控制装置和运动机构

摘要

本发明实施例涉及电机技术领域，公开了一种控制装置和运动机构。本发明中，控制装置，包括：底座、固定在底座上的多个制动件、与多个制动件分别一一对应的多个承载板、与多个承载板分别一一对应的多个连接件；承载板通过连接件连接至底座，且位于制动件上方；制动件致动承载板时，连接件发生形变，承载板相对于底座可动；制动件用于控制承载板靠近底座，使承载板上固定的电机定子与位于电机定子上方的电机动子分离，或者，制动件用于控制承载板远离底座，使电机定子与所述电机动子接触，使得控制不同方向运动的电机可以位于同一平面，且用于控制不同方向运动的电机可以相互独立，工作时互不影响。

权利要求

1.一种控制装置，其特征在于，包括：底座、固定在所述底座上的多个制动件、与所述多个制动件分别一一对应的多个承载板、与所述多个承载板分别一一对应的多个连接件；

所述承载板通过所述连接件连接至所述底座，且位于所述制动件上方；

所述制动件致动所述承载板时，所述连接件发生形变，所述承载板相对于所述底座可动；

所述制动件用于控制所述承载板靠近所述底座，使所述承载板上固定的电机定子与位于所述电机定子上方的电机动子分离，或者，所述制动件用于控制所述承载板远离所述底座，使所述电机定子与所述电机动子接触；

其中，所述制动件包括：与所述底座固定的第一电磁铁和与所述承载板的下表面固定的受力件；所述第一电磁铁被通电时，通过所述受力件向所述承载板施加拉力，所述承载板在所述拉力的作用下靠近所述底座，所述第一电磁铁未被通电时，所述拉力撤销，所述承载板远离所述底座；或者，所述第一电磁铁被通电时，通过所述受力件向所述承载板施加推力，所述承载板在所述推力的作用下远离所述底座，所述第一电磁铁未被通电时，所述推力撤销，所述承载板靠近所述底座；

或者，

所述制动件包括：与所述底座固定的第一叉指结构和与所述承载板的下表面固定的第二叉指结构，所述第一叉指结构与所述第二叉指结构相对设置；

所述第一叉指结构和所述第二叉指结构未通电时，所述电机定子与所述电机动子接触；

所述第一叉指结构和所述第二叉指结构被施加不同电压时，所述承载板受到拉力，所述承载板在所述拉力的作用下靠近所述底座；

所述第一叉指结构和所述第二叉指结构被施加相同电压时，所述承载板受到推力；其中，所述承载板在所述推力作用下远离所述底座，所述电机定子与所述电机动子保持接触并向所述电机动子施压；

或者，

所述制动件包括：可形变材料层；

所述可形变材料层未发生形变时，所述电机定子与所述电机动子接触；

所述可形变材料层发生形变，且形变至第一状态时，所述承载板受到拉力，所述承载板在所述拉力的作用下靠近所述底座；

所述可形变材料层发生形变，且形变至第二状态时，所述承载板受到推力；其中，所述承载板在所述推力作用下远离所述底座，所述电机定子与所述电机动子保持接触并向所述电机动子施压。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置还包括连接件外框，所述连接件的一端连接所述承载板，且另一端通过所述连接件外框连接至所述底座。

3.根据权利要求2所述的控制装置，其特征在于，各所述承载板、各所述连接件以及所述连接件外框一体成型。

4.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述承载板为多边形，所述连接件包括N个子连接件，所述N小于或等于所述多边形的顶点数；

所述多边形的N个顶点分别通过所述N个子连接件连接至所述底座。

5.根据权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述子连接件的形状为L形。

6.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述承载板为条状结构，所述连接件包括两个子连接件；

所述条状结构的两端分别通过所述两个子连接件连接至所述底座。

7.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述受力件为以下任意一种：金属层、永磁铁、第二电磁铁、电磁线圈。

8.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述受力件为以下任意一种：永磁铁、第二电磁铁、电磁线圈；

所述第一电磁铁未通电时，所述电机定子与所述电机动子接触；

所述第一电磁铁被通电，且工作电流为第一电流方向时，通过所述受力件向所述承载板施加拉力；

所述第一电磁铁被通电，且工作电流为第二电流方向时，通过所述受力件向所述承载板施加推力，其中，所述承载板在所述推力作用下远离所述底座，所述电机定子与所述电机动子保持接触并向所述电机动子施压。

9.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述可形变材料层为：磁致伸缩材料层，所述制动件还包括：第三电磁铁；所述第三电磁铁固定在所述底座上，所述磁致伸缩材料层固定在所述第三电磁铁和所述承载板的下表面之间；

所述第三电磁铁未通电时，所述磁致伸缩材料层未发生形变；

所述第三电磁铁被通电，且产生的磁场为第一磁场方向时，所述磁致伸缩材料层发生形变，且形变至第一状态；

所述第三电磁铁被通电，且产生的磁场为第二磁场方向时，所述磁致伸缩材料层发生形变，且形变至第二状态。

10.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述可形变材料层为：压电材料层，所述压电材料层固定在所述底座和所述承载板的下表面之间；

所述压电材料层未通电时，所述压电材料层未发生形变；

所述压电材料层被通电，且工作电压为第一电压方向时，所述压电材料层发生形变，且形变至第一状态；

所述压电材料层被通电，且工作电压为第二电压方向时，所述压电材料层发生形变，且形变至第二状态。

11.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述可形变材料层为热膨胀材料层，所述制动件还包括：悬空薄膜和用于支撑所述悬空薄膜的支撑座；

所述热膨胀材料层未通电时，所述热膨胀材料层未发生形变；

所述热膨胀材料层以第一通电方式被通电时，所述热膨胀材料层发生形变，且形变至第一状态；

所述热膨胀材料层以第二通电方式被通电时，所述热膨胀材料层发生形变，且形变至第二状态。

12.根据权利要求11所述的控制装置，其特征在于，所述热膨胀材料层包括在所述悬空薄膜和所述承载板的下表面之间依次叠设的第一热膨胀材料层、第二热膨胀材料层和第三热膨胀材料层，所述热膨胀材料层中的所述第二热膨胀材料层的热膨胀系数最大或最小；

所述第一通电方式为所述第一热膨胀材料层和所述第二热膨胀材料层之间被施加电压；

所述第二通电方式为所述第二热膨胀材料层和所述第三热膨胀材料层之间被施加电压。

13.一种运动机构，其特征在于，包括：如权利要求1至12任一项所述的控制装置、固定在所述控制装置中的多个承载板上的多个电机定子、位于所述多个电机定子上的电机动子。

14.根据权利要求13所述的运动机构，其特征在于，所述多个电机定子的运动方向包括多个。

说明书

控制装置和运动机构

技术领域

[0001] 本发明实施例涉及电机技术领域，特别涉及一种控制装置和运动机构。

背景技术

[0002] 目前各种微型直线电机广泛应用于微机械结构的控制，为了实现更多自由度的移动，往往需要多个电机进行不同方向的控制。对于以摩擦力进行运动驱动的电机，通常采用
如下方式进行不同方向的运动控制：把控制不同方向移动的电机进行垂直方向的叠加，每
一层的电机控制一个方向的运动，各层之间相互独立。

发明内容

[0003] 本发明实施方式的目的在于提供一种控制装置和运动机构，使得控制不同方向运动的电机可以位于同一平面，且用于控制不同方向运动的电机可以相互独立，工作时互不
影响。

[0004] 为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种控制装置，包括：底座、固定在所述底座上的多个制动件、与所述多个制动件分别一一对应的多个承载板、与所述多个
承载板分别一一对应的多个连接件；所述承载板通过所述连接件连接至所述底座，且位于
所述制动件上方；所述制动件致动所述承载板时，所述连接件发生形变，所述承载板相对于
所述底座可动；所述制动件用于控制所述承载板靠近所述底座，使所述承载板上固定的电
机定子与位于所述电机定子上方的电机动子分离，或者，所述制动件用于控制所述承载板
远离所述底座，使所述电机定子与所述电机动子接触。

[0005] 本发明的实施方式还提供了一种运动机构，包括：上述的控制装置、固定在所述控制装置中的多个承载板上的多个电机定子、位于所述多个电机定子上的电机动子。

[0006] 发明人发现相关技术中至少存在如下问题：把控制不同方向移动的电机进行垂直方向的叠加的设计带来了电机整体厚度的增加，体积的增大，不利于在电子设备中的应用。
而如果控制不同方向移动的电机位于同一工作平面(不同电机有独立的定子，但是共用一
个动子；非工作时，不同电机的定子均与同一个动子接触)，由于工作电机的定子和动子之
间需要较大的摩擦力作为驱动力，而非工作电机的定子和动子之间的接触会对工作电机造
成运动阻力，导致不同方向移动的电机之间会相互影响，难以独立工作。

[0007] 本发明实施方式相对于现有技术而言，每个承载板下方均设置有制动件，因此根据实际需要可以独立控制某个制动件，以使得该制动件上方的承载板可以靠近底座或者远
离底座，从而独立的控制该承载板上方的电机定子和电机动子分离或接触，以方便在实际
应用中，可以根据实际需要独立的控制某些电机的定子或动子接触或分离。利用该控制装
置，用于控制不同方向运动的电机可以位于同一平面而非在垂直方向上叠加，因此不会增
加整体厚度。同时也方便了通过制动件控制放置有非工作电机的承载板靠近底座，以使得
非工作电机的定子和动子分离，减少非工作电机的定子和动子之间的摩擦力，从而避免非
工作电机的定子和动子接触时对工作电机所造成的运动阻力，有利于使得位于同一平面上
且用于控制不同方向运动的电机可以相互独立，工作时互不影响。

[0008] 另外，所述控制装置还包括连接件外框，所述连接件的一端连接所述承载板，且另一端通过所述连接件外框连接至所述底座。通过设置连接件外框，为底座与承载板之间的
连接提供了更大的连接空间，方便了底座与承载板之间的连接。

[0009] 另外，各所述承载板、各所述连接件以及所述连接件外框一体成型，一体成型的方式简化了各承载板、各连接件以及连接件外框的制作工艺。

[0010] 另外，所述承载板为多边形，所述连接件包括N个子连接件，所述N与所述多边形的顶点数相同；所述多边形的各顶点分别通过所述N个子连接件连接至所述底座。通过N个子
连接件有利于将呈多边形的承载板稳固的连接至底座。

[0011] 另外，所述子连接件的形状为L形，L形的连接件使得承载板相对于底座的运动空间更大，更容易产生朝向底座或者远离底座的运动位移。

[0012] 另外，所述承载板为多边形，且所述多边形的各顶点分别通过所述连接件连接至所述底座，方便了承载板和底座之间的紧固连接。

[0013] 另外，所述受力件为以下任意一种：永磁铁、第二电磁铁、电磁线圈；所述第一电磁铁未通电时，所述电机定子与所述电机动子接触；所述第一电磁铁被通电，且工作电流为第
一电流方向时，通过所述受力件向所述承载板施加拉力；所述第一电磁铁被通电，且工作电
流为第二电流方向时，向所述承载板施加推力，其中，所述承载板在所述推力作用下远离所
述底座，所述电机定子与所述电机动子保持接触并向所述电机动子施压。通过自动控制电
机动子和电机定子之间的三种状态即接触、分离、保持接触且施压，方便了在使用过程中可
以通过制动件控制放置有工作电机的承载板远离底座，以使得工作电机的定子和动子更好
的接触，适当增加工作电机的定子和动子之间的摩擦力，从而有利于提高工作电机的驱动
力。

附图说明

[0014] 一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除
非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

[0015] 图1是根据本发明第一实施方式中的固定有电机定子的控制装置的俯视图；

[0016] 图2是根据本发明第一实施方式中的放置有多个电机定子以及一个电机动子的控制装置；

[0017] 图3是根据本发明第一实施方式中的放置有电机的控制装置中承载板向下运动的截面示意图；

[0018] 图4是根据本发明第二实施方式中的受力件为金属层的控制装置的截面示意图；

[0019] 图5是根据本发明第二实施方式中的受力件为金属层时承载板向下运动的截面示意图；

[0020] 图6是根据本发明第二实施方式中的受力件为电磁线圈的控制装置的截面示意图；

[0021] 图7是根据本发明第三实施方式中的制动件包括叉指结构的控制装置的截面示意图；

[0022] 图8是根据本发明第四实施方式中的制动件包括磁致伸缩材料层的控制装置的截面示意图；

[0023] 图9是根据本发明第四实施方式中的制动件包括压电材料层的控制装置的截面示意图；

[0024] 图10是根据本发明第四实施方式中的制动件包括热膨胀材料层的控制装置的截面示意图；

[0025] 图11是根据本发明第五实施方式中的固定有电机定子的控制装置的俯视图。

具体实施方式

[0026] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方
式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节
和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以
下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本发明的具体实现方式构成任何限定，各个
实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。

[0027] 本发明的第一实施方式涉及一种控制装置，用于控制多个电机的运动。下面对本实施方式的控制装置的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细
节，并非实施本方案的必须。

[0028] 本实施方式中的控制装置包括：底座、固定在底座上的多个制动件、与多个制动件分别一一对应的多个承载板、与多个承载板分别一一对应的多个连接件。承载板通过连接
件连接至底座，且位于制动件上方；制动件致动承载板时，连接件发生形变，承载板相对于
底座可动；制动件用于控制承载板靠近底座，使承载板上固定的电机定子与位于电机定子
上方的电机动子分离，或者，制动件用于控制承载板远离底座，使电机定子与电机动子接
触。其中，承载板的数量、制动机的数量以及每个承载板上固定的电机定子的数量可以根据
实际需要进行设置，本实施方式对此不作具体限定。

[0029] 为方便理解，通过图1和图2对本实施方式的控制装置进行解释说明。图1为固定有多个电机定子的控制装置的俯视图，图2为放置有多个电机定子以及一个电机动子的控制
装置的截面图。通过图1和图2可以看出，承载板与制动件的数量均为4个，每个承载板通过4
个子连接件连接至底座，每个承载板上固定有4个电机定子。需要说明的是，本实施方式中
只是以多个电机定子共用一个电机动子为例，在具体实现中，并不以此为限。

[0030] 图1中，4个承载板在中分别为101a、101b、101c、101d，4个承载板位于同一平面、承载板101a通过子连接件102a、子连接件102b、子连接件102c、子连接件102d连接至底座200。
承载板101a和承载板101d上各固定有4个电机定子105，承载板101b和承载板101c上各固定
有4个电机定子104，各个电机定子共用电机动子201(参考图2)，电机动子201放置在各电机
定子上，电机动子201可以在水平的不同方向上运动。承载板101a和承载板101d上的电机定
子105和电机动子201组成的电机可以控制x轴方向的运动，承载板101b和承载板101c上的
电机定子104和电机动子201组成的电机可以控制y轴方向的运动。本实施方式中，4个承载
板可以视为4个电机区域，通过分别4个承载板下方的4个制动件可以独立的对4个电机区域
中的电机进行分区控制，实现对位于同一平面的每个电机区域的独立控制。

[0031] 图2中，制动件203和制动件204固定在底座200上，制动件203位于承载板101a的下方，制动件204位于承载板101b的下方，承载板101a和承载板101b处于悬空状态。制动件203
致动承载板101a时，承载板101a对应的连接件102(包括子连接件102a、子连接件102b、子连
接件102c、子连接件102d)发生形变，产生相对位移，承载板101a相对于底座200可动。制动
件203用于控制承载板101a靠近底座200，使承载板101a上固定的电机定子105与位于电机
定子105上方的电机动子201分离，或者，制动件203用于控制承载板101a远离底座200，使电
机定子105与电机动子201接触。制动件204可以控制承载板101b靠近底座200，使承载板
101b上固定的电机定子104与位于电机定子104上方的电机动子201分离，或者，制动件204
用于控制承载板101b远离底座200，使电机定子104与电机动子201接触。

[0032] 在一个例子中，参考图1，控制装置还包括连接件外框107，连接件的一端连接承载板，另一端通过连接件外框107连接至底座200。比如，连接件102的一端连接承载板101a，且
另一端通过连接件外框107连接至底座200。也就是说，连接件102的一端与承载板101a连
接，连接件102的另一端与连接件外框107连接，连接件外框107与底座200连接，底座200通
过与连接件外框107连接将承载板101a悬空，使承载板101a相对底座200可动。

[0033] 在一个例子中，各承载板、各连接件以及连接件外框一体成型。比如，参考图1，可以提供一块基板100，通过镂空工艺，对该基板100进行镂空处理，以形成各承载板(承载板
101a、承载板101b、承载板101c、承载板101d)、各连接件(连接件102、连接件108、连接件
109、连接件110)以及连接件外框107。参考图1和图2中，基板100上的镂空区域即图1中的空
白区域106，在具体实现中，可以按照图1中镂空区域106的形状通过刻蚀形成基板上的镂空
区域106。

[0034] 在具体实现中，控制装置的基板100可以直接作为电机的基板，电机定子可以直接固定在基板100经过镂空处理后所形成的承载板上。或者电机的基板和控制装置的基板100
相互独立，电机定子固定在电机的基板上，电机的基板和控制装置的基板100采用相同的镂
空工艺，即电机的基板和控制装置的基板100在相同的区域进行镂空，然后将电机的基板和
控制装置的基板100贴合后，使得电机定子通过电机的基板固定在承载板上。

[0035] 在另一个例子中，各承载板和连接件外框可以相互独立，通过各连接件将各承载板和连接件外框连接起来，即通过各连接件将各承载板与连接件外框进行固定，使得各承
载板相对于底座可动。

[0036] 在一个例子中，各承载板为多边形，连接件包括N个子连接件，N小于或等于多边形的顶点数，多边形的N个顶点分别通过N个子连接件连接至底座。

[0037] 参考图1，承载板可以为四边形，以承载板101a为例，用于将承载板101a与底座200连接的连接件包括：子连接件102a、子连接件102b、子连接件102c、子连接件102d，承载板
101a的四个顶点分别通过子连接件102a、子连接件102b、子连接件102c、子连接件102d连接
至底座200。即，N等于多边形的顶点数。图1中，承载板101a的四个顶点分别通过子连接件
102a、子连接件102b、子连接件102c、子连接件102d连接至连接件外框107，进而通过连接件
外框107连接至底座200。

[0038] 在具体实现中，N也可以小于多边形的顶点数，比如，如果承载板为六边形也可以利用四个子连接件将六边形中的四个顶点连接至连接件外框，在一定程度上使得承载板更
容易运动，有利于提高承载板的可动性。

[0039] 可选的，承载板的形状还可以为圆形，则可以选择3个或4个子连接件将圆形的承载板连接至连接件外框。需要说明的是，本实施方式中对承载板的形状不做具体限定，承载
板的形状可以根据实际需要进行灵活设置。

[0040] 在一个例子中，子连接件的形状为L形。可以参考图1，各个子连接件的形状均为L形，L形的子连接件使得承载板相对于底座的运动空间更大，更容易产生朝向底座或者远离
底座的运动位移，同时L形的子连接件形状简单，也更容易制作。在具体实现中，子连接件的
形状可以根据实际需要进行设置，比如也可以为Z形，然而本实施方式对此不作具体限定。

[0041] 可选的，根据实际需要子连接件可以选用为锚、弹簧等，然而本实施方式对此不作具体限定。

[0042] 参考图2，为方便描述，下文中将电机定子105和电机动子201组成的电机称为电机105，将电机定子104和电机动子201组成的电机称为电机104。比如要控制水平左右移动的
电机105工作，此时可以控制电机定子104和电机动子201分离，以减少电机定子104和动子
201接触时对电机105工作时的运动阻力，提高整个动子201的运动阻力。参考图3，可以通过
制动件204控制承载板101b朝向底座200运动，以使电机定子104和电机动子201分离。

[0043] 在具体应用中，电机动子上可以放置待控芯片，可以控制待控芯片的运动。比如，可以应用于压电或电磁直线电机对光学芯片的位置调整，实现光学防抖。

[0044] 需要说明的是，本实施方式中的上述各示例均为为方便理解进行的举例说明，并不对本发明的技术方案构成限定。

[0045] 与现有技术相比，本实施方式每个承载板下方均设置有制动件，因此根据实际需要可以独立控制某个制动件，以使得该制动件上方的承载板可以靠近底座或者远离底座，
从而独立的控制该承载板上方的电机定子和电机动子分离或接触，以方便在实际应用中，
可以根据实际需要独立的控制某些电机的定子或动子接触或分离。利用该控制装置，用于
控制不同方向运动的电机可以位于同一平面而非在垂直方向上叠加，因此不会增加整体厚
度。同时也方便了通过制动件控制放置有非工作电机的承载板靠近底座，以使得非工作电
机的定子和动子分离，减少非工作电机的定子和动子之间的摩擦力，从而避免非工作电机
的定子和动子接触时对工作电机所造成的运动阻力，有利于使得位于同一平面上且用于控
制不同方向运动的电机可以相互独立，工作时互不影响。

[0046] 本发明的第二实施方式涉及一种控制装置。本实施方式中，制动件包括：与底座固定的第一电磁铁和与承载板的下表面固定的受力件。其中，受力件为以下任意一种：金属
层、永磁铁、第二电磁铁、电磁线圈。下面对本实施方式的控制装置的实现细节进行具体的
说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须。

[0047] 在一个例子中，第一电磁铁被通电时，通过受力件向承载板施加拉力，承载板在拉力的作用下靠近底座，使承载板上固定的电机定子与位于电机定子上方的电机动子分离；
第一电磁铁未被通电时，拉力撤销，承载板远离底座，使电机定子与电机动子接触。

[0048] 在另一个例子中，第一电磁铁被通电时，通过受力件向承载板施加推力，承载板在推力的作用下远离底座，使电机定子与电机动子接触；第一电磁铁未被通电时，推力撤销，
承载板靠近底座，使承载板上固定的电机定子与位于电机定子上方的电机动子分离。

[0049] 在一个例子中，受力件为金属层，第一电磁铁被通电后，金属层受到的拉力为引力，通过金属层向承载板施加引力，金属层将受到的引力施加给承载板，承载板在引力的作
用下，朝向底座运动以靠近底座。第一电磁铁被未被通电时，引力撤销，承载板远离底座。在
具体实现中，第一电磁铁可以包括第一铁磁体和缠绕在所述第一铁磁体上的第一线圈。第
一电磁铁被通电，即第一线圈被通入电流，使第一铁磁体因为电磁感应产生磁场，在磁场作
用下金属层受到引力，带动承载板朝向底座运动以靠近底座，比如带动承载板向下运动。其
中，第一铁磁体可以是铁、钴、镍等单金属，或者它们的合金。金属层可以为位于承载板的下
表面的具有铁磁性的金属层，能被磁铁吸附，金属层的厚度较薄，比如小于预设厚度。

[0050] 比如可以参考图4，承载板101a下方的制动件包括：铁磁体2031、缠绕在铁磁体2031上的线圈2032、与承载板101a的下表面固定的金属层202。承载板101b下方的制动件包
括：铁磁体2041、缠绕在铁磁体2041上的线圈2042、与承载板101b的下表面固定的金属层
202。线圈2032未通入电流时，金属层202与铁磁体2031的上表面之间间隔有空隙207；线圈
2042未通入电流时，金属层202与铁磁体2041的上表面之间间隔有空隙208。空隙207为承载
板101a提供运动的空间；空隙208为承载板101b提供运动的空间。图4中的控制装置主要适
用于电机动子201已经拥有足够的预压力(比如用弹簧施加预压力)，仅需控制放置非工作
电机的承载板朝向底座运动以靠近底座，从而减少工作电机运动时的摩擦损耗。比如，电机
105为工作状态时，可以控制水平方向的电机105进行运动，此时对铁磁体2041上的线圈
2042通入电流并使铁磁体2041因为电磁感应产生磁场。在磁场作用下吸引上方的金属层
202并带动承载板101b向下运动，使得承载板101b上的电机定子104和电机动子201分离，可
以参考图5，此时可以减少工作电机105的运动阻力，提高整个动子的运动效率。同理，当电
机104为工作状态时，只需要对线圈2032通电而对线圈2042不通电流就可以实现控制非工
作的电机定子105和电机动子201分离。由于承载板的悬空结构设计为其提供可以在垂直方
向移动的自由度，方便了控制电机定子和电机动子之间的接触或分离。

[0051] 在一个例子中，受力件为以下任意一种：永磁铁、第二电磁铁、电磁线圈；第一电磁铁未通电时，电机定子与电机动子接触；第一电磁铁被通电，且工作电流为第一电流方向
时，通过受力件向承载板施加拉力；第一电磁铁被通电，且工作电流为第二电流方向时，通
过受力件向承载板施加推力，其中，承载板在推力作用下远离底座，电机定子与电机动子保
持接触并向电机动子施压。

[0052] 在一个例子中，受力件为第二电磁铁或电磁线圈，受力件与第一电磁铁的设置位置相互垂直。比如，第一电磁铁横向固定在底座上，受力件纵向固定在承载板的下表面。

[0053] 如果第一电流方向为：延第一电磁铁的截面向下，则第一电磁铁产生从右边南极出发到左边北极的磁感线。此时若给受力件通入向截面外流动的电流，则根据左手定则，受
力件会受到向下的洛伦兹力，通过受力件向承载板施加拉力。

[0054] 如果第一电流方向为：延第一电磁铁的截面向上，则第一电磁铁产生从左边南极出发到右边北极的磁感线。此时若给受力件通入向截面内流动的电流，则根据左手定则，受
力件会受到向下的洛伦兹力，通过受力件向承载板施加拉力。

[0055] 如果第二电流方向为：延第一电磁铁的截面向下，则第一电磁铁产生从右边南极出发到左边北极的磁感线。此时若给受力件通入向截面内流动的电流，则根据左手定则，受
力件会受到向上的洛伦兹力，通过受力件向承载板施加推力。

[0056] 如果第二电流方向为：延第一电磁铁的截面向上，则第一电磁铁产生从右边南极出发到左边北极的磁感线。此时若给受力件通入向截面外流动的电流，则根据左手定则，受
力件会受到向上的洛伦兹力，通过受力件向承载板施加推力。

[0057] 比如可以参考图6，受力件为电磁线圈(以下简称线圈)，线圈可以通过沉积工艺在承载板的下表面形成，也可以预先制作好线圈，然后将制作好的线圈贴在承载板的下表面。
承载板101a下方的制动件包括：铁磁体302和缠绕在铁磁体302上的线圈301(第一电磁铁
1)、承载板101a的下表面固定的线圈307(受力件1)。承载板101b下方的制动件包括：铁磁体
304和缠绕在铁磁体304上的线圈305(第一电磁铁2)、承载板101b的下表面固定的线圈308
(受力件2)。线圈301、线圈307未通入电流时，线圈307与铁磁体302的上表面之间间隔有空
隙303，电机定子105与电机动子201接触；线圈305、线圈308未通入电流时，线圈308与铁磁
体304的上表面之间间隔有空隙306，电机定子104与电机动子201接触。空隙303为承载板
101a提供运动的空间；空隙306为承载板101b提供运动的空间。通过控制线圈301和线圈305
中通入的电流的方向，可以实现对铁磁体302和铁磁体304中感应磁场的南极和北极的调
节；通过控制线圈307和线圈308中通入的电流的方向，可以实现线圈307和线圈308受到的
洛伦兹力的方向的调节。

[0058] 例如，当电机105处于工作状态，属于工作电机时，需要把放置电机104的承载板101b向下吸引以减少非工作电机的定子104和动子201之间的接触，此时线圈305可以通入
方向向下的电流，从而产生从铁磁体304右边南极出发到左边北极的磁感线。同时对线圈
306通入保持向截面外流动的电流时，线圈306将会收到洛伦兹力的作用。根据左手定则其
洛伦兹力方向向下，将会带动承载板101b向下运动即朝向底座200运动，从而使承载板101b
上的电机定子104和电机动子201分离，减少接触和摩擦力。同理，如果此时对线圈301通入
保持向下流动的电流，而线圈307通入向截面内流动的电流，线圈307会受到向上的洛伦兹
力，以增强承载板101a上的电机定子105和电机动子201之间的接触，电机定子105与电机动
子201保持接触并向电机动子201施压，起到增加定子105和动子201之间的预压力的作用，
即增加定子105和动子201之间的摩擦力，有利于提高工作电机105的驱动力。

[0059] 在一个例子中，受力件为永磁铁，永磁铁向承载板施加拉力可以为：永磁铁与通电的第一电磁铁相对的磁极之间的引力。永磁铁向承载板施加推力可以为：永磁铁与通电的
第一电磁铁相对的磁极之间的斥力。

[0060] 需要说明的是，本实施方式中的上述各示例均为为方便理解进行的举例说明，并不对本发明的技术方案构成限定。

[0061] 与现有技术相比，本实施方式，制动件包括：与底座固定的第一电磁铁和与承载板的下表面固定的受力件，受力件为以下任意一种：金属层、永磁铁、第二电磁铁、电磁线圈。
通过第一电磁铁与受力件之间的配合，使得可以自动控制电机动子和电机定子之间的三种
状态即接触、分离、保持接触且施压，方便了在使用过程中可以通过制动件控制放置有工作
电机的承载板远离底座，以使得工作电机的定子和动子更好的接触，适当增加工作电机的
定子和动子之间的摩擦力，从而有利于提高工作电机的驱动力。

[0062] 本发明的第三实施方式涉及一种控制装置。本实施方式中，制动件包括：与底座固定的第一叉指结构和与承载板的下表面固定的第二叉指结构，第一叉指结构与第二叉指结
构相对设置。下面对本实施方式的控制装置的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方
便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须。

[0063] 具体的说，第一叉指结构和第二叉指结构未通电时，电机定子与电机动子接触；第一叉指结构和第二叉指结构被施加不同电压时，承载板受到拉力，承载板在拉力的作用下
靠近底座；第一叉指结构和第二叉指结构之间被施加相同电压时，承载板受到推力；其中，
承载板推力作用下远离底座，电机定子与电机动子保持接触并向电机动子施压。其中，第一
叉指结构和第二叉指结构未通电时，承载板不会受到第一叉指结构和第二叉指结构产生的
静电力，承载板处于自然状态，承载板上方的电机定子与所述电机动子接触。第一叉指结构
和第二叉指结构被施加不同电压时，第一叉指结构和第二叉指结构之间产生静电引力，承
载板受到的拉力为静电引力。第一叉指结构和第二叉指结构被施加相同电压时，第一叉指
结构和第二叉指结构之间产生静电斥力，承载板受到的推力为静电斥力。在具体实现中，第
一叉指结构与第二叉指结构可以通过半导体工艺深硅刻蚀得到，或者通过倒模形成。

[0064] 其中，第一叉指结构可以包括与底座固定的第一支撑层和固定在第一支撑层上的多个第一叉指条；对应的第二叉指结构可以包括与承载板的下表面固定的第二支撑层和固
定在第二支撑层上的多个第二叉指条；各第一叉指条和各第二叉指条间隔插空设置。在具
体实现中，第一叉指条上可以设置有第一叉指电极，第二叉指条上可以设置有第二叉指电
极。第一叉指结构和第二叉指结构被施加不同电压可以理解为：对第一叉指电极和第二叉
指电极施加不同电压，第一叉指电极和第二叉指电极之间的电势差可以产生静电引力，通
过控制电势差的大小可以控制产生的静电引力的大小。第一叉指结构和第二叉指结构被施
加相同电压可以理解为：对第一叉指电极和第二叉指电极施加相同电压，第一叉指电极和
第二叉指电极之间的电势差可以产生静电斥力。

[0065] 比如可以参考图7，承载板101a下方的制动件包括：与底座200固定的第一支撑层402和固定在第一支撑层402上的多个第一叉指条403、与承载板101a的下表面固定的第二
支撑层405和固定在第二支撑层405上的多个第二叉指条404。承载板101b下方的制动件包
括：与底座200固定的第一支撑层406和固定在第一支撑层406上的多个第一叉指条404、与
承载板101b的下表面固定的第二支撑层409和固定在第二支撑层409上的多个第二叉指条
408。图7中未示出第一叉指电极和第二叉指电极，图7中各定子和动子之间的接触状态可以
理解为：未对第一叉指电极和第二叉指电极施加电压的状态。假设，图7中的电机105为处于
工作状态的工作电机，则可以对承载板101b下方的第一叉指条404上的第一叉指电极和第
二叉指条408上的第二叉指电极施加不同电压，承载板101b下方的第一叉指结构(第一支撑
层406和第一叉指条404)与第二叉指结构(第二支撑层409和第二叉指条408)由于静电力产
生吸引，即产生静电引力，承载板101b在静电引力的作用下朝向底座200运动，以使得承载
板101b上固定的电机定子104与电机动子201分离，从而减少工作电机105运动时，由于非工
作电机的电机定子104与电机动子201接触所带来的非必要的摩擦阻力。

[0066] 与现有技术相比，本实施方式中制动件包括与底座固定的第一叉指结构和与承载板的下表面固定的第二叉指结构，通过对第一叉指结构和第二叉指结构施加相同电压或不
同电压以产生静电斥力或是静电引力，使得承载板在静电斥力或是静电引力的作用下，靠
近底座或者远离底座，从而使得工作电机定子与动子拥有更好的接触，而非工作电机的定
子与动子分离，有效实现了控制不同方向运动电机的独立自由运动，还有利于提高工作电
机的驱动力。

[0067] 本发明的第三实施方式涉及一种控制装置。本实施方式中，制动件包括：可形变材料层。本实施方式中承载板可以在可形变材料层产生的形变的作用下，靠近底座或者远离
底座。下面对本实施方式的控制装置的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解
提供的实现细节，并非实施本方案的必须。

[0068] 具体的说，可形变材料层未发生形变时，电机定子与电机动子接触；可形变材料层发生形变，且形变至第一状态时，承载板受到拉力，承载板在拉力的作用下靠近底座；可形
变材料层发生形变，且形变至第二状态时，承载板受到推力；其中，承载板在推力作用下远
离底座，电机定子与电机动子保持接触并向电机动子施压。

[0069] 在一个例子中，可形变材料层为：磁致伸缩材料层，制动件还包括：第三电磁铁；第三电磁铁固定在底座上；磁致伸缩材料层固定在第三电磁铁和承载板的下表面之间；第三
电磁铁未通电时，磁致伸缩材料层未发生形变；第三电磁铁被通电，且产生的磁场为第一磁
场方向时，磁致伸缩材料层发生形变，且形变至第一状态；第三电磁铁被通电，且产生的磁
场为第二磁场方向时，所述磁致伸缩材料层发生形变，且形变至第二状态。其中，形变至第
一状态可以理解为：磁致伸缩材料层发生收缩形变，形变至第二状态可以理解为：磁致伸缩
材料层发生伸长形变。第一磁场方向可以为：下北上南的电磁场，第二磁场方向可以为：下
南上北的电磁场。

[0070] 在具体实现中，第三电磁铁可以包括第三铁磁体和缠绕在第三铁磁体上的第三线圈。磁致伸缩材料层可以通过沉积或热压磁致伸缩材料形成，在具体实现中，可以选择伸缩
性较好的巨磁致伸缩材料形成磁致伸缩材料层。第三电磁铁通电后可以产生磁场，磁致伸
缩材料层在不同方向的磁场中可能产生伸长形变或是收缩形变，当产生伸长形变时，承载
板在伸长形变的作用下，远离底座运动；当产生收缩形变时，承载板在收缩形变的作用下，
朝向底座运动。

[0071] 比如可以参考图8，承载板101a下方的制动件包括：铁磁体501、缠绕在铁磁体501上的线圈502，磁致伸缩材料层503，磁致伸缩材料层503的上表面与承载板101a的下表面固
定，磁致伸缩材料层503的下表面与铁磁体501的上表面固定。承载板101b下方的制动件包
括：铁磁体504、缠绕在铁磁体504上的线圈505，磁致伸缩材料层506，磁致伸缩材料层506的
上表面与承载板101b的下表面固定，磁致伸缩材料层506的下表面与铁磁体504的上表面固
定。线圈502和线圈505未通入电流时，可以认为磁致伸缩材料层503和磁致伸缩材料层506
未发生伸缩形变。假设，图8中，电机105为处于工作状态的工作电机，可以控制承载板101b
朝向底座200运动，可以在线圈505中通入向左的电流，会产生下北上南的磁场，此时磁致伸
缩材料层506会产生收缩形变，带动承载板101b朝向底座200运动，使得电机定子104和电机
动子201分离。同理，如果同时在线圈502中通入向右的电流，会产生上北下南的磁场，此时
磁致伸缩材料层503会产生伸长形变，从而使得电机定子105和电机动子201保持接触并向
电机动子201施压，从而提高电机定子105和电机动子201之间的摩擦力以增大工作电机的
驱动力。

[0072] 在另一个例子中，可形变材料层为：压电材料层，压电材料层固定在底座和承载板的下表面之间；压电材料层未通电时，压电材料层未发生形变；压电材料层被通电，且工作
电压为第一电压方向时，压电材料层发生形变，且形变至第一状态；压电材料层被通电，且
工作电压为第二电压方向时，所述压电材料层发生形变，且形变至第二状态。其中，形变至
第一状态可以理解为：压电材料层发生收缩形变，形变至第二状态可以理解为：压电材料层
发生伸长形变。第一电压方向可以为正向电压，第二电压方向可以为反向电压。

[0073] 在具体实现中，压电材料层可以通过粘附层与承载板的下表面固定，其中，粘附层的材料通常为高分子材料，粘附层的厚度薄、粘度高，从而更好的将压电材料层固定在承载
板的下表面。

[0074] 比如可以参考图9，通过逆压电效应控制承载板的运动。承载板101a下方的制动件包括：压电材料层601、粘附层602，压电材料层601固定在底座200上，压电材料层601与粘附
层602连接，粘附层602连接于承载板101a的下表面。承载板101b下方的制动件包括：压电材
料层603、粘附层604，压电材料层603固定在底座200上，压电材料层603与粘附层604连接，
粘附层604连接于承载板101b的下表面。一般来说压电材料存在很多的振动模式，本实施方
式中选择厚度方向振动模式。例如当电机105为处于工作状态的工作电机时，对压电材料层
603施加正向电压使其发生收缩形变，在收缩形变的作用下，承载板101b受到拉力，承载板
101b在拉力的作用下靠近底座，使得电机定子104和电机动子201分离，降低电机定子104和
电机动子201之间的摩擦力。同理，当对压电材料层601施加反向电压时，压电材料层601发
生伸长形变，承载板101a受到推力的作用远离底座200，从而使得电机定子105和电机动子
201保持接触并向电机动子201施压，提高电机定子105和电机动子201之间的摩擦力以增大
工作电机的驱动力。

[0075] 在另一个例子中，可形变材料层为：热膨胀材料层，制动件还包括：悬空薄膜、和用于支撑悬空薄膜的支撑座；热膨胀材料层未通电时，热膨胀材料层未发生形变；热膨胀材料
层以第一通电方式被通电时，热膨胀材料层发生形变，且形变至第一状态；热膨胀材料层以
第二通电方式被通电时，热膨胀材料层发生形变，且形变至第二状态。其中，形变至第一状
态可以理解为：热膨胀材料层发生朝向底座的弯曲，形变至第二状态可以理解为：热膨胀材
料层发生远离底座的弯曲。

[0076] 在具体实现中，热膨胀材料层包括在悬空薄膜和承载板的下表面之间依次叠设的第一热膨胀材料层、第二热膨胀材料层和第三热膨胀材料层，热膨胀材料层中的第二热膨
胀材料层的热膨胀系数最大或最小；其中，依次叠设即依次叠加设置。第一通电方式为第一
热膨胀材料层和第二热膨胀材料层之间被施加电压；第二通电方式为第二热膨胀材料层和
第三热膨胀材料层之间被施加电压。在具体实现中，每一层热膨胀材料层可以设置有电极，
第二热膨胀材料层和第三热膨胀材料层之间被施加电压，可以理解为对第二热膨胀材料层
上设置的电极和第三热膨胀材料层上设置的电极施加电压。本示例中，相当于通过热电执
行器的形变来控制承载板的运动，常见的热执行器是由两种不同热膨胀系数的材料组成且
仅能沿一个方向运动本示例中为了让热执行器可以在上下方向运动即靠近底座运动或是
远离底座运动，采用了三明治结构，即两层热膨胀系数大的材料夹一层热膨胀系数小的材
料，或者两层热膨胀系数小的材料夹一层热膨胀系数大的材料。被支撑座支撑悬空的悬空
薄膜可以提供热膨胀材料层在垂直方向的自由移动空间。悬空薄膜通常可以采用硅基材料
或是低弹性模量的高分子材料制作形成。

[0077] 比如可以参考图10，承载板101a下方的制动件包括：第一热膨胀材料层701、第二热膨胀材料层702、第三热膨胀材料层703，悬空薄膜704、支撑座705。承载板101b下方的制
动件包括：第一热膨胀材料层709、第二热膨胀材料层708、第三热膨胀材料层707，悬空薄膜
710、支撑座711。需要说明的是，图10中只是以分别为两个制动件设置单独的悬空薄膜和支
撑座为例，在具体实现中，多个制动件之间也可以共用悬空薄膜和支撑座，然而本实施方式
对此不做具体限定。假设，电机105为处于工作状态的工作电机，则需要控制承载板101b向
下运动以带动电机定子104向下运动从而使得电机定子104和电机动子201分离。当第二热
膨胀材料层708为热膨胀系数最小的材料，第一热膨胀材料层709和第三热膨胀材料层707
的膨胀系数大时，在第一热膨胀材料层709和第二热膨胀材料层708之间施加电压后会发生
向下的弯曲，进而使得电机定子104和电机动子201分离，减少摩擦力。同理，如果同时在第
二热膨胀材料层702和第三热膨胀材料层703之间施加电压，会产生向上的弯曲，进而使得
电机定子105和电机动子201保持接触且并向电机动子201施压，从而提高电机定子105和电
机动子201之间的摩擦力以增大工作电机的驱动力。

[0078] 需要说明的是，本实施方式中的上述各示例均为为方便理解进行的举例说明，并不对本发明的技术方案构成限定。

[0079] 与现有技术相比，本实施方式，制动件包括：可形变材料层，通过可形变材料层发生的形变，使得可以自动控制电机动子和电机定子之间的三种状态即接触、分离、保持接触
且施压，方便了在使用过程中可以通过控制制动件，使放置有工作电机的承载板远离底座，
以使得工作电机的定子和动子更好的接触，适当增加工作电机的定子和动子之间的摩擦
力，从而有利于提高工作电机的驱动力。

[0080] 本发明的第四实施方式涉及一种控制装置。本实施方式中，承载板为条状结构，连接件包括两个子连接件；条状结构的两端分别通过两个子连接件连接至底座。下面对本实
施方式的控制装置的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，
并非实施本方案的必须。

[0081] 参考图11，图11为放置有固定有电机定子的控制装置的俯视图。图11中，每个承载板上固定一个电机定子，比如承载板801上固定电机定子805，电机定子804与电机定子805
方向不同。承载板为条状结构，连接件包括两个子连接件，分别为子连接件802a、子连接件
802b，承载板801的两端分别通过子连接件802a和子连接件802b连接至连接件外框为807，
连接件外框为807连接至底座。可以看出，每个承载板两边都分布有镂空区域，且镂空区域
的长度大于承载板的长度，使得子连接件802a和子连接件802b的长度可以较长，有利于通
过对承载板施加较小的力就可以控制承载板运动。在具体实现中，每一个承载板下方均放
置一个制动件，从而控制该承载板进行垂直方向上的运动，以控制每个承载板上的电机定
子与电机动子接触、分离或是接触且施压。

[0082] 与现有技术相比，本实施方式，可以单独控制位于同一平面上的每一个电机，使得每一个电机之间可以独立运动互不影响。

[0083] 本发明的第五实施方式涉及一种运动机构，包括上述任意一个实施例中的控制装置、固定在控制装置中的多个承载板上的多个电机定子、位于多个电机定子上的电机动子。

[0084] 在一个例子中，多个电机定子的运动方向包括多个，比如多个电机定子的运动方向可以为水平面上的不同方向，不同定子之间的运动方向可以相同也可以不同。比如。参考
图1，承载板101a上固定的4个电机定子的运动方向相同均为x轴方向，承载板101b上固定的
4个电机定子的运动方向相同均为y轴方向。

[0085] 在一个例子中，多个电机定子可以共用一个电机动子，然而，本实施方式对此不做具体限定。

[0086] 在具体应用中，电机动子上可以放置待控芯片，通过本实施方式中的运动机构可以控制待控芯片的运动。比如，可以应用于压电或电磁直线电机对光学芯片的位置调整，实
现光学防抖。

[0087] 不难发现，本实施方式包括第一至第四实施方式中提到的控制装置，第一至第四实施方式中提到的相关技术细节和技术效果在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这
里不再赘述。

[0088] 本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。