摘要：超微電動機能夠滿足電機向微型化、低速和高精度等方面的發展需要，因而近年來成為國內外學者的研究熱點。文章綜述了各種超微電動機的原理、發展現狀及應用領域，詳細比較和分析了各種超微電動機的優缺點。超微電動機的研發和優化對醫學、航天和機器人等領域的研究具有重要的意義和價值。
    關鍵詞：超微電動機，靜電，電磁，壓電超聲波，磷致伸縮，形狀記憶合金
   
0概述
    隨著超微電動機技術、電力電子技術的高速發展及集成電路制造技術的日趨成熟，可應用集成電路制造技術加工微型可動構件并將其應用于微系統中，逐步形成微機電系統。微機電系統主要包括微型結構、控制器、動力源、傳感器以及微執行器等部分。微執行器是微機電系統重要的動力構件，可通過靜電力、電磁力、壓電力、熱膨脹力、磁致伸縮、電液驅動、超聲波以及形狀記憶合金膜片等驅動。微執行器的核心部件是超微電動機，在微執行器中占主導地位。1988年加利福尼亞大學巴庫勒依學院開發出一個僅有頭發絲直徑大小的靜電超微電動機，立即引起了國內外對超微電動機的廣泛關注。近年來，包括我國在內的許多國家在超微電動機領域中進行了大量的研究，各國科學家相繼研發出具有多種驅動力輸出形式和用于各種微機械系統的超微電動機”。本文對各種驅動形式的超微電動機的原理、性能及應用做了較詳盡的分析和比較。
1超微電動機的驅動機理及研究現狀
l 1靜電電動機
1 1 1工作原理及特性
  靜電電動機是利用電荷間的引力和斥力的相互
收稿日期：2008．08．29作用順序驅動電機產生平移或旋轉運動。靜電力屬
于表面力，與器件尺寸的二次方成反比，在尺寸微小化時，能產生很大的能量。其結構簡單，沒有磁性材
料和線圈。采用電壓或電荷控制，器件的制作工藝
與集成電路工藝相兼容，便于實現系統集成，目前已成為微機電系統微驅動器發展的重要趨勢。靜電電動機按照電動機運動部分材料和設計特點可分為介質電機和導電極板電機(即變電容型電機)，變電容型電機包括頂驅動電機、側驅動電機、擺動電機及法蘭盤電機，按照運行方式的不同可分為旋轉電機和直線步進電機，根據電機運動部分所處的媒質不同可將電動機分為液體驅動電機和氣體驅動電機變電容型靜電電動機因其結構和原理簡單，備受人們關注。
1 1 2研究現狀及應用
1 1 2 1研究現狀
    靜電電動機具有漫長的發展歷史。在電磁電機
誕生一百多年前，愛爾福特的哲學教授(抽r-don發明龜鈴巢置，這可看作是靜電電動機的雛形”之后很長一段時間靜電電動機的研究進展緩_Lv 20世紀90年代，美國、德國、意大利、英國等歐美國家及日本、韓國、中國等都大力開展靜電電動機的研究。日本和美國是目前靜電電動機研發最為先進的國家。電機結構上，日本主要研究直線型靜電電動機，而美國等國家主要研究旋轉型電機，加工方式上，日本主要采用傳統機械加工手段金屬與塑料部件的切削、研磨)：美國主要采用硅表面微細加工技術：而德國則以L IGA德文光刻、電鑄、塑鑄)技術為代表，采用電鑄成型和鑄塑的方法形成深層微結構。
    靜電力與尺寸的平方成反比，隨著尺寸的減小而增大。根據靜電力的這種特性，各國學者紛紛致力于超微靜電電動機的研究，電機尺寸一般為毫米或亞毫米。美國學者研制出轉子半徑75、125 pm的凸極多晶硅表面晃動超微電動機，****轉速可達35 ：加拿大學者研制出轉子直徑約60 pm
的靜電步進超微電動機，其結構如圖l所示；日本學者MatSuzaki K等研制出轉子半徑為300 pm的毫米尺寸電機。但這些電機存在的****問題是輸出轉矩過小，約為l×10州Nm數量級，定轉子耐直線型電機為動子)問摩擦較大、壽命短，離實用化有很大差距。為此，各國學者開始研發高轉矩、大的
力體積比、小摩擦、高可靠性的靜電電動機。這些性能的改進，主要通過開發新型結構的電機來實現。為提高電機的輸出轉矩，提出雙定子結構的靜電電動機，目前研究的靜電電動機輸出矩可達到l×10～、l×10。Nm數量級：為提高力體積比，日本學者提出多層多元件疊式結構超微電動機，通過多個小元件集成，電機輸出推力可隨任何一個元件尺寸的減小及數量的增加而增大，獲得的高力體積比可與常規電機相比擬，日本研制出推力可到達幾十至幾百牛的靜電電動機：為減小摩擦：瑞士、日本等的學者提出靜電懸浮結構的電機，使轉子懸浮于定子上面或下面從而減小接觸摩擦：日本學者還提出在直線薄膜靜電電動機的定子和動子問分散地放置直徑為幾微米的玻璃珠減小摩擦的方法。圖2為日本學者Higu等研制雙激勵多相靜電驅動的
薄膜直線電機結構示意圖M，電機可產生4 4 N的推力，當將電機制成50層薄膜電機組成的疊式結構時可產生320N的推力。