靜電執(zhí)行器是一種將靜電力產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換為動(dòng)力來(lái)移動(dòng)物體的裝置。

靜電執(zhí)行器主要用于光學(xué)領(lǐng)域，用于變焦鏡頭、快門(mén)和顯示器等部件。

其特點(diǎn)是重量輕、柔軟、薄、透明，充分利用這些特性，除了光學(xué)領(lǐng)域外，還有望應(yīng)用于人類。

研究實(shí)例包括機(jī)器人的人造肌肉、假肢手臂和腿等。正在進(jìn)行開(kāi)發(fā)以實(shí)現(xiàn)類似于真實(shí)人體部位的運(yùn)動(dòng)。

靜電執(zhí)行器的應(yīng)用

微機(jī)電系統(tǒng)

靜電執(zhí)行器通常用作MEMS的驅(qū)動(dòng)裝置。

MEMS是微機(jī)電系統(tǒng)的縮寫(xiě)，是包括半導(dǎo)體、電子電路等的總稱。

MEMS 也包含半導(dǎo)體，但與普通半導(dǎo)體的不同之處在于它具有運(yùn)動(dòng)部件。

由于對(duì)使用半導(dǎo)體的部件的小型化有需求，因此需要可以做得很薄的靜電執(zhí)行器。

人工肌肉

護(hù)理機(jī)器人、假肢、假臂等支持人體運(yùn)動(dòng)的設(shè)備需要靈活且復(fù)雜的動(dòng)作。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，人們正在研究人造肌肉，并使用靜電執(zhí)行器為其提供驅(qū)動(dòng)力。

靜電執(zhí)行器的原理

靜電驅(qū)動(dòng)器的原理是平行板電容器。電容器具有儲(chǔ)存和釋放電荷的功能。當(dāng)發(fā)生這種情況時(shí)，會(huì)產(chǎn)生靜電力并將其轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)力。

產(chǎn)生的靜電力與極板面積成正比，與極板間距離的平方成反比。因此，盡可能地使薄膜變薄，可以增大靜電力，從而獲得較大的驅(qū)動(dòng)力。

靜電執(zhí)行器體積小，其缺點(diǎn)之一是產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力的絕對(duì)值較小。為了克服這一缺點(diǎn)，除了使其厚度變薄之外，還采用了并聯(lián)排列等方法來(lái)增加面積，從而增大驅(qū)動(dòng)力。

除了靜電執(zhí)行器外，根據(jù)其使用的力，還有以下類型的執(zhí)行器
。 每種執(zhí)行器都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，因此了解如何使用它們非常重要。

熱執(zhí)行器

其優(yōu)點(diǎn)是制造容易，缺點(diǎn)是由于材料的各向異性，驅(qū)動(dòng)力會(huì)根據(jù)使用位置而變化。

電磁執(zhí)行器

可用于液體中，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍，缺點(diǎn)是難以小型化。

壓電執(zhí)行器

其優(yōu)點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)力較大，缺點(diǎn)是會(huì)產(chǎn)生磁滯損失，驅(qū)動(dòng)力可能會(huì)變得比施加的能量弱。