Низковольтный микрожидкостный привод, приводимый в действие изменением натяжения - RU2020105704A

1. Привод, приводимый в действие натяжением, содержащий опорную конструкцию, образованную периферийной ограниченной стенкой, по меньшей мере частично ограничивающей камеру текучей среды; первую эластичную диафрагму, прикрепленную с натяжением к опорной конструкции и ограждающую камеру текучей среды с опорной конструкцией; текучую среду, расположенную в камере текучей среды; и конструкцию устройства изменения натяжения, прикрепленную к первой эластичной диафрагме, причем конструкция устройства изменения натяжения находится под натяжением с первой эластичной диафрагмой, причем конструкция устройства изменения натяжения выполнена с возможностью в ответ на приложение к ней электрического поля переходить из натянутого положения диафрагмы в ослабленное положение диафрагмы, так что конструкция устройства изменения натяжения деформируется и сжимается в размере, тем самым уменьшая натяжение первой эластичной диафрагмы, так что давление текучей среды вызывает отклонение участка первой эластичной диафрагмы.

2. Привод по п. 1, дополнительно содержащий ограждающий участок, поддерживаемый вокруг опорной конструкции и дополнительно ограждающий камеру текучей среды.

3. Привод по п. 2, в котором ограждающий участок содержит жесткую опорную конструкцию, соединенную с опорной конструкцией или образованную в виде ее части.

4. Привод по п. 2, в котором ограждающий участок содержит вторую эластичную диафрагму.

5. Привод по п. 4, в котором каждая эластичная диафрагма содержит оптически прозрачную мембрану и в котором текучая среда содержит оптически прозрачную текучую среду, так что привод, приводимый в действие натяжением, работает как оптическая линза, в котором приведение в действие привода, приводимого в действие натяжением, меняет фокусное расстояние оптической линзы за счет перемещения первой эластичной диафрагмы.

6. Привод по п. 5, в котором каждая из оптически прозрачных мембран имеет модуль упругости Юнга от 500 Па до 100 МПа.

7. Привод по п. 1, в котором конструкция устройства изменения натяжения представляет собой катушку, содержащую сплав с памятью формы (SMA) или пьезоэлектрик.

8. Привод по п. 1, в котором текучая среда находится под давлением и ограничивает фиксированный объем текучей среды до и после отклонения первой эластичной диафрагмы.

9. Привод по п. 1, в котором конструкция устройства изменения натяжения выполнена с возможностью электрически соединяться с источником питания, способным изменять электрическое поле, приложенное к конструкции устройства изменения натяжения, тем самым динамически управляя величиной натяжения и отклонения первой эластичной диафрагмы.

10. Привод по п. 1, в котором опорная конструкция содержит по меньшей мере одно отверстие для текучей среды для введения текучей среды в камеру текучей среды во время сборки привода, приводимого в действие натяжением, причем по меньшей мере одно отверстие текучей среды уплотнено от внешней среды после введения и приложения давления текучей среды, тем самым уплотняя камеру текучей среды таким образом, чтобы текучая среда не вводилась в камеру текучей среды или не удалялась из нее после уплотнения.

11. Привод по п. 1, в котором натяжение первой эластичной диафрагмы выполнено с возможностью управляться изменением электрического поля, приложенного к конструкции устройства изменения натяжения.

12. Привод по п. 7, в котором катушка имеет диаметр от 50 микрометров до 200 микрометров.

13. Привод по п. 7, в котором катушка имеет диаметр менее 200 микрометров, и в котором первая эластичная диафрагма имеет толщину менее 2 микрометров, и в котором текучая среда имеет натяжение мембраны менее 50 Н/м.

14. Привод по п. 7, в котором катушка включает в себя от 2 до 8 по существу концентрических витков катушки.

15. Привод по п. 1, в котором конструкция устройства изменения натяжения содержит проволоку SMA, имеющую первую длину в мартенситном состоянии и вторую длину в аустенитном состоянии, причем вторая длина меньше первой длины.

16. Привод по п. 1, в котором первая эластичная диафрагма находится в натянутом состоянии и предварительно вытянута, когда прикреплена к опорной конструкции, таким образом, помещая конструкцию устройства изменения натяжения в натянутое состояние, так что сжатие конструкции устройства изменения натяжения приводит к тому, что внутренняя сила давления текучей среды вдоль плоскости первой эластичной диафрагмы уменьшает натяжение на участке эластичной диафрагмы, чтобы вызывать отклонение первой эластичной диафрагмы.

17. Привод по п. 1, дополнительно содержащий источник питания, электрически соединенный с конструкцией устройства изменения натяжения.

18. Система фокусирующей линзы, содержащая по меньшей мере один привод, приводимый в действие натяжением, как указано в п. 1.

19. Система фокусирующей линзы по п. 18, в которой опорная конструкция содержит оправу для очков и в которой эластичная диафрагма содержит оптически прозрачную мембрану, а текучая среда содержит оптически прозрачную текучую среду, причем система фокусирующей линзы дополнительно содержит микроконтроллер, соединенный с оправой и выполненный с возможностью облегчать приведение в действие по меньшей мере одного привода, приводимого в действие натяжением, для перемещения и для регулировки фокусного расстояния по меньшей мере одного привода, приводимого в действие натяжением.

20. Микрожидкостный клапан, содержащий по меньшей мере один привод, приводимый в действие натяжением, как указано в п. 1, ориентированный с микрожидкостным каналом и расположенный таким образом, что канал закрыт в ослабленном положении диафрагмы и открыт в натянутом положении диафрагмы.

21. Привод, приводимый в действие натяжением, для динамического изменения фокусного расстояния, содержащий опорную конструкцию, образованную периферийной ограниченной стенкой, по меньшей мере частично ограничивающей камеру текучей среды; первую прозрачную эластичную диафрагму, прикрепленную, при натяжении, к одной стороне опорной конструкции; вторую прозрачную эластичную диафрагму, прикрепленную к другой стороне опорной конструкции, так что опорная конструкция и первая и вторая прозрачные эластичные диафрагмы ограничивают камеру текучей среды; прозрачную текучую среду, расположенную в камере текучей среды, причем прозрачная текучая среда находится под давлением для приложения силы к первой и второй прозрачным эластичным диафрагмам; конструкцию катушки устройства изменения натяжения, прикрепленную к первой прозрачной эластичной диафрагме; и источник питания, электрически соединенный с конструкцией катушки устройства изменения натяжения, причем конструкция катушки выполнена деформируемой и сжимаемой при приложении электрического поля к конструкции катушки, тем самым уменьшая натяжение первой прозрачной эластичной диафрагмы, так что давление текучей среды вызывает отклонение участка первой прозрачной эластичной диафрагмы, чтобы изменять фокусное расстояние привода, приводимого в действие натяжением.

22. Привод по п. 21, в котором степень отклонения первой прозрачной эластичной диафрагмы соответствует величине натяжения первой прозрачной эластичной диафрагмы, величине напряжения, приложенного к конструкции катушки, величине давления текучей среды в прозрачной текучей среде и числу витков конструкции катушки.