新型双向加载MEMS微执行器动力学分析

摘要

传统横向单向加载MEMS静电微执行器存在位移过小或驱动电压过大等问题.本文提出一种纵横双向加载的新型硅基静电执行器模型.基于拉格朗日-麦克斯韦方程建立了微执行器动力方程,分析了边缘漏电场对静电力的影响,基于龙格-库塔算法将所有轴向载荷等效为轴向集中载荷,并分别仿真得到了变形与驱动电压、调节电压和轴向挤压量之间的关系,结果表明当驱动电压仅为16 V时,位移高达10.861 μm,远大于目前传统横向加载单向变形微执行器的位移量.通过微型制造工艺加工了微执行器,利用高频信号采集了横向极板间的电压变化量,验证了仿真结果.