[发明专利]一种柔性薄膜直线电机

说明书

本发明公开了一种柔性薄膜的直线电机。其中，包括：定子和动子，所述定子和动子均由电极、供电总线和柔性绝缘层组成，定子和动子以贴合方式分布。本发明通过采用在定子和动子之间均匀分布电极产生静电力从而驱动动子运动的技术手段，克服了现有技术中存在的直线电机结构复杂、刚度过高、控制原理繁杂的技术问题，实现了直线电机结构简单，控制原理简明、可实现柔性弯曲变形、耐强磁场、运行噪声小的技术效果。本发明可广泛应用于机械电子领域。

技术领域

本发明涉及机械电子领域，尤其是一种柔性薄膜直线电机。

背景技术

最近几十年以来，随着工业技术的发展，对于驱动设备的要求不断提高，直线电机的优点不断地被工业领域所发现，直线电机在工厂机械臂、工业机床及多种涉及直线运动的设备中得到广泛运用，同时直线电机在磁悬浮列车等多种交通设备中受到了广泛使用，在船舰的动力装置中应用广泛，但现有的刚性直线电机在使用过程中表现出发热量大、结构复杂、易受外部磁场影响等缺陷。

除以上的应用外，随着机器人技术向着小型、微型化不断发展，精密程度不断提高，对于驱动设备的要求也不断提高。在微型化的过程中，传统的电机表现出操纵性差，结构复杂，效率明显降低等缺点，因此静电驱动等新型的驱动方式应运而生。静电驱动是指利用电荷之间的作用力完成驱动的技术，目前静电驱动主要应用于微机电(MEMS)系统之中，相对于传统的电磁驱动、电液驱动，静电驱动因其结构简单、操控简便等优势在微机电系统领域表现出更优异的性能。相较于传统的电磁驱动方式，静电驱动具有结构简单，发热量小，便于驱动和控制的优势，在MEMS系统之中表现出更好的性能；对比新型的磁感应驱动，静电驱动不存在电磁干扰的问题，可靠性较高，且能量转化效率更高；对比压电驱动，静电驱动可以提供持续稳定输出，并且可以做到大位移的输出。目前对于静电驱动的研究应用尚处于起步阶段。

现有技术中静电驱动一般利用梁或板在静电力作用下的微小形变做功，主要应用于产生振动或微小形变，结构复杂、控制原理繁杂、难以提供长距离的稳定输出。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的是提供一种柔性薄膜直线电机，能够实现直线电机结构简单，控制原理简明、可实现柔性弯曲变形的技术效果。

本发明所采用的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种柔性薄膜直线电机，包括：定子和动子，所述定子和动子均包括电极、供电总线和柔性绝缘层，所述动子和定子所述动子和定子以贴合方式分布。

进一步地，所述电极包括定子电极和动子电极，所述定子电极和动子电极均沿直线方向均匀分布，呈多相交替排布，与所述供电总线连通，在所述供电总线的末端布置有触点，用于与外部电源连通。

进一步地，定子和动子还接入有交变电压，定子和动子相互贴合形成贴合面，使动子与定子之间对应电极带有极性相反的电荷，产生静电力驱动。

进一步地，动子的移动速度取决于接入交变电压的频率。

进一步地，绝缘绝缘层置在所述电极一侧或两侧。

进一步地，定子和动子单层或多层叠加分布。

第二方面，本发明提供了一种计算动子和定子运行速度的方法，包括公式：

V＝v₁-v₂

其中，

所述3p为接入的交流电波长；所述v₁、v₂为分别为动子和定子上电压的波速，所述w₁、w₂分别为动子和定子上电压的频率。

本发明的有益效果是：