一种应用挠性双稳态机构的微进给装置

摘要

本论文提出一种应用挠性双稳态机构定位之微进给装置,利用挠性双稳态机构与滑动元件上的齿爪互相啮合,以达到精密定位之功能.当双稳态机构切换至与滑动元件分离状态时,滑动元件即由致动器(Actuator)加以驱动而产生线性运动,到达定位时,将双稳态机构切换至啮合状态,而将滑动元件固定,此时整个系统不必施加外力予以保持,可以使整个装置在无外力作用下定位,对於长时间的定位,具有节省能源的特性.可达到多次数、多位置之定位,解析度依齿爪的间距而定,适当缩小齿爪的间距,可以增加定位解析度,提高重複定位精度.为制成上述之微进给机构,本文首先设计各元件并加以分析、实验,其中包括驱动该元件所需的双稳态机构及静电式抓爬致动器(Scratch-drive actuator,SDA).双稳态机构必须选出可能产生双稳态现象之机构构形,再经由最小形变能公式的推导及最佳化方法决定该双稳态机构最适当之设计参数,如杆长、材质等.本微进给装置係利用Cronos Integrated Microsystems Inc.和清华大学中区微机电中心提供的公用制程(MUMPs),设计所需的光罩,再委托进行制作.制作完成的工件经由蚀刻将牺牲层去除后,进行实验以验证计算结果.