基于径向磁场分布的MEMS双轴电磁驱动微镜研究

作     者：徐士浩 李晨 XU Shi-hao;LI Chen

作者机构：陕西科技大学机电工程学院陕西西安710021 西安交通大学机械工程学院机械制造系统工程国家重点实验室陕西西安710049 

基　　金：国家自然科学基金项目(52175540,61705124) 中国博士后基金面上项目(2020M673382) 陕西省西安市未央区科技计划(202116) 陕西省科技厅自然科学基金项目(2019JQ-078) 陕西省西安市科技计划项目(2019216514GXRC001CG002-GXYD1.4) 陕西省高校青年创新团队计划项目(2019) 陕西科技大学博士科研启动基金项目(2016BJ-78) 

出 版 物：《陕西科技大学学报》 (Journal of Shaanxi University of Science & Technology)

年 卷 期：2022年第40卷第2期

页      码：138-143页

摘      要：介绍了一种适用于激光雷达应用场景的电磁驱动式双轴MEMS微镜,并设计一种新颖的径向磁场致动系统.利用图案化单匝电镀铜线圈和同心永磁体组件形成的径向磁场作用,驱动直径2.6 mm的大孔径双轴微镜偏转.在此工作原理基础上,理论分析和有限元仿真了不同弹性扭转梁结构的驱动位移响应输出等力学特性,提出选用大位移响应量的蛇形折叠梁作为微镜器件的外扭转轴的结构模型,并对永磁体组件耦合的磁场进行研究分析、仿真,实现驱动线圈处获得最大磁场强度.所设计的微镜水平谐振频率和竖直谐振频率可达3376.2 Hz和419.46 Hz,共振态下的水平光学偏转角度和竖直偏转角度分别约为±25.2°和±17.4°,满足MEMS激光雷达对光束扫描器件的大尺寸镜面和广扫描视场范围的需求.

主 题 词：MEMS双轴微镜 径向磁场分布 蛇形折叠梁 扫描视场 

学科分类：080903[080903] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1000-5811.2022.02.021

馆 藏 号：203109694...