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旋转梳齿驱动器是MEMS静电驱动中常用的重要部件。现有的典型旋转梳齿驱动结构有三个自由度,其中横向自由度对驱动器的性能影响较大,导致旋转角度偏小、响应非线性化严重。双间隙旋转梳齿驱动结构减小了横向位移,使旋转角度和响应线性化有所改善,但是,由于减小了电容变化率,导致驱动电压较大。并且双间隙旋转梳齿驱动结构采用齿根变薄的方法,降低了齿的弹性系数,使动齿和固齿容易接触短路。
针对已有旋转梳齿驱动结构的缺陷,结合MEMS标准化的要求,设计了一种新型对称旋转梳齿驱动器。由于采用对称结构,消除了横向位移和纵向位移,结构只有一个旋转自由度,较好地改善了旋转梳齿驱动结构的性能,具有旋转角度大、驱动电压小以及响应线性化等优点。同时,该结构可进一步扩展为应用于不同场合的模块化系列化的结构,利于标准化。
通过分析旋转梳齿驱动结构,提出MEMS旋转梳齿驱动结构的标准化需要重点考虑和解决的几个问题,即:模块化系列化的结构、大的旋转角度、小的驱动电压和线性化响应。