發(fā)布時間：2020-03-22 00:49

【摘要】：相對于傳統(tǒng)的宏觀對象的操作來說,在微小尺度下,由于尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng),微對象之間的粘著作用力對操作的影響顯著增強,各種粘著作用開始取代重力占據(jù)主導(dǎo)地位,通過克服粘著作用對微對象進(jìn)行操作存在一定的困難。針對目前普遍應(yīng)用的亞毫米尺度微對象操作,本文提出了一種基于液體介質(zhì)粘著作用控制的微對象操作方法,利用液體介質(zhì)對微對象產(chǎn)生的粘著作用力控制微操作過程,在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一種簡單易控的微尺度對象操作工具,有效地實現(xiàn)了亞毫米尺度對象的拾取及釋放操作。 本文從存在液體介質(zhì)時微對象之間的粘著機理出發(fā),分析了液體介質(zhì)下微對象之間的粘著作用以及典型的粘著作用力模型。在此基礎(chǔ)上建立了新的粘著作用力模型,對模型進(jìn)行了仿真分析,獲得了相關(guān)參數(shù)對模型的影響規(guī)律。 在建立了存在液體介質(zhì)時微對象之間的粘著作用力模型的基礎(chǔ)上,提出了基于液體介質(zhì)粘著作用控制的微操作方法,利用機械結(jié)構(gòu)的運動控制實現(xiàn)拾取與釋放操作的轉(zhuǎn)換,改變微操作工具與微對象之間液體介質(zhì)接觸形成的粘著作用力大小,從而實現(xiàn)微對象的成功拾取和釋放。對該微操作方案的典型配置及其匹配關(guān)系進(jìn)行了分析,提出了方案的可行性條件。 建立了基于液體介質(zhì)粘著作用控制的微操作實驗系統(tǒng),對理論模型及操作方法進(jìn)行了實驗驗證,針對操作方案的配置參數(shù)開展了系列對比實驗,重點對微操作中的釋放操作進(jìn)行了實驗分析,確立了相關(guān)參數(shù)對微對象操作的影響規(guī)律,最后對操作方法的釋放精度進(jìn)行了實驗研究。實驗結(jié)果表明,該操作方法能有效地完成亞毫米尺度微對象的拾取、轉(zhuǎn)移及釋放操作,并具有較好的操作精度。 基于液體介質(zhì)粘著作用控制的微操作方法研究對于利用和控制粘著作用力進(jìn)行微操作提供了是一種新的思路,為微操作技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用提供了參考。
【圖文】：

分析[8]，，如圖 1-1 所示。由圖可以得出，在毫米尺度以下，表面張力相對于重力開始占據(jù)主導(dǎo)地位。尺寸減小至幾百微米以下時，范德華力也開始起重要作用。對 10μm 以下的微對象而言，表面張力、范德華力以及靜電力的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過重力作用，重力在其中的影響可以忽略不計。

圖 1-2 微對象操作典型問題下粘著作用力相對于重力通常占據(jù)主導(dǎo)地位幾年來的研究熱點之一。Arai 和 Fukuda 等研張力來控制微對象粘附力，達(dá)到拾取、于范德華作用力進(jìn)行微裝配規(guī)劃的思路，依
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TH137

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 尹周平,熊有倫;微裝配技術(shù)的研究進(jìn)展及其展望[J];半導(dǎo)體技術(shù);2004年05期

2 江澤民,徐德,王麟昆,譚民;微操作機器人的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];機器人;2003年06期

3 李瑰賢,彭云峰,張欣;微機械構(gòu)件間和微操作過程中的力及影響因素分析[J];南京理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2005年05期

本文編號：2594192