NATO Advanced Study Institute RESPONSIVE SYSTEMS … / MEMS Course Brussels, September 10-19, 2001
Laboratoire de Mécanique Appliquée – UMR CNRS 6604 – Université de Franche Comté Institut des Microtechniques de Franche Comté
7 Actuator Arrays Controlled with
Programmable Vector Fields
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Laboratoire de Mécanique Appliquée – UMR CNRS 6604 – Université de Franche Comté Institut des Microtechniques de Franche Comté
MEMS-Based Actuator Arrays May Allow
Significant Mechanical Power to be Exchanged With the External World…
Toward “Smart & Interactive” MEMS-Based Actuator Arrays Using IC-Compatible
Underground Electronic Layer
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Laboratoire de Mécanique Appliquée – UMR CNRS 6604 – Université de Franche Comté Institut des Microtechniques de Franche Comté
Parallel Micromanipulators as a Research Vector Toward MEMS- Based Smart Structures
(a)
(b)
(c)
Architecture matérielle multicouche
Electronique Intégrée Connectique Microcapteurs Microactionneurs
Interconnection Layer Underground IC Layer Microsensors Microactuators
Concept From K.F. Böhringer [COH 98] / University of Washington
Concept From H. Fujita [FUJ 96] / IIS - The University of Tokyo
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Laboratoire de Mécanique Appliquée – UMR CNRS 6604 – Université de Franche Comté Institut des Microtechniques de Franche Comté
Limitations of Conventional Motive Surfaces Using Vibrating Plates
Unidirectional Motive Surface using
Conventional Vibrating Plates “Flexible” Part Feeder using Multi-Mode Shape Vibrating Plates.
From Robotics &Vision Systems Lab. Cornell University
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Laboratoire de Mécanique Appliquée – UMR CNRS 6604 – Université de Franche Comté Institut des Microtechniques de Franche Comté
Toward Parallel Manipulation Using Mechanical Modulation of MEMS-Based Surface Properties
Doc. LMARC / web site: www.micromachines.univ-fcomte.fr
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Unidirectional Air-Flow Conveyance System
Actionneur élémentaire
Flux d'air orienté Direction de
convoyage Charge
(a): Concept à une dimension du système de convoyage
off off
on off
Pression
Flux d'air Flux d'air
Pression (b)
(c) distribution de pression
distribution de pression basé sur le contrôle du flux d'air.
Principe de fonctionnement (vue en coupe):
(b) Etat initial. (c) Lorsque la tension est appliquée à une électrode de fermeture du canal.
From [KON 94] / IIS – The University of Tokyo
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Unidirectional Ciliary Motion System using Thermal Actuation
A A A A
A A A A
A A A A
A A A A
A A A A
o ff o ff
o ff
o ff
o ff o ff o n
o n o n
o n
In crém ent de dép lacem en t C h arg e
A: A ction n eur
From [ATA 93] / IIS – The University of Tokyo
Operating Mechanism SEM Micrograph of Polyimide Bimorph Actuators
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Unidirectional Conveyance System Using Distributed Electrostatic Actuators
Conveyance of Micro Parts Using Distributed Contact Interactions Positioning Resolution in the nanometer range
Out-of Plane Mechanical Oscillations: < 1 nm
Doc LMARC / web site: www.micromachines.univ-Fcomte.fr Moving Part: φ 500µm
500 µm
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Two Dimensional Conveyance System Combining Unidirectional Actuation Cells
South
South
East
East North
North West
West Elementary Scratch Drive Actuator
: 500 µm
Web site: www.micromachines.univ-fcomte.fr
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First CMOS Integrated Parallel Micromanipulator
(b)
Aluminum 105µm 39µm Polyimid (low thermal coefficient)
Silicon Nitride (PECVD) Resistance Ti-W 107 µm
Polyimid (high thermal coefficient)
Base (a)
(a)
(b)
From Center for Integrated Systems / Stanford University
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Toward Parallel Sorting Strategies using Tactile Shape Recognition
Actuators Sensor
: 1 mm
Digital Part Footprints
