[發明專利]一種硅微六桿增力機構

在審

• 申請號: 202010525568.0
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111486207A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 王振祿;張九娥;馬淑霞;同長虹;董麗梅
• 申請（專利權）人: 蘭州城市學院
• 主分類號: F16H21/10
• 分類號: F16H21/10;F16C11/12
• 代理公司: 北京中仟知識產權代理事務所(普通合伙) 11825
• 代理人: 田江飛

本發明公開了一種硅微六桿增力機構，包括：第一固定錨點和第二固定錨點；原動搖桿，所述原動搖桿通過軟性鉸鏈鉸接于第一固定錨點的頂部；第一連桿，所述連桿通過軟性鉸鏈鉸接于所述原動搖桿表面的一側；所述從動搖桿通過鉸鏈鉸接于所述連桿的端部，所述從動搖桿的一端通過軟性鉸鏈與所述第二固定錨點的頂部鉸接；所述第二連桿通過軟性鉸鏈鉸接于所述從動搖桿的一側，所述軟性鉸鏈可以為弧形軟性鉸鏈或者短臂柔性鉸鏈，本發明涉及微機電系統技術領域。該硅微六桿增力機構通過使輸入端的力經過兩個絲桿機構進行放大，從而增大了輸出端的輸出力，同時硅微六桿機構可實現復雜運動，結構新穎獨特，與MEMS工藝兼容，易于控制，輸出效率高。

技術領域

本發明涉及微機電系統技術領域，具體為一種硅微六桿增力機構。

背景技術

微機電系統(MEMS,Micro-Electro-Mechanical System)，也叫做微電子機械系統、微系統、微機械等，指尺寸在幾毫米乃至更小的高科技裝置，微機電系統是集微傳感器、微執行器、微機械結構、微電源微能源、信號處理和控制電路、高性能電子集成器件、接口、通信等于一體的微型器件或系統。MEMS是一項革命性的新技術，廣泛應用于高新技術產業，是一項關系到國家的科技發展、經濟繁榮和國防安全的關鍵技術；MEMS側重于超精密機械加工，涉及微電子、材料、力學、化學、機械學諸多學科領域。它的學科面涵蓋微尺度下的力、電、光、磁、聲、表面等物理、化學、機械學的各分支。

硅微多桿機構是MEMS的重要組成部件，承擔著運動轉化、運動傳遞、運動和力的放大以及特定運動軌跡的實現等重要作用，在宏觀機構中，平面連桿機構的運動形式多樣，可以實現給定運動規律或運動軌跡，在各種機械、儀器中廣泛應用，而在MEMS領域，由于表面力占主導地位，器件之間容易粘附在一起，運動部件之間出現黏著磨損，再加上加工工藝的限制，使得運動轉化等功能的實現非常不易。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種硅微六桿增力機構，解決了在MEMS領域硅微多桿機構運動轉化實現困難的問題。

為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種硅微六桿增力機構，包括：第一固定錨點和第二固定錨點；

原動搖桿，所述原動搖桿通過軟性鉸鏈鉸接于第一固定錨點的頂部；

第一連桿，所述連桿通過軟性鉸鏈鉸接于所述原動搖桿表面的一側；

從動搖桿，所述從動搖桿通過鉸鏈鉸接于所述連桿的端部，所述從動搖桿的一端通過軟性鉸鏈與所述第二固定錨點的頂部鉸接；

第二連桿，所述第二連桿通過軟性鉸鏈鉸接于所述從動搖桿的一側；

輸出桿，所述輸出桿通過軟性鉸鏈鉸接于所述第二連桿的一端，所述輸出桿的表面設置有縱向約束副。

該硅微六桿增力機構的輸入端為原動搖桿，輸出端為輸出桿，該硅微六桿機構由兩個四桿機構組成，第一個四桿機構是由原動搖桿、第一連桿、從動搖桿和固定錨點乙組成的雙搖桿機構；

第二個四桿機構是由從動搖桿、第二連桿、輸出桿和固定錨點甲組成的搖桿滑塊機構，其中前一個四桿機構的輸出件被作為第二個四桿機構的輸入件，使輸入端的力經過兩個絲桿機構進行放大，從而增大了輸出端的輸出力，同時硅微六桿機構可實現復雜運動，結構新穎獨特，與MEMS工藝兼容，易于控制，輸出效率高。

進一步地，所述軟性鉸鏈可以為弧形軟性鉸鏈或者短臂柔性鉸鏈。

進一步地，所述硅微六桿增力機構設置于所述硅基板的氮化層上，所述氮化層上設置有固定結構層，所述固定結構層上固定結構層a構成原動搖桿、第一連桿、從動搖桿、第二連桿和輸出桿。

進一步地，所述所述固定結構層上的固定結構層b構成縱向約束副，所述固定結構層上的固定結構層a、固定結構層b、多晶硅層和金屬層構成第一固定錨點和第二固定錨點。