8 8 2 3 0 7 A *CN102882307A* (21)申请号 201210325630.7 (22)申请日 2012.09.06 H02K 7/10(2006.01) H02K 7/116(2006.01) (71)申请人上海大学 地址 200444 上海市宝山区上大路99号 (72)发明人沈雪瑾 周玲 王振禄 陈晓阳 胡懿 (74)专利代理机构上海上大专利事务所(普通 合伙) 31205 代理人何文欣 (54) 发明名称 基于凸轮机构的可调输出位移的直线微马达 (57)。
2、 摘要 本发明涉及一种基于凸轮机构的可调输出位 移的直线微马达，包括驱动装置、传动装置和输出 装置，所述各装置均由MEMS表面工艺制成；所述 驱动装置为右侧和上侧两个电热驱动装置，所述 传动装置为右侧推齿和上侧推齿受控啮合一个棘 齿轮构成；所述传动装置由棘齿轮经一个齿条滑 槽和凸轮顶推一叉子型推杆构成；所述两个电热 驱动装置驱动两个推齿而驱动棘齿轮作顺时针和 逆时针往复转动，棘齿轮经齿条滑槽和凸轮推动 叉子型推杆作左右往复直线运动。本发明具有 与集成电路制造工艺相兼容、输出位移大、实用性 强，易于调节控制输出位移、可测试静态特性等优 点。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书4页 附。
3、图3页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 1/1页 2 1.一 种 基 于 凸 轮 机 构 的 可 调 输 出 位 移 的 直 线 微 马 达， 包 括 驱 动 装 置、 传 动 装 置 和 输 出 装 置， 其 特 征 在 于 ：所 述 各 装 置 均 由 MEMS表 面 工 艺 制 成 ；所 述 驱 动 装 置 为 右 侧 和 上 侧 两 个 电热驱动装置， 所述传动装置为右侧推齿 (3)和上侧推齿 (8)受控啮合一个棘齿轮 (11)构 成 ；所述传动装置由棘齿轮 (11)经一个齿条滑槽 (14)和凸轮 (15)顶。
4、推一叉子型推杆 (16) 构成 ；所述两个电热驱动装置驱动两个推齿 (3、 8)而驱动棘齿轮 (11)作顺时针和逆时针往 复 转 动， 棘 齿 轮 (11)经 齿 条 滑 槽 (14)和 凸 轮 (15)推 动 叉 子 型 推 杆 (16)作 左 右 往 复 直 线 运动。 2. 根 据 权 利 要 求 1所 述 的 基 于 凸 轮 机 构 的 可 调 输 出 位 移 的 直 线 微 马 达， 其 特 征 在 于 ： 所 述 右 侧 电 热 驱 动 装 置 是 ：上 下 两 个 由 六 个 V型 电 热 硅 微 致 动 器 并 列 而 成 的 电 热 致 动 器 阵 列 (1)和一个由三个 V。
5、型电热硅微致动器并列而成的电热致动器阵列 (2)联接所述右侧推 齿 (3)， 所述上下两个电热致动器阵 列 (1)和右侧啮合控制器 (2)的两端分别连接三个正电 极 (4a、 4c、 5a)和三个负电极 (4b、 4d、 5b)；所述上侧电热驱动装置是 ：一个由六个 V型电热 硅微致动器并列而成的左侧电热致动器阵列 (6)和一个由三个 V型电热硅微致动器并列而 成的上侧电热致动器阵列 (7)联接所述上侧推齿 (8)， 所述左侧电热驱动器阵列 (6)两极分 别连接正电极 (9a)和负电极 (9b)， 所述上侧啮合控制器 (7)的两端分别连接正电极 (10a) 和负电极 (10b)。 3. 根 据。
6、 权 利 要 求 1所 述 的 基 于 凸 轮 机 构 的 可 调 输 出 位 移 的 直 线 微 马 达， 其 特 征 在 于 ： 所述传动装置中， 右侧推齿 (3)、 上侧推齿 (8)和棘齿轮 (11)都与基面脱离可游动， 棘齿轮 (11)与一个固定轴 (12)转动配合， 右侧推齿 (3)和上侧推齿 (8)初始位置靠近棘齿轮 (11) 并可受控与棘齿轮 (11)啮合。 4. 根 据 权 利 要 求 1所 述 的 基 于 凸 轮 机 构 的 可 调 输 出 位 移 的 直 线 微 马 达， 其 特 征 在 于 ： 所述 输出装置中， 所述齿条滑槽 (14)相对基体可浮动， 有一个固定的导块 。
7、(13)与齿条滑槽 (14)滑配， 齿条滑槽 (14)的一侧为齿条与棘齿轮 (11)啮合， 另一侧固定所述凸轮 (15)成 一 体， 所 述 叉 子 型 推 杆 (16)为 浮 动 件， 其 右 端 叉 头 顶 靠 着 凸 轮 (15)， 而 左 端 的 三 个 支 头 支 承 于 三 个 固 定 弓 形 弹 簧 (17a、 20、 17b)的 一 端 上， 三 个 弓 形 弹 簧 的 另 一 端 分 别 连 接 三 个 电 极 (18a、 9b、 18b)。 5. 根 据 权 利 要 求 4所 述 的 基 于 凸 轮 机 构 的 可 调 输 出 位 移 的 直 线 微 马 达， 其 特 征 。
8、在 于 所 述 叉 子 型 推 杆 (16)左 端 旁 有 一 固 定 的 标 尺 (19)；所 述 标 尺 (19)和 弓 形 弹 簧 (20)用 于 测试叉子型推杆 (16)的输出位移和输出力。 6. 根据权利要求 4所述的基于凸轮机构的可调输出位移的直线微马达， 其特征是 ：所 述 驱 动 装 置 是 电 热 V型 梁 致 动 器， 或 者 是 其 它 适 宜 产 生 直 线 运 动 的 电 热 致 动 器 ；驱 动 装 置 是单个致动器， 或者是多个数量阵列的致动器。 7. 根据权利要求 1所述的基于凸轮机构的可调输出位移的直线微马达， 其特征是 ：所 述 传 动 装 置 可 以 是 。
9、单 个 棘 齿 轮 传 动， 也 可 以 是 多 级 齿 轮 传 动 ；所 述 凸 轮 (15)尺 寸 的 大 小 可 以根据所需调节位移的大小而改变。 权 利 要 求 书CN 102882307 A 1/4页 3 基于凸轮机构的可调输出位移的直线微马达 技术领域 0001 本 发 明 涉 及 MEMS领 域 马 达， 特 别 是 一 种 基 于 凸 轮 机 构 的 可 调 输 出 位 移 的 直 线 微 马 达， 该 装 置 利 用 右 侧 和 上 侧 V型 电 热 致 动 器 阵 列 的 交 替 工 作， 实 现 齿 条 滑 槽 的 往 复 直 线 运动 ；利用凸轮的轮廓曲线， 实现调节控。
10、制叉子型推杆的输出位移大小。 背景技术 0002 随着 MEMS技术的快速发展以及 MEMS应用领域的扩展， 对具有实用性的 MEMS马达 的 研 究 和 需 求 日 益 增 多。 在 宏 观 机 械 运 动 中， 往 复 直 线 运 动 和 旋 转 运 动 之 间 的 转 换 较 为 常 见， 通 过 凸 轮、 曲 柄 连 杆、 齿 轮 等 就 能 实 现 转 换。 在 MEMS领 域， 往 复 直 线 运 动 与 旋 动 运 动 的 转 换 较 宏 观 相 比， 比 较 难 实 现。 这 是 因 为 虽 然 传 动 功 能 的 基 本 原 理 一 样， 但 是 MEMS尺 寸 微 小， 其。
11、 表 面 力 占 主 导 地 位， 器 件 之 间 容 易 粘 附 在 一 起， 运 动 部 件 之 间 出 现 黏 着 磨 损， 加 工 工 艺 的 限 制。1988 年， 美 国 加 州 大 学 伯 克 利 分 校 的 研 究 人 员 采 用 表 面 工 艺 制 作 了 直 径 为 120 的 静 电 型 微 马 达， 直 接 利 用 静 电 力 驱 动 转 子， 虽 然 可 小 型 化， 与 MEMS工 艺 兼 容， 但 输 出 力矩小， 转速高， 无法直接应用。 2001年， Jae-Sung提出利用 V型电热硅微致动器单元在硅 芯 片 上 制 作 了 热 致 动 微 马 达 机 构 。
12、的 思 路， 但 是 只 实 现 了 旋 转 运 动 而 没 有 输 出 功 能， 不 具 有 实用性。 0003 本 发 明 结 合 电 热 致 动 器 具 有 输 出 位 移 和 力 大、 操 作 电 压 小、 与 IC兼 容、 运 动 可 控 等 有 利 特 点， 利 用 左 侧 和 上 侧 V型 电 热 致 动 器 阵 列 的 交 替 工 作， 实 现 齿 条 滑 槽 的 往 复 直 线 运动 ；利用凸轮的轮廓曲线， 实现调节控制叉子型推杆的输出位移大小。 发明内容 0004 本 发 明 的 目 的 在 于 提 供 一 种 基 于 凸 轮 机 构 的 可 调 输 出 位 移 的 直 线。
13、 微 马 达， 该 装 置 利 用 电 热 驱 动 及 棘 齿 轮 传 动， 实 现 齿 条 滑 槽 的 往 复 运 动 ；通 过 凸 轮 的 轮 廓 曲 线 实 现 可 调 节 输 出 位 移 的 功 能。 该 设 计 具 有 与 集 成 电 路 制 造 工 艺 相 兼 容、 输 出 位 移 大、 实 用 性 强， 易 于 调 节控制输出位移、 可测试静态特性等优点。 0005 为 达 到 上 述 目 的， 本 发 明 的 构 思 是 ：右 侧 和 上 侧 电 热 致 动 器 阵 列 的 交 替 工 作， 推 动 棘 齿 轮 传 动， 棘 齿 轮 推 动 齿 条 滑 槽 往 复 运 动， 实。
14、 现 该 往 复 直 线 微 马 达 的 往 复 直 线 运 动 ；叉 子 型 推 杆 沿 凸 轮 的 轮 廓 曲 线 运 动， 通 过 凸 轮 的 轮 廓 曲 线 不 同 实 现 可 调 节 输 出 位 移 的 功 能 ；弓 字 形 弹 簧 用 于 测 试 叉 子 型 推 杆 的 输 出 力 ；标 尺 用 于 测 试 叉 子 型 推 杆 的 输 出 位 移。 因 此 该 设 计 的 优 点 是 ：与 集 成 电 路 制 造 工 艺 相 兼 容、 输 出 位 移 大、 实 用 性 强， 易 于 调 节 控 制 输 出 位 移、 可测试静态特性。 0006 根据上述发明构思， 本发明采用下述技术。
15、方案 ： 一 种 基 于 凸 轮 机 构 的 可 调 输 出 位 移 的 直 线 微 马 达， 包 括 驱 动 装 置、 传 动 装 置 和 输 出 装 置， 其 特 征 在 于 ：所 述 各 装 置 均 由 MEMS表 面 工 艺 制 成 ；所 述 驱 动 装 置 为 右 侧 和 上 侧 两 个 电 热 驱 动 装 置， 所 述 传 动 装 置 为 右 侧 推 齿 和 上 侧 推 齿 受 控 啮 合 一 个 棘 齿 轮 构 成 ；所 述 传 动 装 置 由 棘 齿 轮 经 一 个 齿 条 滑 槽 和 凸 轮 顶 推 一 叉 子 型 推 杆 构 成 ；所 述 两 个 电 热 驱 动 装 置 驱。
16、 动 两 说 明 书CN 102882307 A 2/4页 4 个 推 齿 而 驱 动 棘 齿 轮 作 顺 时 针 和 逆 时 针 往 复 转 动， 棘 齿 轮 经 齿 条 滑 槽 和 凸 轮 推 动 叉 子 型 推 杆作左右往复直线运动。 0007 所 述 右 侧 电 热 驱 动 装 置 是 ：上 下 两 个 由 六 个 V型 电 热 硅 微 致 动 器 并 列 而 成 的 电 热 致 动 器 阵 列 和 一 个 由 三 个 V型 电 热 硅 微 致 动 器 并 列 而 成 的 电 热 致 动 器 阵 列 联 接 所 述 右 侧 推 齿， 所 述 上 下 两 个 电 热 致 动 器 阵 列 。
17、和 右 侧 啮 合 控 制 器 的 两 端 分 别 连 接 三 个 正 电 极 和 三 个 负 电 极 ；所 述 上 侧 电 热 驱 动 装 置 是 ：一 个 由 六 个 V型 电 热 硅 微 致 动 器 并 列 而 成 的 左 侧 电 热 致 动 器 阵 列 和 一 个 由 三 个 V型 电 热 硅 微 致 动 器 并 列 而 成 的 上 侧 电 热 致 动 器 阵 列 联 接 所 述 上 侧 推 齿， 所 述 左 侧 电 热 驱 动 器 阵 列 两 极 分 别 连 接 正 电 极 和 负 电 极， 所 述 上 侧 啮 合 控 制 器 的两端分别连接正电极和负电极。 0008 所 述 传 动。
18、 装 置 中， 右 侧 推 齿、 上 侧 推 齿 和 棘 齿 轮 都 与 基 面 脱 离 可 游 动， 棘 齿 轮 与 一 个固定轴转动配合， 右侧推齿和上侧推齿初始位置靠近棘齿轮并可受控与棘齿轮啮合。 0009 所 述 输 出 装 置 中 ， 所 述 齿 条 滑 槽 相 对 基 体 可 浮 动， 有 一 个 固 定 的 导 块 与 齿 条 滑 槽 滑 配， 齿 条 滑 槽 的 一 侧 为 齿 条 与 棘 齿 轮 啮 合， 另 一 侧 固 定 所 述 凸 轮 成 一 体， 所 述 叉 子 型 推 杆 为 浮 动 件， 其 右 端 叉 头 顶 靠 着 凸 轮， 而 左 端 的 三 个 支 头 支。
19、 承 于 三 个 固 定 弓 形 弹 簧 的 一 端 上， 三个弓形弹簧的另一端分别连接三个电极。 0010 所 述 叉 子 型 推 杆 左 端 旁 有 一 固 定 的 标 尺 ；所 述 标 尺 和 弓 形 弹 簧 用 于 测 试 叉 子 型 推 杆的输出位移和输出力。 0011 所 述 驱 动 装 置 是 电 热 V型 梁 致 动 器， 或 者 是 其 它 适 宜 产 生 直 线 运 动 的 电 热 致 动 器 ；驱动装置是单个致动器， 或者是多个数量阵列的致动器。 0012 所 述 传 动 装 置 可 以 是 单 个 棘 齿 轮 传 动， 也 可 以 是 多 级 齿 轮 传 动 ；所 述 。
20、凸 轮 尺 寸 的 大小可以根据所需调节位移的大小而改变。 0013 本 发 明 与 现 有 技 术 相 比 较， 具 有 如 下 显 而 易 见 的 突 出 实 际 性 特 点 和 显 著 技 术 进 步 ： （1） 采用电热致动方式， 与集成电路制造工艺相兼容。 0014 （2） 凸轮的轮廓曲线设计， 可以调 节控制叉子型推杆的输出位移， 具有可调性。 0015 （3） 弹簧和标尺， 可以测试静态特性。 0016 （4） 实用性强， 易于控制、 输出效率高。 附图说明 0017 图 1是本发明的整体结构示意图。 0018 图 2是本发明的传动装置示意图。 0019 图 3是本发明的输出装置。
21、示意图。 0020 图 4是传动装置的横截面图。 具体实施方式 0021 本发明的优选实施例结合附图详述如下 ： 实施例一 ： 参 见 图 一， 本 基 于 凸 轮 机 构 的 可 调 输 出 位 移 的 直 线 微 马 达， 包 括 驱 动 装 置、 传 动 装 置 和 输 出 装 置， 其 特 征 在 于 ：所 述 各 装 置 均 由 MEMS表 面 工 艺 制 成 ；所 述 驱 动 装 置 为 右 侧 和 上 说 明 书CN 102882307 A 3/4页 5 侧 两 个 电 热 驱 动 装 置， 所 述 传 动 装 置 为 右 侧 推 齿 (3)和 上 侧 推 齿 (8)受 控 啮 。
22、合 一 个 棘 齿 轮 (11)构 成 ；所 述 传 动 装 置 由 棘 齿 轮 (11)经 一 个 齿 条 滑 槽 (14)和 凸 轮 (15)顶 推 一 叉 子 型 推 杆 (16)构 成 ；所 述 两 个 电 热 驱 动 装 置 驱 动 两 个 推 齿 (3、 8)而 驱 动 棘 齿 轮 (11)作 顺 时 针 和 逆 时 针 往 复 转 动， 棘 齿 轮 (11)经 齿 条 滑 槽 (14)和 凸 轮 (15)推 动 叉 子 型 推 杆 (16)作 左 右往复直线运动。 0022 实施例二 ： 本实施例与实施例一基本相同， 特别之处如下 ： 所 述 右 侧 电 热 驱 动 装 置 是 。
23、：上 下 两 个 由 六 个 V型 电 热 硅 微 致 动 器 并 列 而 成 的 电 热 致 动 器阵列 (1)和一个由三个 V型电热硅微致动器并列而成的电热致动器阵列 (2)联接所述右 侧 推 齿 (3)， 所 述 上 下 两 个 电 热 致 动 器 阵 列 (1)和 右 侧 啮 合 控 制 器 (2)的 两 端 分 别 连 接 三 个正电极 (4a、 4c、 5a)和三个负电极 (4b、 4d、 5b)；所述上侧电热驱动装置是 ：一个由六个 V 型电热硅微致动器并列 而成的左侧电热致动器阵列 (6)和一个由三个 V型电热硅微致动器 并列而成的上侧电热致动器阵列 (7)联接所述上侧推齿 (。
24、8)， 所述左侧电热驱动器阵列 (6) 两极分别连接正电极 (9a)和负电极 (9b)， 所述上侧啮合控制器 (7)的两端分别连接正电极 (10a)和负电极 (10b)。 0023 所 述 传 动 装 置 中， 右 侧 推 齿 (3)、 上 侧 推 齿 (8)和 棘 齿 轮 (11)都 与 基 面 脱 离 可 游 动， 棘齿轮 (11)与一个固定轴 (12)转动配合， 右侧推齿 (3)和上侧推齿 (8)初始位置靠近 棘齿轮 (11)并可受控与棘齿轮 (11)啮合。 0024 所述输出装置中， 所述齿条滑槽 (14)相对基体可浮动， 有一个固定的导块 (13)与 齿 条 滑 槽 (14)滑 配，。
25、 齿 条 滑 槽 (14)的 一 侧 为 齿 条 与 棘 齿 轮 (11)啮 合， 另 一 侧 固 定 所 述 凸 轮 (15)成一体， 所述叉子型推杆 (16)为浮动件， 其右端叉头顶靠着凸轮 (15)， 而左端的三 个 支 头 支 承 于 三 个 固 定 弓 形 弹 簧 (17a、 20、 17b)的 一 端 上， 三 个 弓 形 弹 簧 的 另 一 端 分 别 连 接三个电极 (18a、 9b、 18b)。 0025 所 述 叉 子 型 推 杆 (16)左 端 旁 有 一 固 定 的 标 尺 (19)； 所 述 标 尺 (19)和 弓 形 弹 簧 (20)用于测试叉子型推杆 (16)的输。
26、出位移和输出力。 0026 所 述 驱 动 装 置 是 电 热 V型 梁 致 动 器， 或 者 是 其 它 适 宜 产 生 直 线 运 动 的 电 热 致 动 器 ；驱动装置是单个致动器， 或者是多个数量阵列的致动器。 0027 所 述 传 动 装 置 可 以 是 单 个 棘 齿 轮 传 动， 也 可 以 是 多 级 齿 轮 传 动 ；所 述 凸 轮 (15)尺 寸的大小可以根据所需调节位移的大小而改变。 0028 实施例三 ： 参看图 1、 图 2和图 3， 一种基于凸轮机构的可调输出位移的直线微马达， 包括左侧和上 侧两个驱动装置， 一个传动装置和一个输出装置。 所述左侧驱动装置主要包括两。
27、个由六个 V 型电热硅微致动器串联而成的电热致动器阵列 (1)、 一个啮合控制器 (2)， 一个推齿 (3)， 三 个正电极 (4a， 4c， 5a)和三个 负电极 (4b， 4d， 5b)。 所述上侧驱动装置主要包括一个由六个 V型 电 热 硅 微 致 动 器 串 联 而 成 的 电 热 致 动 器 阵 列 (6)、 一 个 啮 合 控 制 器 (7)， 一 个 推 齿 (8)， 两 个 正 电 极 (9a， 10a)和 两 个 负 电 极 (9b， 10b)。 所 述 传 动 装 置 主 要 包 括 一 个 棘 齿 轮 (11)， 一个棘齿轮轴 (12)， 一个导块 (13)， 一个齿条滑。
28、槽 (14)和两个用于调节控制输出位移大小 的 凸 轮 (15)。 所 述 输 出 装 置 包 括 叉 子 型 推 杆 (16)， 平 衡 弹 簧 (17 a， 17b)， 两 个 锚 点 (18a， 18b)， 一个标尺 (19)和一个弓形弹簧 (20)。 说 明 书CN 102882307 A 4/4页 6 0029 如 附 图 2所 示 的 棘 齿 轮 (11)主 要 包 括 三 个 区 域， 即 区 域 ()， 区 域 () 和 区 域 ()。 区 域 ()为 三 角 形 的 棘 齿， 推 齿 (3)只 能 推 动 棘 齿 轮 (11)逆 时 针 运 动 ；区 域 () 为方向与区域 。
29、()三角形棘齿相反的棘齿， 推齿 (8)只能推动棘齿轮 (11)顺时针运动 ；区 域 () 为齿轮区域， 用于传递推动齿条滑槽 (14)的运动。 因此所述棘齿轮 (11)只能实现 90 的运动， 不能实现整周运动。 0030 对 左 侧 的 啮 合 控 制 器 (2)的 正 负 电 极 (5a， 5b)同 时 施 加 合 适 的 电 压， 左 侧 啮 合 控 制 器 (2)受 热 膨 胀 在 顶 端 产 生 位 移 或 力， 推 动 推 齿 (3)向 棘 齿 轮 方 向 运 动， 从 而 使 得 推 齿 (3)与棘齿轮 (11)啮合。 对左侧电热致动器阵列 (1)的正负电极 (4a， 4b， 。
30、4c， 4d)同时施加 合 适 的 电 压， 电 热 致 动 器 阵 列 (1)受 热 膨 胀 在 顶 端 产 生 位 移 或 力， 推 动 推 齿 (3)向 上 运 动。 推 齿 (3)向 上 运 动 从 而 推 动 棘 齿 轮 (11)绕 棘 齿 轮 轴 (12逆 时 针 转 动， 棘 齿 轮 (11)推 动 齿 条 滑 槽 (14)向 下 运 动， 导 块 (13)纵 向 约 束 齿 条 滑 槽 (14)。 齿 条 滑 槽 (14)上 带 有 两 个 凸 轮 (15)， 用于调节叉子型推杆 (16)的输出位移的大小 ；平衡弹簧 (17 a， 17b)用于平衡叉子 型 推 杆 (16)， 。
31、并 利 用 弹 簧 的 弹 性 作 用 将 叉 子 型 推 杆 (16)推 回 至 初 始 位 置 ；两 个 锚 点 (18a， 18b)固定并悬挂叉子型推杆 (16)和平衡弹簧 (17 a， 17b)；标尺 (19)用于测量叉子型推杆 (16)的 输 出 位 移 ；弓 形 弹 簧 (20)用 于 测 量 叉 子 型 推 杆 (16)的 输 出 力。 通 过 上 述 步 骤， 实 现齿条滑槽的向下直线运动。 0031 释放所有正负电极 (4a， 4b， 4c， 4d， 5a， 5b)的电压。 左侧驱动装置因放电回到初始 位 移。 对 上 侧 的 啮 合 控 制 器 (7)的 正 负 电 极 (。
32、10a， 10b)同 时 施 加 合 适 的 电 压， 上 侧 啮 合 控 制 器 (7)受 热 膨 胀 在 顶 端 产 生 位 移 或 力， 推 动 推 齿 (8)向 棘 齿 轮 方 向 运 动， 从 而 使 得 推 齿 (8)与 棘 齿 轮 (11)啮 合。 对 上 侧 电 热 致 动 器 阵 列 (6)的 正 负 电 极 (9a， 9b)同 时 施 加 合 适 的电压， 电热致动器阵列 (6)受热膨胀在顶端产生位移或力， 推动推齿 (8)向左运动。 推齿 (8)向左运动从而推动棘齿轮 (11)绕棘齿轮轴 (12顺时针转动， 棘齿轮 (11)推动齿条滑槽 (14)向上运动， 导块 (13)。
33、纵向约束齿条滑槽 (14)。 齿条滑槽 (14)上带有两个凸轮 (15)， 用于调节叉子型推杆 (16)的输出位移的大小 ；平衡弹簧 (17 a， 17b)用于平衡叉子型推杆 (16)， 并 利 用 弹 簧 的 弹 性 作 用 将 叉 子 型 推 杆 (16)推 回 至 初 始 位 置 ；两 个 锚 点 (18a， 18b)固 定并悬挂叉子型推杆 (16)和平衡弹簧 (17 a， 17b)；标尺 (19)用于测量叉子型推杆 (16)的 输出位移 ；弓形弹簧 (20)用于测量叉子型推杆 (16)的输出力。 通过上述步骤， 实现齿条滑 槽的向上直线运动。 0032 附图 4中， 传动装置的横截面图。
34、。 本发明采用 MEMS表面工艺制作， 无需装配， 一个 棘 齿 轮 (11)， 一 个 齿 条 滑 槽 (14)和 两 个 凸 轮 (15)为 结 构 层 Poly1， 浮 动 在 Poly0上， 为 可 动件 ；一个棘齿轮轴 (12)和一个导块 (13)为结构层 Poly2， 固定在 Poly0上， 为固定件， 并 且 Z方向约束结构层 Poly1层上构件。 0033 基本原理 ： 电 热 硅 微 致 动 器 是 一 种 典 型 的 固 体 热 膨 胀 微 致 动 器， 其 特 点 是 以 在 基 底 材 料 上 制 作 出 的 硅 微 机 械 机 构 作 为 驱 动 元 件， 而 硅 结 构 层 具 有 一 定 的 电 阻 值， 所 以 结 构 层 本 身 又 可 兼 作 加 热 器， 当 通 过 控 制 输 入 电 压 或 功 率 时， 由 于 结 构 受 热 膨 胀 而 产 生 致 动 效 应， 从 而 输 出 位 移 或力。 说 明 书CN 102882307 A 1/3页 7 图 1 说 明 书 附 图CN 102882307 A 2/3页 8 图 2 图 3 说 明 书 附 图CN 102882307 A 3/3页 9 图 4 说 明 书 附 图CN 102882307 A 。