【摘要】：相對(duì)于傳統(tǒng)的宏觀對(duì)象的操作來(lái)說(shuō),在微小尺度下,由于尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng),微對(duì)象之間的粘著作用力對(duì)操作的影響顯著增強(qiáng),各種粘著作用開(kāi)始取代重力占據(jù)主導(dǎo)地位,通過(guò)克服粘著作用對(duì)微對(duì)象進(jìn)行操作存在一定的困難。針對(duì)目前普遍應(yīng)用的亞毫米尺度微對(duì)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(duì)象操作方法,利用液體介質(zhì)對(duì)微對(duì)象產(chǎn)生的粘著作用力控制微操作過(guò)程,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種簡(jiǎn)單易控的微尺度對(duì)象操作工具,有效地實(shí)現(xiàn)了亞毫米尺度對(duì)象的拾取及釋放操作。 本文從存在液體介質(zhì)時(shí)微對(duì)象之間的粘著機(jī)理出發(fā),分析了液體介質(zhì)下微對(duì)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(duì)模型進(jìn)行了仿真分析,獲得了相關(guān)參數(shù)對(duì)模型的影響規(guī)律。 在建立了存在液體介質(zhì)時(shí)微對(duì)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(jī)械結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)拾取與釋放操作的轉(zhuǎn)換,改變微操作工具與微對(duì)象之間液體介質(zhì)接觸形成的粘著作用力大小,從而實(shí)現(xiàn)微對(duì)象的成功拾取和釋放。對(duì)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(shí)驗(yàn)系統(tǒng),對(duì)理論模型及操作方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,針對(duì)操作方案的配置參數(shù)開(kāi)展了系列對(duì)比實(shí)驗(yàn),重點(diǎn)對(duì)微操作中的釋放操作進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析,確立了相關(guān)參數(shù)對(duì)微對(duì)象操作的影響規(guī)律,最后對(duì)操作方法的釋放精度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該操作方法能有效地完成亞毫米尺度微對(duì)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(duì)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(duì)于重力開(kāi)始占據(jù)主導(dǎo)地位。尺寸減小至幾百微米以下時(shí)，范德華力也開(kāi)始起重要作用。對(duì) 10μm 以下的微對(duì)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(guò)重力作用，重力在其中的影響可以忽略不計(jì)。

圖 1-2 微對(duì)象操作典型問(wèn)題下粘著作用力相對(duì)于重力通常占據(jù)主導(dǎo)地位幾年來(lái)的研究熱點(diǎn)之一。Arai 和 Fukuda 等研張力來(lái)控制微對(duì)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TH137

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2594192