驱动物体运动的方法技术

本发明专利技术提供一种驱动物体运动的方法，提供至少一个弹性结构、定子、动子；所述弹性结构部分固定于定子上，所述定子、动子均能向所述弹性结构提供静电力；施加静电力于弹性结构上，在一定时间内，静电力向所述弹性结构做功，所述弹性结构积累机械能；通过控制定子、动子向该弹性结构施加的静电力的大小、方向、时间，弹性结构的部分机械能转换为驱动动子向指定方向运动的能量；同时，动子的部分静电力通过弹性结构转换为驱动动子向指定方向运动的力。

【技术实现步骤摘要】
驱动物体运动的方法
本专利技术涉及半导体领域，尤其是涉及半导体领域中一种驱动物体运动的方法。
技术介绍
半导体是现代工业的基础，随着信息化、数字化时代的来临，电子产品的普及率已经达到了很高的水平，作为电子产品的基本元器件，半导体起到了举足轻重的地位。在半导体器件进行工作中，有一定的功能需要控制驱动半导体器件进行朝一方向运动，现有技术中往往采用电磁控制或者MEMS的方式控制，在控制精度方面有待提高，此外现有的驱动控制方式需要较大的机械装置，这与电子集成度需求更高的发展方向是不一致的，因此，在半导体领域如何提供一种驱动物体运动的方法为业内的需求之一。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种驱动物体运动的方法，提供至少一个弹性结构、定子、动子；所述弹性结构部分固定于定子上，所述定子、动子均能向所述弹性结构提供静电力；施加静电力于弹性结构上，在一定时间内，静电力向所述弹性结构做功，所述弹性结构积累机械能；通过控制定子、动子向该弹性结构施加的静电力的大小、方向、时间，弹性结构的部分机械能转换为驱动动子向指定方向运动的能量；同时，动子的部分静电力通过弹性结构转换为驱动动子向指定方向运动的力。可选的，所述弹性结构设置有镂空部。可选的，所述镂空部使弹性结构的静电作用面积减小，刚度减小；其中刚度减小的比例大于静电作用面积减小的比例。可选的，所述镂空部在弹性结构上为不均匀分布，以提高弹性结构驱动动子运动的能力。可选的，所述镂空部在接触或靠近动子和定子的区域分布较少或不设置，在未接触或远离动子和定子的区域分布较多。可选的，所述镂空部的形状为长条形、圆形、椭圆形、多边形的一种或几种组合。可选的，提供所述动子向定子方向的对弹性结构的压力，通过所述压力保证动子与定子的位置稳定；所述压力由外部系统提供、或定子动子之间的静电吸引装置提供、或所述动子和弹性结构的静电吸引提供。可选的，当所述压力由所述动子和弹性结构的静电吸引提供时，通过控制定子、动子向该弹性结构施加的静电力的大小、方向、时间，使用部分的弹性结构通过静电力压靠于动子，保证动子与定子的位置稳定。可选的，所述弹性结构的顶部区域接触动子后，动子的部分静电力或弹性结构的部分机械能致使弹性结构发生形变，弹性结构于指定方向的长度增加。可选的，提供限位结构，通过限位结构以限位定子和动子的相对距离。可选的，设置多组多个方向的弹性结构进行驱动，以驱动动子沿水平多个方向运动。可选的，启动时，动子吸引弹性结构发生上下振动，释放弹性结构使其靠近定子；定子控制多个弹性结构，使不参与驱动工作的一部分弹性结构吸引至定子，减小这一部分的弹性结构与动子之间的摩擦力；使参与驱动工作的另一部分弹性结构在定子、动子的轮转吸引作用下驱动动子运动。可选的，定子释放弹性结构，动子吸引弹性结构的顶部区域，使更多的顶部区域靠近并接触动子，弹性结构的顶部区域接触动子产生压力，弹性结构发生形变驱动动子运动；在驱动动子运动一定阶段后，定子吸引所述弹性结构，弹性结构的顶部区域逐渐离开动子；重复定子、动子的轮转吸引，实现驱动动子向指定方向运动。可选的，提供反馈测量模块，测量动子相对定子的相对位置。可选的，所述反馈测量模块为传感器单元，动子上设置有电容；定子发出信号，耦合传输至动子上的电容，所述传感器单元通过检测所述电容上对应的信号，检测出动子上的所述电容与传感器单元的位置关系，得出动子相对定子的相对位置。可选的，通过静电力的控制，使定子和/或动子驱动弹性结构运动的频率与弹性结构的固有机械频率接近或相同，提高弹性结构驱动动子的能力。可选的，所述弹性结构为两段梁结构，所述两段梁结构包括：位于底部区域的支点，中部区域的触点和顶部区域的顶点；所述两段梁结构即为：顶点至触点为一段，触点至支点为另一段。可选的，所述定子上设置有：至少两个独立的第一电极、第二电极；所述第一电极、第二电极分别吸引或释放弹性结构。可选的，当顶点接触动子时，所述两段梁结构中顶点与触点之间的一段的弹性势能大，顶点的速度低；所述两段梁结构中触点与支点之间的另一段的动能大，弹性势能小。可选的，当顶点接触动子之后，所述两段梁结构一方面提供顶点向动子的压力，产生顶点与动子之间的摩擦力；所述两段梁结构另一方面释放弹力驱动动子向前运动。可选的，所述动子设置有图像传感器芯片。本专利技术通过提供设置于定子的弹性结构，并设置电极，施加静电将电能转化为弹性结构的机械能，机械能包括弹性势能和动能。再将机械能转换为推动动子运动的动能，多个弹性结构的往复运动带动动子朝多个水平方向运动或旋转。本专利技术的驱动方法适应于微型化的半导体器件，并能提高驱动物体运动的精度。附图说明图1至图6为本专利技术第一实施例中驱动物体运动方法的各步骤对应的结构示意图；图7为本专利技术涉及限位结构的示意图；图8至图13为本专利技术第二实施例中驱动物体运动方法的各步骤对应的结构示意图；图14为本专利技术涉及驱动物体运动的系统的示意图；图15为本专利技术涉及的驱动物体运动的步骤示意图。具体实施方式本专利技术提供一种驱动物体运动的方法，提供至少一个弹性结构、定子、动子；所述弹性结构部分固定于定子上；所述定子上有至少一个电极，所述电极施加静电力于弹性结构，通过控制电极施加的电压极性和时间，静电力在弹性结构进行往复运动时，在一定时间区间内，所做的正功大于负功，静电力所做的功积累为弹性结构的弹性势能和动能，弹性结构的顶部接触动子，将弹性结构的部分弹性势能和动能转换为驱动动子运动的能量，驱动动子向某一方向运动。下面结合具体实施方式对本
技术实现思路
进行说明，请参考图1至图6，图1至图6为本专利技术第一实施例中驱动物体运动的方法的各步骤对应的结构示意图。参考图1所示，图1中为驱动物体运动的系统的部分区域，该区域设置有一个弹性结构400、定子200、动子100，弹性结构400为具有一定厚度的电极性物体，在本实施例中采用2微米至5微米的厚度，弹性结构设置有镂空部，镂空部使弹性结构的静电作用面积减小，刚度减小；其中刚度减小的比例大于静电作用面积减小的比例。镂空部在弹性结构上为不均匀分布，以提高弹性结构驱动动子运动的能力。镂空部在接触或靠近动子和定子的区域分布较少或不设置，在未接触或远离动子和定子的区域分布较多。镂空部的形状为长条形、圆形、椭圆形、多边形的一种或几种组合。弹性结构400部分固定于定子200上；弹性结构400为两段梁结构，两段梁结构包括：位于底部区域的支点410，中部区域的触点420和顶部区域的顶点430。图1中弹性结构400为初始状态，该初始状态的弹性结构400的触点420悬空于定子200的上方，支点410固定于定子200上，顶点430及顶点430延伸的顶部区域悬空于定子200上方或与动子100接触，定子与动子之间的距离在15微米至50微米之间。参考图2中，驱动物体运动的系统启动弹性结构400时，通过控制动子100、定子200、弹性结构400施加的电压极性和时间，例如，定子200上施加20V~30V的电压，而弹性结构400、定子200为0V的电压，使得动子100吸引弹性结构400，弹性结构400顶部区域与动子100接触的范围变大，可选的，在一实施例中弹性结构400发生上下振动；在另一实施例中弹性结构400未发生上下振动。所述弹性结构400的顶部区域接触动子10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动物体运动的方法，其特征在于：提供至少一个弹性结构、定子、动子；所述弹性结构部分固定于定子上，所述定子、动子均能向所述弹性结构提供静电力；施加静电力于弹性结构上，在一定时间内，静电力向所述弹性结构做功，所述弹性结构积累机械能；通过控制定子、动子向该弹性结构施加的静电力的大小、方向、时间，弹性结构的部分机械能转换为驱动动子向指定方向运动的能量；同时，动子的部分静电力通过弹性结构转换为驱动动子向指定方向运动的力。

【技术特征摘要】
2016.12.28 CN 20161123322191.一种驱动物体运动的方法，其特征在于：提供至少一个弹性结构、定子、动子；所述弹性结构部分固定于定子上，所述定子、动子均能向所述弹性结构提供静电力；施加静电力于弹性结构上，在一定时间内，静电力向所述弹性结构做功，所述弹性结构积累机械能；通过控制定子、动子向该弹性结构施加的静电力的大小、方向、时间，弹性结构的部分机械能转换为驱动动子向指定方向运动的能量；同时，动子的部分静电力通过弹性结构转换为驱动动子向指定方向运动的力。2.根据权利要求1所述的驱动物体运动的方法，其特征在于，所述弹性结构设置有镂空部。3.根据权利要求2所述的驱动物体运动的方法，其特征在于，所述镂空部使弹性结构的静电作用面积减小，刚度减小；其中刚度减小的比例大于静电作用面积减小的比例。4.根据权利要求2所述的驱动物体运动的方法，其特征在于，所述镂空部在弹性结构上为不均匀分布，以提高弹性结构驱动动子运动的能力。5.根据权利要求4所述的驱动物体运动的方法，其特征在于，所述镂空部在接触或靠近动子和定子的区域分布较少或不设置，在未接触或远离动子和定子的区域分布较多。6.根据权利要求2所述的驱动物体运动的方法，其特征在于，所述镂空部的形状为长条形、圆形、椭圆形、多边形的一种或几种组合。7.根据权利要求1所述的驱动物体运动的方法，其特征在于，提供所述动子向定子方向的对弹性结构的压力，通过所述压力保证动子与定子的位置稳定；所述压力由外部系统提供、或定子动子之间的静电吸引装置提供、或所述动子和弹性结构的静电吸引提供。8.根据权利要求7所述的驱动物体运动的方法，其特征在于，当所述压力由所述动子和弹性结构的静电吸引提供时，通过控制定子、动子向该弹性结构施加的静电力的大小、方向、时间，使用部分的弹性结构通过静电力压靠于动子，保证动子与定子的位置稳定。9.根据权利要求1所述的驱动物体运动的方法，其特征在于，所述弹性结构的顶部区域接触动子后，动子的部分静电力或弹性结构的部分机械能致使弹性结构发生形变，弹性结构于指定方向的长度增加。10.根据权利要求1所述的驱动物体运动的方法，其特征在于，提供限位结构，通过限位结构以限位定子和动子的相对距离。11.根据权利要求1所述的驱动物体运动的方法，其特征在于，设置多组多个方向的弹性结构进行驱动，以驱动动子沿水平多个方向运动。12.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵立新，
申请(专利权)人：格科微电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31