基于形状记忆合金的微小型光热驱动马达.pdf

《基于形状记忆合金的微小型光热驱动马达.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第33卷第1期2011年2月光学仪器OPTICAI。lNSTRUMENTSV01．33。No．1February，2011文章编号：1005—5630(2011)01—0074—04基于形状记忆合金的微小型光热驱动马达*史斌，赵冬伟，张冬仙，章海军(浙江大学现代光学仪器国家重点实验室，浙江杭州310027)摘要：在分析了形状记忆合金双程记忆效应原理的基础上，采用铜锌铝双向记忆合金片，设计并加工制作了两种微小型光热驱动马达，对其进行了驱动实验研究。研究结果表明，用输出波长为1064nm的YAG脉冲激光作为光热驱动马达的驱动源，在适当的输出功率和频率下，棘轮棘爪型光热驱动马达可获得较精确的步距，

2、齿轮传动型光热驱动马达可获得较高的转速。这类用激光作为驱动源的微小型光热驱动马达易于小型化，真正实现无线遥控，有望在微光机电系统获得广泛应用。关键词：激光；形状记忆合金；光热驱动；马达中图分类号：O532．25；O436文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—5630．2011．01．017MiniatureoptothermaldrivemotorbasedonshapememoryalloySHIBin，ZHAODongwei，ZHANGDongxian，ZHANGHa(iun(StateKeyLaboratoryofModernOpticalInstrumenta

3、tion，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，Chim)Abstract：Onthebasisofanalyzingtheprincipleoftwo-waymemoryeffectoftheshapememoryalloy，twominiatureoptothermalmotorsaredesignedandmanufacturedusingsheetsofCu-Zn-Altwo-wayshapememoryalloy．ExperimentsarecarriedouttOtesttheirdrivingperformance．Theexperimentres

4、ultsdemonstratethatwhenusinga1064nmYAGpulsedlaserwithanappropriateoutputpowerandfrequencyasthenAotors’driving．sOUrCe，theratehet-pawl-typeoptothermalmotorcanhaveaprecisestepdistanceandthegear-typeoptothermalmotorcanhaveahighrotationalspeed．Thiskindofoptothermalmotorscouldbeintegratedandwidelyutilize

5、dinmicro-optical—electro-mechanicalsystemswirelesslywithremotecontrolling．Keywords：laser；shapememoryalloy；optothermaldrive；motor引言随着微纳米技术的发展，微光机电系统(micro-optical—electro-mechanicalsystem，MOEMS)作为微纳米技术中一个重要的分支。已在世界各国得到迅速发展，并在诸多领域获得广泛应用。微驱动器[11是众多MOMES中的重要组成部分，按驱动原理的不同。常见驱动器可分为：电磁驱动型[2’3]、静电驱动型‘引、压电驱

6、动型[5I、热膨胀驱动型‘引、形状记忆合金(shapememoryalloy，SMA)驱动型‘7邶3等。虽然这些驱动器在不同场合取得了一些应用，但仍然存在不少问题，如：电磁驱动型，能量消耗大、线圈升温高、噪声大、’收穑日期：2010-08—22基金项目：国家863计划资助项日(2006AA042237)作者简介：史斌(1988)．男．浙江宁波人．本科生．主要从事光电技术方面的研究。通讯作者：张冬仙(1963一)．女．浙江金华人，教授，博士．主要从事傲纳米技术及光电检测方面的研究。第1期史斌，等：基于形状记忆合金的微小型光热驱动r5达·75·体积大；静电驱动型。输出力小、驱动电压高；压电驱动型

7、，驱动电压高、电绝缘要求高；热膨胀驱动型，位移量小、响应频率低等。现根据SMA的形状记忆效应，首次将激光作为光热驱动源，设计了基于SMA的两种微小型光热驱动马达——棘轮棘爪型和齿轮传动型。与其他类型的驱动马达相比，这类基于SMA的光热驱动马达具有能耗低、结构简单、无需导线连接、主体可微小化等突H{优点。棘轮棘爪型光热驱动马达町获得较精确的步距，齿轮传动型光热驱动马达可获得比较高的转动频率。文中介绍了基于SMA