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面向微小光致夹持器的智能光源驱动系统的研究与设计
资料介绍
随着近代科技的发展进步，人们对工业产品的精度要求越来越高，特别是在航空航天，生物，医药，国防等一些特殊的领域，传统的装配技术已经很难适应骑在微米甚至纳米级的操作要求，因此以微米或纳米结构或系统为目的微电子机械装配系统应运而生，而驱动是其中的关键。本文重点研究面向微小光致夹持器智能光源驱动系统的设计。
本文在研制智能光源驱动系统之前，首先介绍了微小光致夹持器的材料特性及夹持原理。由于微小光致夹持器夹持力是通过可动端形变产生的，而光源类别、光照强度和光照时间均会影响光致变形材料内部应力，导致可动端的形变，进而改变施加在物体上夹持力的大小，因此，在设计系统之前，首先通过软件建模来预测微小光致夹持器在智能光源驱动系统的控制下的能否有效的夹取物体，本文通过有限元分析软件ABAQUS，建立微小光致夹持器夹持鱼卵细胞的模型，模拟出光照微小夹持器时夹持鱼卵细胞的过程，通过模型预测微小光致夹持器夹持物体—即鱼卵细胞的有效性。
针对当前新兴的工艺简单的微小光致夹持器缺乏可控光源监控系统的现状，本文研制了一种基于PC机控制的光源监控系统，该系统借助显微成像CCD观测手段，通过VC++平台控制STM32微控芯片下位机，输出可控的PWM信号来控制光路驱动电路，从而改变光源光照时间及光照强度，来最终实现对夹持器夹持操作的驱动与控制。本系统克服了传统微小光致夹持器因采用电或磁作为驱动能量源，而需要较复杂的机械传动机构将运动传递到执行器末端，从而带来的夹持器设计与制造复杂性等缺点。
最后通过光照实验测试出光致材料与光照强度及光照时间的关系，再将光源驱动系统应用到微小光致夹持器上进行智能光源驱动测试，并通过控制微小光致夹持器夹持鱼卵细胞，进一步验证了本系统的有效性，达到研究目的。
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