薄型直线超声微电机构造理论和技术研究

高档相机照像镜头模组的驱动需求推动了超声电机技术的快速发展，超声电机一半以上的市场份额在镜头领域。近年来，这种需求正逐步往手机变焦镜头模组迁移。本申请以满足手机变焦镜头模组狭小空间里的长行程精密直线驱动需求为出发点，探索利用压电厚膜技术构造扁平化的中空超薄直线型超声微电机的理论和技术。与现有电机相比，该微电机具有轴向尺寸小，结构中空，驱动电压低，电机效率高等优点。本项目将在申请人前期工作的基础上进行深入、系统的研究，包括：研究薄型直线超声电机定子的构造机理；建立包含摩擦接触界面的机电耦合动力学模型，精确评估定子的振动特性和电机的输入输出特性；研究压电厚膜定子的工艺方法；研制微型驱动、控制电路，设计、制造原型样机，探索其在手机镜头变焦系统中的应用。该微电机扩展了直线超声驱动的原理。作为一种通用基础性原件，该微电机特别适用于狭小空间里的精密驱动。本项研究成果将拥有自主知识产权和良好的应用前景。

手机变焦镜头模组市场需求巨大，本项目探索手机镜头模组变焦驱动技术，研究薄型超声直线微电机的构造机理和应用方法，以满足模组狭小空间里的长行程精密直线驱动需求。主要研究内容包括：薄型直线超声电机定子的构造机理；建立包含摩擦接触界面的机电耦合动力学模型，精确评估定子的振动特性和电机的输入输出特性；研究压电厚膜定子的工艺方法；研制微型驱动、控制电路，设计、制造原型样机，探索其在手机镜头变焦系统中的应用。压电厚膜和叠层压电陶瓷等技术的应用使得微电机定子的驱动电压降到40伏以下，所提出的面内行波驱动理论丰富和发展了超声电机的基础理论，多轴驱动技术满足了手机变焦模组的长行程驱动需求。作为一种通用基础性原件，该微电机特别适用于狭小空间里的精密驱动。本项核心技术已申请国际PCT专利，拥有自主知识产权，已与中兴通讯等公司签订战略合作协议，具有良好的应用前景。