面向片上細(xì)胞操作的雙柔性微動平臺設(shè)計.pdf

1、隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，研究領(lǐng)域的不斷擴展，人們不僅在大型機器人領(lǐng)域取得了重大成果，而且在微觀領(lǐng)域也有所涉獵。光纖對接、精密儀器，尤其是動植物基因工程、產(chǎn)品育種等領(lǐng)域都需要微米甚至是納米級的細(xì)微操作技術(shù)，這種形式導(dǎo)致了人們對研制出相應(yīng)的微操作機器人系統(tǒng)的迫切需要。當(dāng)然，在最近幾十年的時間里，各種各樣的微操作機器人相繼面世，由串聯(lián)機構(gòu)微操作到并聯(lián)機構(gòu)微操作平臺，有一維操作平臺到二維平臺甚至多維操作平臺，而且微操作系統(tǒng)所能達(dá)到的精度也越來越高。

2、本文設(shè)計研究了一種面向片上細(xì)胞操作的微操作平臺。該操作平臺采用了差動式放大原理對壓電陶瓷的輸出位移進行有效放大，其主要內(nèi)容如下:
　　首先，論文介紹了微操作系統(tǒng)的產(chǎn)生以及發(fā)展的歷程，對國內(nèi)外先進的微操作系統(tǒng)加以概述，并分析了微操作系統(tǒng)的研究對生活帶來的重大意義。然后給出了本文所設(shè)計的基于差動放大的雙柔性微操作平臺的結(jié)構(gòu)，對其放大原理進行分析，并將構(gòu)成平臺所需的元件進行比較，主要是對其柔性元器件的選擇做了許多工作，選取了適合本機構(gòu)的

3、直圓型柔性鉸鏈以及堆疊型的壓電陶瓷驅(qū)動器。接著根據(jù)所設(shè)計的運動平臺所需要達(dá)到的性能要求，運用靜力學(xué)與動力學(xué)知識對整個平臺的輸入與輸出柔度進行理論計算，并運用拉格朗日能量法，對平臺的自然頻率加以推導(dǎo)計算。然后為了實現(xiàn)運動平臺高精度的要求，對平臺進行以擁有較大固有頻率為目標(biāo)的多約束優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化方法采取能夠?qū)ふ胰肿顑?yōu)的粒子群優(yōu)化算法(PSO)。最后為了驗證設(shè)計的合理性，運用ANSYS仿真分析軟件對平臺所能達(dá)到的性能進行了驗證，對平臺模型施