КОНСТРУИРОВАНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ
УДК 621.486
Д. В. К о з л о в, И. П. С м и р н о в,
А. А. Ж у к о в, В. А. Ш а х н о в
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
СИЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК РАБОЧЕГО
ЭЛЕМЕНТА ТЕПЛОВЫХ МИКРОАКТЮАТОРОВ
Рассмотрена методика измерения силовых характеристик балок
тепловых микроактюаторов, подвергаемых воздействию контро-
лируемой нагрузки. Методика реализована с использованием вы-
сокоточных прецизионных весов и гониометра. Проведены серии
испытаний и экспериментально получены максимальные значения
нагрузок, возникающих на хвостовике балки теплового микроак-
тюатора. Исследованы зависимости силовых характеристик от
толщины напыленного слоя металла и толщины полиимида в канав-
ке микроактюатора, а также деградация силовых характеристик
при многоцикловом изгибе тепловых микроактюаторов с контро-
лируемым содержанием нанотрубок и без них.
E-mail:
;
;
;
Ключевые слова
:
тепловой микроактюатор, нагрузка, сила, кремний,
полиимид, деформация.
Микроактюаторы применяются в качестве исполнительных ме-
ханизмов микроэлектромеханических и микроробототехнических си-
стем. Они обеспечивают микроперемещения и управляемую дефор-
мацию, применяются в сенсорных системах, преобразуют деформа-
цию в изменение электрического сигнала. В настоящее время разра-
ботано большое число микроактюаторов, отличающихся по конструк-
ции (балочные, роторные, мембранные, гребешковые) и способу ак-
тивации движения подвижных элементов (магнитные, пьезоэлектри-
ческие, термомеханические, электростатические и др.) [1, 2]. Извест-
но, что максимальное значение нагрузки и деформации развивают те-
пловые микроактюаторы, функционирующие на основе биморфного
эффекта [3]. Одной из наиболее важных характеристик тепловых ми-
кроактюаторов является нагрузочная способность на хвостовике, так
как она в первую очередь определяет возможные сферы применения
устройства. В связи с этим разработка методики измерения силовых
характеристик балок тепловых микроактюаторов является актуальной
задачей.
В настоящей работе приведена методика измерения силовых ха-
рактеристик балок тепловых микроактюаторов на основе структуры
кремний–полиимид (рис. 1), выполненных в виде сформированной в
84 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2011. № 2
