PHÁT TRIỂN VI CHẤP HÀNH ĐIỆN NHIỆT KIỂU DẦM CHỮ V  ĐỂ DẪN ĐỘNG VI ĐỘNG CƠ QUAY MỘT CHIỀU

Phạm Hồng Phúc; Nguyễn Tiến Dũng; Hoàng Trung Kiên

doi:10.34238/tnu-jst.9685

PHÁT TRIỂN VI CHẤP HÀNH ĐIỆN NHIỆT KIỂU DẦM CHỮ V ĐỂ DẪN ĐỘNG VI ĐỘNG CƠ QUAY MỘT CHIỀU

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 06/02/24 Ngày hoàn thiện: 29/05/24 Ngày đăng: 29/05/24

Các tác giả

1. Phạm Hồng Phúc, Đại học Bách khoa Hà Nội
2. Nguyễn Tiến Dũng , Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp – ĐH Thái Nguyên
3. Hoàng Trung Kiên, Học viện Kỹ thuật Quân sự

Tóm tắt

Bài báo phát triển các bộ vi kích hoạt, tính toán, thiết kế cấu trúc vi động cơ quay một chiều sử dụng bốn bộ vi chấp hành điện nhiệt chữ V đặt đối xứng để dẫn động vành răng rotor bên ngoài. Vi động cơ có đường kính ngoài 2,5 mm được tính toán truyền nhiệt dựa trên phương pháp sai phân hữu hạn, cho độ chính xác tương đối cao so với kết quả mô phỏng. Các tính toán về lực và điều kiện điện áp cho vi động cơ có thể làm việc an toàn cũng được đề cập chi tiết. Quy trình chế tạo vi cơ khối cải tiến sử dụng tấm silic kép (silicon on insulator- SOI) và công nghệ phún xạ bề mặt platinum nhằm giảm điện áp dẫn cho linh kiện đã được áp dụng thành công. Kết quả chụp mẫu vi động cơ từ kính hiển vi quét (SEM) cho hình ảnh các cơ cấu có độ sắc nét cao và phù hợp với thiết kế. Vi động cơ có tiềm năng ứng dụng trong các khớp truyền động quay của hệ thống micro robot hoặc trong các hệ thống vi lắp ráp, vi vận chuyển của các hệ thống tích hợp micro.

Từ khóa

Công nghệ vi cơ điện tử (MEMS); Vi động cơ quay; Vi chấp hành điện nhiệt dầm chữ V; Phún xạ bề mặt; Thanh răng cóc

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] A. S. Algamili, M. H. M. Khir, J. O. Dennis, et al., “A Review of Actuation and Sensing Mechanisms in MEMS-Based Sensor Devices,” Nanoscale Res Lett, vol. 16, 2021, Art. no. 16.

[2] P. Pattanaik and M. Ojha, “Review on challenges in MEMS technology,” Materials Today: Proceedings, vol. 81, Part 2, pp. 224-226, 2023.

[3] S. Iqbal and A. Malik, “A review on MEMS based micro displacement amplification mechanisms,” Sensors and Actuators A: Physical, vol. 300, 2019, Art. no. 111666.

[4] A. Potekhina and C. Wang, "Review of Electrothermal Actuators and Applications," Actuators, vol. 8, no. 4, 2019, Art. no. 69.

[5] T. Shan, X. Qi, L. Cui, et al., “Thermal behavior modeling and characteristics analysis of electrothermal microactuators,” Microsyst Technol., vol. 23, pp. 2629–2640, 2017.

[6] J.-S. Park et al., "Bent-Beam Electrothermal Actuators - Part II: Linear and Rotary Microengines," J. of MicroElectroMechanical Sys., vol. 10, no. 2, pp. 255-262, 2001.

[7] M. J. Sinclair, “A high force low area MEMS thermal actuator,” In ITHERM 2000. The Seventh Intersociety Conference on Thermal and Thermomechanical Phenomena in Electronic Systems, (Cat. No. 00CH37069), vol. 1, pp. 127-132, 2000.

[8] J. M. Maloney, D. S. Schreiber, and D. L. DeVoe, "Large-force electrothermal linear micromotors," Journal of Micromechanics and Microengineering, vol. 14, pp. 226–234, 2004.

[9] Y. Lai, J. McDonald, M. Kujath, and T. Hubbard, “Force, deflection and power measurements of toggled microthermal actuators,” J. Micromech. Microeng, vol. 14, pp. 49-56, 2004.

[10] V. Q. Tran, H. N. Bui, and T. D. Nguyen, “Electro - Thermal micro-motor Fabricated by MEMS Technology,” TNU Journal of Sciences and Technology, vol. 120, no. 6 , pp. 141-146, 2014.

[11] T. D. Nguyen, H. P. Pham, Q. D. Nguyen, and D. P. Nguyen, “Iterative Learning Control for V-Shaped Electrothermal Microactuator,” Electronics, vol. 8, no. 12, 2019, Art. no. 1410.

[12] K. T. Hoang, D. T. Nguyen, and P. H. Pham, “Impact of design parameters on working stability of the electrothermal V-shaped actuator,” Microsystem Technologies, vol. 26, no. 5, pp. 1479-1487, 2020.

[13] K. T. Hoang and P. H. Pham, “Safe working condition and optimal dimension of the electrothermal V-shaped actuator,” Microsystem Technologies, vol. 28, no. 7, pp. 1673-1685, 2022.

[14] T. D. Nguyen, K. T. Hoang, and P. H. Pham, “Larger displacement of silicon electrothermal V-shaped actuator using surface sputtering process,” Microsystem Technologies, vol. 27, no. 5, pp. 1985-1991, 2021.

[15] T. D. Nguyen, P. H. Pham, and K. T. Hoang, “Improving displacement of silicon V-shaped electrothermal microactuator using platinum sputter deposition process,” Microelectronics International, vol. 40, no. 4, pp. 239-245, 2023.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.9685

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ