빗살 드라이브

이 기사는 대부분 또는 전체적으로 단일 출처에 의존하고 있습니다. 관련 토론은 토크 페이지에서 확인할 수 있습니다. 추가 출처에 인용문을 도입하여 이 기사의 개선에 도움을 주시기 바랍니다.출처 : '콤 드라이브'– 뉴스 · 신문 · 서적 · 학자 · JSTOR (2012년 12월)

콤드라이브는 두 개의 전기 전도성 콤 사이에 작용하는 정전력을 이용하는 마이크로 전기식 액추에이터로, 종종 선형 액추에이터로 사용됩니다.빗살 구동 액튜에이터는 일반적으로 마이크로미터 또는 나노미터 규모로 작동하며 실리콘 웨이퍼 기판을 벌크 마이크로머칭 또는 표면 마이크로머칭하여 제조됩니다.

정전기력은 정전기 빗과 움직이는 빗 사이에 전압이 인가되어 빗이 함께 당겨질 때 생성됩니다.액추에이터에 의해 생성되는 힘은 두 빗 사이의 캐패시턴스 변화에 비례하며 구동 전압, 빗니 수 및 톱니 사이의 간격에 따라 증가합니다.빗은 (전압 차이가 없기 때문에) 닿지 않도록 배열되어 있습니다.일반적으로 치아는 각 치아가 반대편 빗의 구멍에 들어갈 때까지 서로 미끄러져 지나갈 수 있도록 배열되어 있습니다.

모터의 선형 작동이 회전 또는 기타 동작으로 전환될 경우 스프링, 레버 및 크랭크축 복원 기능이 추가될 수 있습니다.

힘은 먼저 캐패시터에 저장된 에너지에서 시작하여 힘의 방향으로 미분함으로써 도출할 수 있습니다.캐패시터의 에너지는 다음과 같습니다.

${\displaystyle E=black {1}{2}}CV^{2}}$

${\displaystyle F=blac {1}{2}}{\frac C}{\partial dx_{drive}}V^{2}}$

병렬 플레이트 캐패시턴스를 사용하는 힘은 다음과 같습니다.

${\displaystyle F=blac {-1}{2}}{\flac {nt\silon _{o}\silon _{r}V^{2}}{d}}$

${\displaystyle V}${\$displaystyle$ V$}$ =$$ 인가전위, $\$ =$$ 유전체 유전율, $\$ =$$ 자유공간 유전율(8.85pF/m),
${\displaystyle n}${\$displaystyle$ n$}$ =$$ 전극 양쪽에 있는 총 손가락 수$,$ t {\$displaystyle$ t$}$ =$$ 전극 면외 방향의 두께,$$d {\$displaystyle$ d$}$ =$$ 전극 사이의 간격.

콤브드라이브 구조

• 맞물린 톱니 열 • 절반 고정 • 가동 어셈블리의 절반 부분 • 전기적으로 절연 • 정전 흡인/반격 – CMOS 구동 전압 • 많은 톱니 힘 증가 – 일반적으로 10μm 길이 및 강도

스케일링의 문제

콤 드라이브는 큰 갭 거리에서 유효력을 발생시키려면 높은 전압이 필요하기 때문에 큰 갭 거리(등가 작동 거리)로 확장할 수 없습니다. 따라서 전기 고장으로 인해 제한됩니다.더욱 중요한 것은 갭 거리에 의해 부과되는 한계로 인해 작동 거리가 제한된다는 것이다.

참고 항목

• 정전 모터
• 인터디지털 변환기
• 마이크로 전자기계

레퍼런스

• Legtenberg, Rob; Growenveld, AW; Elwenspoek, M (1996). "Comb Drive Actuators for Large Displacements". J. Micromech. Microeng. 6 (3): 320–9. Bibcode:1996JMiMi...6..320L. doi:10.1088/0960-1317/6/3/004.