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具有两个振动轴线的微机械构件和用于微机械构件的制造方法与流程

2021-10-26 12:33:07 来源:中国专利 TAG:构件 微机 用于 方法 制造
具有两个振动轴线的微机械构件和用于微机械构件的制造方法与流程

本发明涉及一种微机械构件。此外,本发明还涉及一种用于微机械构件的制造方法。



背景技术:

在DE 10 2011 006 598 A1中描述了具有可调部件的构件和用于运行具有可调部件的构件的方法。为了调整该可调部件,将至少一个易弯曲的连接组件的至少一个子单元分别进行沿第一轴线的第一振动运动,并且进行沿相对于第一轴线倾斜定向的第二轴线的第二振动运动,可调部件通过连接组件与保持件连接。这使得可调部件可关于保持件地进行围绕第一转动轴线的扭振运动,并且除扭振运动外也可围绕第二转动轴线偏转。



技术实现要素:

本发明提供了一种具有权利要求1特征的微机械构件和具有权利要求10特征的用于微机械构件的制造方法。

本发明提供了具有可调部件的微机械构件,该可调部件可关于微机械构件的保持件以围绕较大“共振”转角进行的共振运动并同时借助以大“静态”转角进行的准静态振动运动来调整。此外,通过本发明也可实现这样的微机械构件,在这些微机械构件中,可调部件可借助两个共振运动进行调整。通过本发明尤其可以这样构造微机械构件,使得能够实现可调部件共振运动的大的振幅,同时,尽可能小的复位力或弹簧复位力也抵抗可调部件借助准静态振动运动的恒定偏转。如下面更详细实施的那样,首先通过将可调部件有利地耦合/连接到微机械构件的相应悬挂结构上,可在可调部件关于保持件的共振运动期间产生共振增大。因此,可调部件能够以围绕两个转动轴线的较大“共振”和“静态”转角进行调整,因此增大了微机械构件的最大可能的转角。

如下面更详细实施的那样,根据本发明实现的微机械构件可以具有更简单的构造。因此能够更简单地制造根据本发明实现的微机械构件。此外,为了运行根据本发明实现的微机械构件可以使用更简单的驱动器电子装置。

本发明也提供了这样的微机械构件,在这些微机械构件中,实现了用于关于保持件来调整可调部件的三个旋转自由度。此外,对于所有三个旋转自由度来说,可实施可调部件关于保持件的较大“共振”和/或“静态”转角。

在一个有利的实施方式中,悬挂结构包括至少一个弯曲梁。该至少一个弯曲梁可借助至少一个促动器装置可靠地进行固有振动,其中,可容易地求得被激励的固有振动的至少一个振动点的位置。此外,在具有至少一个弯曲梁的悬挂结构中,多个固有振动的振动节点也可以处于相同的位置上。

例如,悬挂结构的唯一一个弯曲梁或悬挂结构的至少一个弯曲梁可以无中断地沿预给定的梁纵轴线延伸。因此可更简单地构造各个弯曲梁。例如,这类弯曲梁可以通过可更简单地实施的蚀刻方法由半导体层构造出来。

在另一个有利的实施方式中,悬挂结构的唯一一个弯曲梁或者悬挂结构的至少一个弯曲梁包括处于第一梁区段和第二梁区段之间的内框,可调部件悬挂在该内框上。第一梁区段和第二梁区段尤其能够沿第一空间方向延伸,其中,可调部件通过至少一个沿垂直于第一空间方向延伸的第二空间方向延伸的弹簧悬挂在内框上。这样构造的悬挂结构是可容易地制造或蚀刻的,并且保证了可调部件关于保持件,例如围绕第一空间方向和第二空间方向的良好的可调性。

同样,悬挂结构的唯一一个弯曲梁或者悬挂结构的至少一个弯曲梁可以构造成蜿蜒曲折形。蜿蜒曲折形弯曲梁也可以进行固有振动,其中,(由于蜿蜒曲折形弯曲梁可较长地构造)较小的复位力抵抗该固有振动。尽管蜿蜒曲折形弯曲梁可较长地构造成用于减小复位力,仍可容易地实现微机械构件的节省空间的设计。

悬挂结构的唯一一个弯曲梁或者悬挂结构的至少一个弯曲梁可以与保持件的锚固区域接触。作为替代方案,悬挂结构的唯一一个弯曲梁或悬挂结构的至少一个弯曲梁也可以至少通过至少一个外弹簧与保持件连接。

该至少一个外弹簧可以例如是至少一个扭转弹簧、至少一个蜿蜒曲折形弹簧、至少一个U形弹簧和/或至少一个双U形弹簧。因此可以使用多个可简单构造的外弹簧,用于将至少一个弯曲梁悬挂到保持件上。然而,与这里所列举的示例不同的形式也能够用于该至少一个外弹簧。

上述优点也可以在实施用于微机械构件的相应制造方法时实现。应指出,该制造方法可根据微机械构件的上述实施方式进行扩展。

附图说明

下面根据附图阐述本发明的其它特征和优点。附图示出:

图1a和1b微机械构件的第一实施方式的示意性图示和微机械构件的

悬挂结构的固有振动的示意性视图;

图2a-2c微机械构件的第二实施方式的示意性图示;

图3a和3b微机械构件的第三实施方式的示意性图示;

图4微机械构件的第四实施方式的示意性图示;

图5a和5b微机械构件的第五实施方式的示意性图示和微机械构件的

悬挂结构的固有振动的示意性视图;

图6微机械构件的第六实施方式的示意性图示;

图7微机械构件的第七实施方式的示意性图示;

图8微机械构件的第八实施方式的示意性图示;

图9微机械构件的第九实施方式的示意性图示;

图10微机械构件的第十实施方式的示意性图示;

图11a至11d可被用作微机械构件的外弹簧的不同弹簧类型的示意性

图示;

图12微机械构件的第十一实施方式的示意性图示;

图13微机械构件的第十二实施方式的示意性图示;

图14微机械构件的第十三实施方式的示意性图示;

图15微机械构件的第十四实施方式的示意性图示;

图16微机械构件的第十五实施方式的示意性图示;和

图17用于阐述用于微机械构件的制造方法的实施方式的流程图。

具体实施方式

图1a和1b示出了微机械构件的第一实施方式的示意性图示和微机械构件的悬挂结构的固有振动的示意性视图。

在图1a中示意性示出的微机械构件具有(仅部分示出的)保持件10和可关于该保持件10调整的部件12。在图1a的实施方式中,可调部件12是配备有镜面14的微镜。然而,可调部件12也可具有其它光学活性面或者沿至少一个空间方向连续由光学活性材料构成。因此,可调部件12例如也可构造成光栅、光束分离器、滤镜和/或棱镜。

可调部件12至少通过悬挂结构16悬挂在保持件10上。在图1a的实施方式中,悬挂结构16是弯曲梁16,该弯曲梁包括处于第一梁区段16a和第二梁区段16b之间的内框18。第一(棍形)梁区段16a和第二(棍形)梁区段16b(直线/无偏离地)沿第一空间方向x延伸。可调部件12借助至少一个弹簧20悬挂在内框18上。至少一个弹簧20沿垂直于第一空间方向x延伸的第二空间方向y’延伸。专门地,在图1a的实施方式中,可调部件12在两个弹簧20之间悬挂在由内框18撑开的内部空间中。

在图1a的实施方式中,弯曲梁16借助锚固区域30与保持件10接触。对于该弯曲梁16可定义一长度L,该长度沿第一空间方向x从锚固区域30延伸直至远离该锚固区域30指向的端部区段32为止。因此,图1a中示出的弯曲梁16可以被称为单侧夹紧的弯曲梁16。弯曲梁16/悬挂结构16在保持件10上的单侧悬挂减少了抵抗弯曲梁16/悬挂结构16的变形、弯曲或扭转的复位力,例如减小了抵抗弯曲梁16/悬挂结构16的扭转偏转的复位力。

微机械构件也包括至少一个促动器装置22a,22b和24。该至少一个促动器装置22a,22b和24这样设计,使得借助至少一促动器装置22a,22b和24的运行可以使悬挂结构16的至少一个第一子区段26a进行沿第一振动轴线28a的第一谐振运动。同时,借助至少一个促动器装置22a,22b和24的运行可以使悬挂结构16的至少一个第二子区段26b进行沿相对于第一振动轴线28a倾斜定向的第二振动轴线28b的第二谐振运动。振动轴线28a和28b优选彼此垂直地定向。在图1a和1b的实施方式中,振动轴线28a和28b尤其是垂直于第一空间方向x延伸,其中,第一振动轴线28a平行于第二空间方向y‘定向,并且第二振动轴线28b垂直于第一空间方向x和第二空间方向y‘。此外,优选至少一个促动器装置22a,22b和24的运行,在该运行中,第一振动运动相对于第二振动运动处于一固定的相位关系。优选,第一振动运动相对于第二振动运动的相位差为90°。

因此,换言之:促动器装置22a,22b和24在至少一个振动平面中产生弯曲梁16的至少一个振动。由促动器装置22a,22b和24激励的振动模式在用于振动平面的图1b中被示出。然而,促动器装置22a,22b和24也在垂直于图1b视图平面延伸的振动平面中产生其它振动模式。

换言之,也可这样描述所应用的促动器原理:产生子区段26a和26b的优选彼此垂直地定向的两个平移的正弦的运动/振动运动。如下面更详细地阐述那样,子区段26a和26b的这些运动/振动运动可以被用于调整可调部件12。

通过至少一个促动器装置22a,22b和24能够以开始描述的方式激励悬挂结构16/弯曲梁16的固有振动S1至S3。尤其既可以在由第一空间方向x和第一振动轴线28a撑开的第一平面中激励悬挂结构16/弯曲梁16的固有振动,又可以在由第一空间方向x和第二振动轴线28b撑开的第二平面中激励悬挂结构16/弯曲梁16的固有振动S1至S3。(悬挂结构16/弯曲梁16的实际振动特性相应于被不同激励的固有振动的叠加。)

在图1b中示意性示出了弯曲梁16/悬挂结构16在第一个固有频率情况下在第二平面中的第一固有振动S1、弯曲梁16/悬挂结构16在第二固有频率情况下在第二平面中的第二固有振动S2和弯曲梁16/悬挂结构16在第三固有频率情况下在第二平面中的第三固有振动S3。(为了更清楚起见,图1b中未画出内框18。)第一固有振动S1不具有振动节点。第二固有振动S2具有振动节点P2(约处于3/4L)。对于第三固有振动S3而言,第一振动节点P31(约处于1/2L)和第二振动节点P32(约处于21/24L)是可求得的。(如果与理想的梁存在偏差,那么振动节点P2,P31和P32的位置可能会推移。)

尤其可以这样选择弯曲梁16的长度L(或其宽度和/或其高度),使得固有振动S1至S3在第二平面(由第一空间方向x和第二振动轴线28b撑开)中的振动节点P2,P31和P32与固有振动在第一平面(由第一空间方向x和第一振动轴线28a撑开)中的振动节点重合。这例如可在第二固有振动S2的振动节点P2为3/4L时或第三固有振动S3的两个振动节点P31和P32为1/2L和21/24L时实现。

可调部件12通过至少一个弹簧20连接到悬挂结构16的至少一个被激励的固有振动S1至S3中的至少一振动节点P2,P31和P32上(以此,该至少一个弹簧20接触悬挂结构16的被激励的固有振动S1至S3的至少一振动节点P2,P31和P32。)。优选,可调部件12通过该至少一弹簧20在(垂直于第二空间方向y‘)定向的第二平面中连接到悬挂结构16的至少一个被激励的固有振动S1至S3的至少一个振动节点P2,P31和P32上。优选,可调部件12通过至少一个弹簧20连接到弯曲梁16/悬挂结构16的至少一个点上,在该点中,固有振动S1至S3在第二平面中的振动节点P2,P31和P32与固有振动在第一平面中的振动节点重合。

在图1a的实施方式中,可调部件12通过至少一个弹簧20连接到弯曲梁的第二固有振动S2在第二平面中的振动节点P2上(第二空间方向y‘经过在图1b中画出的、弯曲梁的第二固有振动S2在第二平面中的振动节点P2延伸。)。在将可调部件12连接到悬挂结构16/弯曲梁16的至少一个可激励的固有振动的至少一个振动节点P2时,会考虑,悬挂结构16/弯曲梁16的至少一个可激励的固有振动的至少一个振动节点P2的位置通常由可调部件12的连接来影响。

借助将可调部件12通过至少一个弹簧20连接到弯曲梁/悬挂结构16的至少一个被激励的固有振动S1至S3的至少一个振动节点P2,P31和P32上,能够可靠地保证,可调部件12可通过进行固有振动S1至S3的悬挂结构16来进行(关于保持件10)围绕作为第一转动轴线34a的第二空间方向y‘的共振运动。

此外,弯曲梁16/悬挂结构16在第一平面中(由第一空间方向x和第一振动轴线28a撑开)的固有振动还产生作用在可调到(围绕第一转动轴线34a的)共振运动的部件12上的力F。力F与弯曲梁16/悬挂结构16在第一平面中的第一偏转振幅和弯曲梁16/悬挂结构16在第二平面中的偏转振幅的乘积成正比。此外,力F垂直于第一平面定向。因此,力F引起作用到可调部件12上的转矩。因此,可调部件12在其(围绕第一转动轴线34a或第二空间方向y‘的)共振运动期间也可(关于保持件10)进行围绕作为第二转动轴线34b的(相对于第一转动轴线34a倾斜定向的)第一空间方向x的(优选准静态)振动运动或转动运动。如图1a所示,两个转动轴线34a和34b(或两个空间方向x和y‘)可彼此垂直地定向。

总之,可调部件12因此能够以较高的、例如在15-30kHz之间的频率(关于保持件10地)围绕第一转动轴线34a/第二空间方向y‘和以明显较小的频率或者以(接近为)零的频率(关于保持件10)围绕第二转动轴线34b/第一空间方向x进行调整。关于引起可调部件12(关于保持件10的)准静态运动的力F的出现的进一步解释,可参考上面已引用的文献DE 10 2011 006 598 A1。

优选,可调部件12这样设计尺寸,使得其关于围绕第一转动轴线34a的共振运动的固有频率(或者说该固有频率的倍数)与弯曲梁16/悬挂结构16的固有振动的至少一个固有频率(或者说这类固有频率的倍数)一致。优选,可调部件12的相应固有频率(或者说该固有频率的倍数)与弯曲梁16/悬挂结构16在由第一空间方向x和第二振动轴线28b撑开的第二平面中的固有振动的至少一个固有频率(或者说这类固有频率的倍数)一致。以此,能够以简单的方式在围绕关于保持件10的第一转动轴线34a来调整可调部件12时实现振幅增大。在图1b中画出的角度α16指出了在第二平面中进行其第二固有振动S2中的弯曲梁16在振动节点P2上的正弦倾斜。此外,图1b中也画出了角度α12,该角α12示出了同时引起的可调部件围绕第一转动轴线34a的关于其静止位置/保持件10的倾斜。可以看出,通过合适地确定可调部件12关于围绕第一转动轴线34a的共振运动的固有振动,能够引起比角度α16明显增大的角度α12。

在图1的实施方式中,微机械构件具有作为至少一个促动器装置22a,22b和24的压电元件22a,22b和24。为了激励第一子区段26a沿第一振动轴线28a的第一谐振运动,将两个(条形)压电元件22a和22b安装到第一子区段26a的平行于第一振动轴线28a定向的一个面上,其中,两个压电元件22a和22b中的第一压电元件22a处于第二平面的第一侧上,并且两个压电元件22a和22b中的第二压电元件22b处于第二平面的第二侧上。在运行时,这两个压电元件22a和22b以180°的相位差被操控。可以这种方式实现的第一子区段26a的平行于第一振动轴线28a定向的面的各个侧的弯曲引起第一子区段26a(或弯曲梁16)的第一谐振运动。

第二子区段26b沿第二振动轴线28b的第二谐振运动可借助(条形)压电元件24引起,该压电元件24被安装在第二子区段26b的垂直于第二振动轴线28b定向的面上。在运行时,压电元件24可周期性地被压缩,这引起第二子区段26b的垂直于第二振动轴线28b定向的面的周期性压缩。这会触发第二子区段26b(或弯曲梁16)的第二谐振运动。

需指出的是,仅示例性地阐释作为(条形)压电元件22a,22b和24的至少一个促动器装置22a,22b和24的构造。例如,也可以使用至少一个静电作用的叉指电极、至少一个板电极和/或至少一个电磁促动件,用于激励子区段26a和26b的振动运动。

图2a-2c示出了微机械构件的第二实施方式的示意性图示。

在图2a中以平行于第一空间方向x定向的侧视图和在图2b中以平行于第二空间方向y‘定向的侧视图示意性示出的微机械构件具有作为至少一个促动器装置40a至40d的四个压电元件40a至40d。如在图2c中可以看到的那样,四个压电元件40a至40d分别这样布置在弯曲梁16的(第一)子区段26a上,使得(第一)子区段26a的每个外侧刚好承载一个压电元件40a至40d。四个压电元件40a至40d中的第一对压电元件40a和40b处于(第一)子区段26a的垂直于第一振动轴线28a定向的外侧上。四个压电元件40a至40d中的第二对压电元件40c和40d布置在(第一)子区段26a的垂直于第二振动轴线28b延伸的外侧上。

四个压电元件40a至40d这样连接,使得,如果同一对的第一压电元件40a和40c被压缩,那么同一对的第二压电元件40b和40d就会膨胀。相应地,如果同一对的第一压电元件40a和40c膨胀,那么同一对的第二压电元件40b和40d就会被压缩。结果,(第一)子区段26a弯曲。如果以90°的相位差操控两对压电元件40a至40d,那么得到(第一)子区段26a(或弯曲梁16)的“呼啦圈”运动,该“呼啦圈”运动通过箭头42表示。在具有压电元件40a至40d的面之间中心地延伸的中心轴线的点在“呼啦圈”运动期间实施椭圆运动(优选圆形运动)。这也可这样描述:(第一)子区段26a可进行沿第一振动轴线28a的第一谐振运动和沿相对于第一振动轴线28a倾斜定向的第二振动轴线28b的第二振动运动。以这种方式也能够激励弯曲梁16在第一平面的固有振动和弯曲梁16在第二平面的固有振动S1至S3。如上所述,这引起可调部件12(关于保持件10)围绕第一转动轴线34a(或第二空间方向y‘)的共振运动和可调部件12(关于保持件10)围绕第二转动轴线34b(或第一空间方向x)的准静态振动运动。可调部件12的准静态振动运动在图2b中借助角度β示意性地(在截面图中)示出。

图3a和3b示出了微机械构件的第三实施方式的示意性图示。

与上述实施方式相反,图3a和3b的实施方式的弯曲梁16具有与保持件10相邻构造的局部收缩的区段44。通过构造这类局部收缩的区段44,尤其在弯曲梁16围绕第一空间方向x的转动运动时可减小弯曲梁16的扭转刚度。

图4示出了微机械构件的第四实施方式的示意性图示。

在图4中示意性表示的微机械构件具有作为悬挂结构50的(单侧夹紧的)弯曲梁50,该弯曲梁无中断地(无偏离地)沿作为预给定的梁纵轴线的第一空间方向x延伸。弯曲梁50也可称为直线(无框)弯曲梁50。专门地,弯曲梁50可理解为棍形弯曲梁50。

可调部件12直接连接在悬挂结构50/弯曲梁50的至少一个(可借助未示出的至少一个促动器装置来激励的)固有振动S1至S3的至少一个振动节点P2上。可调部件12尤其可直接固定在弯曲梁50的外侧上。在图4的实施方式中,可调部件12示例性地直接固定在弯曲梁50的平行于第一空间方向x(和垂直于第二振动轴线28b)定向的外侧上。

在可调部件和弯曲梁50之间的连接部位优选这样小平面地构造,使得弯曲梁50的振动特性几乎不受/不受影响。在将可调部件12连接到悬挂结构50/弯曲梁50的至少一个可激励的固有振动的至少一个振动节点P2时会考虑,悬挂结构50/弯曲梁50的至少一个可激励的固有振动的至少一个振动节点P2的位置通常由可调部件12的连接影响。以可选的方式,可调部件12也可以包括连接柱,该连接柱底部位于至少一个处于弯曲梁50/悬挂结构50的外侧上的振动节点P2上。

在图4的实施方式中,也利用两个垂直的平移正弦运动(作为振动运动/外部激励振动)使将弯曲梁50进行它的在第一平面中的固有振动和它的在第二平面中的固有振动S1-S3。在被激励的振动运动之间的恒定的、优选为90°的相位差的情况下,在平均时间内得到围绕第一空间方向x的转矩。在图4的实施方式中,可调部件12也能够进行关于保持件10的围绕第一转动轴线34a(以较高频率的)共振运动和围绕第二转动轴线34b(以明显较低频率的)准静态振动运动/转动运动。

在这种情况下也能实现可调部件12的大振幅,因此,通过可调部件12偏转的光束可大角度偏转。

图5a和5b示出了微机械构件的第五实施方式的示意性图示和微机械构件的悬挂结构的固有振动的示意性视图。

借助图5a和5b示意性表示的弯曲梁16无夹紧地处于保持件10上。取而代之,作为悬挂结构16的弯曲梁16至少通过至少一个(未示出的)外弹簧与保持件10连接。弯曲梁16沿第一空间方向x的彼此间隔最远的两个端部区段32a和32b的间距限定了弯曲梁16的长度L。尤其,弯曲梁16的两个端部区段32a和32b可以是自由存在(即不与至少一个外弹簧机械接触)。图5a和5b中示出的弯曲梁16可以因此被描述为双侧自由弯曲梁16。

如根据图5b可以看出的那样,双侧自由弯曲梁16也可以进行它的在第一平面中的固有振动和它的在第二平面中的固有振动。对于可激励的固有振动而言,图5b中示出了具有两个位于中心外的振动节点PH11和PH12的第一呼啦圈振动模式H1以及具有位于中心的振动节点PH21和两个位于中心外的振动节点PH22和PH23的第二呼啦圈振动模式H2。(为了更清楚起见,在图5b中未画出内框18。)

在图5a和5b的实施方式中,可调部件12通过至少一个弹簧20连接在被激励的弯曲梁16的第一呼啦圈振动模式H1的位于中心外的振动节点PH11或PH12上。因此,图5a和5b的实施方式也保证了上述优点。

此外,可调部件12也可以(如图4画出的那样)无该至少一弹簧20地连接在弯曲梁16上。

图6示出了微机械构件的第六实施方式的示意性图示。

在借助图6示意性示出的微机械构件中,可调部件12通过至少一个弹簧20连接到弯曲梁16的第二呼啦圈振动模式H2的位于中央的振动节点PH21上。(内框18的位置或者说梁区段16a和16b的长度相应地进行匹配。)借助这类连接也可实现上述优点。

为了完整性应指出,可调部件12在该实施方式中也可以无该至少一弹簧20地连接在弯曲梁16上。

图7示出了微机械构件的第七实施方式的示意性图示。

图7的微机械构件是前述实施方式的扩展方案。图7的弯曲梁16的两个端部区段32a和32b通过各一个外弹簧52与保持件10连接。对于每个外弹簧52而言,弹簧直线经过其在保持件10上的锚固点和经过其在弯曲梁16上的锚固点沿第一空间方向x延伸。

专门地,每个外弹簧52构造成双U形弹簧52。每个双U2形弹簧52在沿弹簧直线延伸的第一弹簧纵区段和沿弹簧直线延伸的第二弹簧纵区段之间具有两个U形弧,这两个U形弧这样构造,使得U形弧远离弹簧直线地指向。但是,这里描述的作为双U形弹簧52的外弹簧52的构造应当仅示例性地被阐释。

通过在使用双U形弹簧52的情况下将弯曲梁16的两侧连接到保持件10上,可实现弯曲梁16的较软悬挂。这使上述呼啦圈振动模式H1和H2及扭转偏转的激励变容易。

图8示出了微机械构件的第八实施方式的示意性图示。

在图8的实施方式中,弯曲梁16通过四个外弹簧52与保持件10连接。四个外弹簧52中的两个在梁区段上构造的端部区段32a或32b和内框18之间分别这样锚固在各一个梁区段16a和16b上,使得相应的梁区段16a或16b处于两个外弹簧52之间,并且两个外弹簧52的弹簧直线重合。所有四个外弹簧52的弹簧直线都垂直于第一空间方向x定向。

弯曲梁16借助与端部区段32a和32b间隔的外弹簧52的悬挂附加地使呼啦圈振动模式H1和H2的激励变容易。附加地也可容易地激励扭转偏转。

在图8的微机械构件中,外弹簧52也被构造成双U形弹簧52。然而,外弹簧52的这类构造应当仅示例性地被阐释。

图9示出了微机械构件的第九实施方式的示意性图示。

图9的微机械构件是前述实施方式的扩展方案。在图9的实施方式中,弯曲梁16通过四个外弹簧52与外框54连接。此外,锚固在保持件10上的其它两个外弹簧56沿第一空间方向x在外框54的两侧延伸。以这种方式也能够实现弯曲梁的“软的”弹簧悬挂,以便实现扭转偏转。

图10示出了微机械构件的第十实施方式的示意性图示。

图10的实施方式具有无中断地(无偏离地)沿第一空间方向x(作为预给定的梁纵轴线)延伸的弯曲梁50。可调部件12直接连接到悬挂结构50/弯曲梁50的呼啦圈振动模式H2的至少一个振动节点PH21上。可调部件12尤其可以直接固定在弯曲梁50的外侧上。

在弯曲梁50的两个端部区段32a和32b上各锚固一个外弹簧52。弯曲梁50通过两个外弹簧52与保持件10连接。在图10的实施方式中,外弹簧52也是双U形弹簧52,其弹簧直线沿第一空间方向x延伸。然而,外弹簧52的这类构造应当仅示例性被阐释。

此外,图10的实施方式也能相应于图8和9的上述微机械构件来改变和扩展。

图11a至11d示出了可被用作微机械构件的外弹簧的不同弹簧类型的示意性图示。

如根据图11a至11d可以看出的那样,至少一个外弹簧可以是至少一蜿蜒曲折形弹簧58和60(图11a和11d)、至少一个U形弹簧62(图11b)和/或至少一个双U形弹簧52(图11c)。尤其可以使用不同类型的蜿蜒曲折形弹簧58和60作为至少一个外弹簧。在图11a的实施方式中,这些弧远离蜿蜒曲折形弹簧58的弹簧直线指向。相反,在图11d的实施例中,蜿蜒曲折形弹簧60的弧部分相对于其在保持件10上的锚固点且部分相对于其在弯曲梁16上的锚固点指向。

图12示出了微机械构件的第十一实施方式的示意性图示。

在图12中示意性示出的微机械构件具有由两个弯曲梁72构成的悬挂结构70。这两个弯曲梁72中的每一个分别具有接触保持件10的锚固区域30。此外,可调部件12通过各一个弹簧20与两个弯曲梁72中的每一个连接,其中,弹簧20中的每一个在固有振动的至少一个振动节点上与相应的弯曲梁72接触,由两个弯曲梁72构成的悬挂结构70可进行该固有振动。可调部件12因此通过由两个弯曲梁72构成的悬挂结构70在两侧悬挂在保持件10上。在该实施方式中,两个弹簧20也沿第二空间方向y’定向。

悬挂结构70的两个弯曲梁72构造成蜿蜒曲折形。两个弯曲梁72中的每一个都具有第一端部区段72a,该第一端部区段72a的锚固区域30接触保持件10。每个弹簧20接触至少一个固有振动的位于相应弯曲梁72的第二端部区段72b上的振动节点。两个第一端部区段72a沿第一空间方向x延伸,而两个第二端部区段72b中的每个(相对于第一端部区段72a侧向放置)平行于第一空间方向x定向。每个第一端部区段72a通过线圈形中间区段72c与对应的第二端部区段72b连接。然而应当指出,在同一个弯曲梁72的第一端部区段72a和第二端部区段72b之间也可以存在多个线圈形中间区段72c。

尽管可调部件12的两侧悬挂,借助两个蜿蜒曲折形弯曲梁72的较大总长度实现了图12的微机械构件的可调部件12的“软的”悬挂,该总长度(几乎)等于第一端部区段72a的长度、线圈形中间区段72c的长度和第二端部区段72b的长度之和。借助两个蜿蜒曲折形弯曲梁72的蜿蜒曲折形构造,尤其能够较小地构造微机械构件,尽管两个蜿蜒曲折形弯曲梁72的总长度较大。

在图12中画出的箭头71表示微机械构件各元件的振动运动。

图13示出了微机械构件的第十二实施方式的示意性图示。

在图13的实施方式中,可调部件12通过各一个弹簧20连接到微机械构件的两个弯折的弯曲梁74的两个第二端部区段74b上。两个第二端部区段74b分别垂直第二空间方向y’延伸,两个弹簧沿该第二空间方向y’延伸。每个第二端部区段74接触同一个弯曲梁74的第一端部区段74a。然而,第一端部区段74a相对于第二端部区段74b倾斜地定向。例如,同一个弯曲梁74的第二端部区段74b和相应的第一端部区段74a之间可以存在90°的角度。由两个弯折的弯曲梁74构成的悬挂结构70也保证了上述优点。

图14示出了微机械构件的第十三实施方式的示意性图示。

在图14的实施方式中,悬挂结构70的两个弯曲梁76中的每一个的两个第二端部区段76b沿垂直于第二空间方向y’定向的第二转动轴线34b来定向。悬挂结构70的两个弯曲梁76中的每一个的第一端部区段76a通过中间区段76c与对应的第二端部区段76b连接。中间区段76c可垂直于同一个弯曲梁76的端部区段76a和76b定向。图14的实施方式的弯曲梁76也因此具有波纹(或弯折)形式。

图15示出了微机械构件的第十四实施方式的示意性图示。

在图15的实施方式中,悬挂结构70的每个弯曲梁78的第二端部区段78b比同一个弯曲梁78的第一端部区段78a构造得更短。此外,每个弯曲梁78的第二端部区段78b平行于同一个弯曲梁78的第一端部区段78a的子区段延伸。弯曲梁78的两个端部区段78a和78b通过与此垂直定向的中间区段78c相互连接。

尽管微机械构件的构造更节省面积,图15中表示的微机械构件的两个弯曲梁78的构造仍允许两个弯曲梁78的较大总长度。因此在不增加微机械构件的安装空间需求情况下可减小两个弯曲梁78的弹簧刚度。

图16示出了微机械构件的第十五实施方式的示意性图示。

在图16的实施方式中,在同一个弯曲梁80的每个第一端部区段80a和相应的第二端部区段80b之间存在三个中间区段80c至80e,其中,这三个中间区段80c至80e中的每一个以90°的角度相对于至少一个相邻的中间区段80c至80e倾斜地定向。此外,由两个端部区段80a和80b接触的中间区段80c和80e垂直于所接触的端部区段80a或80b定向。也可这样描述:图16的微机械构件的两个弯曲梁80螺旋状盘绕地构造。尽管每个弯曲梁80的总长度(几乎相当于两个端部区段80a和80b的单个长度和三个中间区段80c至80e的单个长度之和)较大,在图16的实施方式中,可调部件12仅需要较小的悬挂面积。因此,图16的微机械构件尤其构造得节省空间和安装空间。

上述微机械构件可以例如用在扫描仪中。借助这类扫描仪,光束,例如激光束能够以高的频率围绕预给定的第一轴线和以较低的恒定频率或者静态地(根据激励频率及其相位关系)围绕预给定的第二轴线偏转。替代地,上述微机械构件也可以用在微镜、光学开关或光学复用器中。

图17示出了用于阐述微机械构件的制造方法的实施方式的流程图。

所有上述微机械构件都可借助至少下述方法步骤St1和St2来制造。然而,该制造方法的可实施性不限于制造微机械构件。

在方法步骤St1中,构成可关于微机械构件的保持件来调整的部件,其中,可调部件(至少)通过悬挂结构悬挂在保持件上。在另一方法步骤St2中,至少一个促动器装置这样构成,使得在微机械构件运行时借助至少一个促动器装置,悬挂结构的至少一个第一子区段可进行沿第一振动轴线的第一谐振运动,并且悬挂结构的至少一个第一子区段和/或至少一个第二子区段可进行沿相对于第一振动轴线倾斜地定向的第二振动轴线的第二谐振运动。以这种方式这样激励悬挂结构的固有振动,使得可调部件通过进行固有振动的悬挂结构来进行围绕第一转动轴线的谐振运动和围绕相对于第一转动轴线倾斜地定向的第二转动轴线的准静态振动运动中。为了实现上述优点,在方法步骤St1中,可调部件直接或通过至少一个弹簧连接在悬挂结构的至少一个被激励的固有振动的至少一个振动节点上。

该方法步骤St1和St2能够以任意顺序或(至少部分地)同时实施。

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