导　　师： 张勤

授予学位： 硕士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 随着微机电机械系统MEMS的发展,元器件也逐渐趋向小型化、薄型化发展趋势,对微操作技术提出了越来越更高的要求。微小物体的拾取、姿态调整和释放是微操作中的重要环节,由于微尺度下液体的表面张力作用明显,不易受外界干扰,而且液体可以柔顺变形容易适用于不同几何形状微小物体的操作,因此基于液滴表面张力吸附的微操作方法,正在成为微操作中不可或缺的重要组成部分。论文研究了基于液滴的微操作方法,首先分析了液滴微操作机械手对微小物体进行姿态调整的机理和物理过程,讨论了微小物体姿态跟随机械手先端形状变换关系,建立了液滴机械手先端形状与微小物体姿态的定量映射关系;提出微小零件倾斜、旋转等姿态的定量控制方法。然后,提出了基于液桥形态变化的释放微操作方法:建立液桥数学模型,详细分析了液桥形态变化对液桥力的影响,讨论了微小物体的释放方法和物理过程;建立了释放过程的仿真模型,通过仿真分析了液桥参数,机械手上下运动速度,液滴参数变化对释放性能的影响。在以上分析基础上,搭建了实验平台,通过大量的实验证明了提出方法的有效性。研究和实验结果表明:液滴机械手所吸附的微小物体的姿态跟随机械手先端姿态发生变化,通过建立机械手先端约束与机械手先端姿态,微小物体姿态的定量映射关系,控制钨丝棒的上下移动,可以实现对微小零件空间姿态的定量控制。通过控制液桥的形态可以改变液桥力,实现微小部件的释放。当微小物体的尺寸、质量以及释放表面等参数发生变化时,根据实验建立释放对象的映射关系,可以实现各种不同形状的微小物体释放。

关 键 词： 液滴机械手 微操作 微小物体 姿态控制 释放

领　　域： []