新型智能材料微小型光学镜头致动器的设计与性能研究

王延杰　王永泉　陈花玲　朱子才　罗斌

摘要：为了使微小型光学镜头驱动系统满足低能耗、高稳定性以及结构简单的要求，采用新型智能材料IPMC设计了一种微小型的光学镜头致动器，并对其输出力、位移及响应速度等性能进行了研究，根据直线驱动要求确定了瓣形和环形结构；通过化学还原方法制备了IPMC材料，采用激光切割技术分别制作出5种形状的环形和瓣形致动器，并对其性能进行了测试，利用有限元软件，通过等效热模型分析了致动器的基本性能，结果表明：实验测试与理论分析结果一致，误差率在10％以内；瓣形致动器的总体位移性能比环形致动器的好；在3V驱动电压下两者的位移均大于200μm；当内圆半径为2mm、瓣数为8时，致动器的最大位移与响应速度均最佳。

关键词：离子交换聚合物金属复合材料；致动器；光学镜头；等效热模型