新型智能材料微小型光學鏡頭致動器的設計與性能研究

王延杰　王永泉　陳花玲　朱子才　羅斌

摘要：為了使微小型光學鏡頭驅動系統滿足低能耗、高穩定性以及結構簡單的要求，采用新型智能材料IPMC設計了一種微小型的光學鏡頭致動器，并對其輸出力、位移及響應速度等性能進行了研究，根據直線驅動要求確定了瓣形和環形結構；通過化學還原方法制備了IPMC材料，采用激光切割技術分別制作出5種形狀的環形和瓣形致動器，并對其性能進行了測試，利用有限元軟件，通過等效熱模型分析了致動器的基本性能，結果表明：實驗測試與理論分析結果一致，誤差率在10％以內；瓣形致動器的總體位移性能比環形致動器的好；在3V驅動電壓下兩者的位移均大于200μm；當內圓半徑為2mm、瓣數為8時，致動器的最大位移與響應速度均最佳。

關鍵詞：離子交換聚合物金屬復合材料；致動器；光學鏡頭；等效熱模型