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清华大学精细陶瓷重点实验室
东京大学-下一代驱动器研究计划
 新型微电机

 

新 型  微 电 机

微电机(Micro Motor,又译Micro Actuator),作为电气工程领域的重要分支学科,在精密定位和微纳操纵领域扮演着重要角色。现代微电机是一个综合了电机、微电子、电力电子、计算机、控制理论、精密机械、新材料等多门学科的高新技术行业。

随着新原理、新技术、新材料的发展,微电机——这一传统学科在很多方面突破了原有观念,利用科学技术的最新成果,科学家们已研制出了一系列非电磁式的新型电机。这些电机基于各种物理效应,如静电效应、热变形效应、逆压电效应、形状记忆效应、磁致伸缩效应、电致伸缩效应……这些新出现的电机工作原理和结构型式迥异于电磁电机,因此我们将该类电机统归于新型微特电机的研究范畴。

需要指出的是,微电机的微型化,不仅指它的质量和体积,还指它的功耗。微电机在现代电子信息产品中(如手机)往往是耗电量最大的元件之一,而在宇航系统中,对质量和功耗要求更严格。例如,日本一家公司推出了外径仅0.8mm重量仅4mg的微型电机,可以在人的血管中穿行。目前借助于近年来迅猛发展的微细加工技术,微电机的尺寸正逐步从毫米级向微米、纳米级发展,不仅新型微电机,传统的微电机也因此重新焕发了生命力,各种新原理新结构的驱动器层出不穷。2004年,日本文部科学省启动了“Next-Generation Actuators Leading Breakthroughs”科学研究计划。

在压电微电机的研究基础上,研究组计划开拓新的研究领域,一方面加强基于非电磁物理效应和功能材料的新型微电机的探索,另一方面应用在微纳加工技术方面的优势,丰富和挖掘传统微电机的研究内涵。



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