来源:前沿情报站(qyqbz_2021)
形状记忆合金马达是什么形状记忆合金(ShapeMemoryAlloys),简称SMA,是一种在加热升温后能完全消除其在较低温度时发生的变形,恢复其原始形状的合金材料——是一种拥有"记忆"效应的合金。
因为这个特性,形状记忆合金被广泛应用于航空航天、机械电子、生物医疗、桥梁建筑、汽车工业及日常生活等多个领域。
举例来说,发射太空的卫星,其天线具有较大体积,为了能更好地装进太空飞船中,常用形状记忆合金在高温环境下制作好天线,再在低温下把它压缩成一个小铁球,使它的体积缩小到原来的千分之一,这样就很容易运运输了。到太空后,太阳的照射升温使它能够恢复原来的形状,成为传输信号的天线。
在消费电子领域,记忆合金也有诸多应用。目前一个先进的方向是利用材料的自动恢复形变特性,制作记忆合金马达。大家都知道,马达是一种将电能转换成机械能的设备。在大家的印象中,马达基本都是这个样子的:
这种传统马达的体积比较大。随着手机等电子终端逐渐朝向小型化、轻薄化发展,适用于手机等终端电子设备的马达在追求精度的同时日益趋于小型化。
形状记忆合金马达,因具有尺寸小、成本低、无磁场干扰以及无需额外传感器即可实现精度定位、控制拉力大等显著的优点,而逐渐应用于终端设备中,例如被用于摄像模组中驱动镜头移动,实现自动对焦和光学防抖(OIS)等功能。
受制于人的SMA OIS光学防抖技术光学防抖是依靠特殊的镜头或者CCD感光元件的结构去降低操作者在使用过程中由于抖动造成影像不稳定情况的技术。
光学防抖的基本原理是在镜头内的陀螺仪侦测到微小的移动时,将信号传至微处理器,立即计算出需要补偿的位移量,然后通过补偿镜片组,根据镜头的抖动方向及位移量加以补偿,从而有效的克服因相机的振动产生的影像模糊。
传统的光学防抖实际上是应用磁力来推动磁铁从而间接带动镜头模组移动来实现抖动位移补偿的,如上图所示,镜头的移动是通过外部的磁力驱动。
但是,大家都知道,手机上的空间有限,想要实现更好的防抖动效果,镜头模组的体积增加是相当夸张的。而且存在镜头模组的摩擦问题。
后来有人想到利用SMA构建驱动马达。由于SMA的形变能力是常规悬丝式防抖的成百上千倍,因此只需通过调节SMA的温度来控制镜头移动就能实现精准防抖。在SMA马达中,仅需四根形状记忆金属丝来实现对焦和防抖:
此前,华为Mate30上面就率先使用了这项技术。但是能量产这种马达的公司不多,据悉,华为的记忆金属OIS马达是与哈钦森科技合作研发的,其是一家全球性的技术制造商,位于美国,根据官网显示,是大名鼎鼎的日本产业科技巨头东京电气化学工业株式会社(TDK)的子公司。华为与哈钦森在2014年就开始合作研发,投入了巨大的资源,本来期待在P20PRO中使用,结果一直到Mate30才用上。
而在此之后的其他品牌旗舰机,看到SMA OIS好用,虽然也想用,但也只能想想。因为华为与对方签署了记忆金属OIS马达的1年专利独享许可期的,只有在期限过后才可使用。
一年的期限本就不能带来太大的领先地位,更何况哈钦森还在美国。
在特朗普宣布禁止使用美国技术的企业与华为合作之后,虽然不确定哈钦森是否也在被限制的企业中,但这条路子肯定也会受到影响。所以,当Mate40推出后,有不理解的网友说SMA OIS“被阉割”了。
但是其他没受到封锁的厂商,在独占许可协议到期后可以使用此技术了,例如魅族就在18PRO系列上就使用了此技术的升级版。
芯片被美国将一军也就罢了,一个SMA马达,华为会坐以待毙?
华为曝光记忆合金马达生产技术专利就在1月18日,国家专利局公开的发明专利文件当中,有一件名为《记忆合金马达组装装置》的专利,申请人就是华为。专利的申请日为2021年9月27日,这表明华为已经在自行研究SMA马达的制造技术了。
根据专利描述,其提供了一种记忆合金马达组装装置,解决了现有记忆合金马达多为手动组装,过程繁琐复杂的问题,提升了组装的效率。