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随着科技的发展,微操作广泛应用于微小零件的机械作业,改善和提高了微观领域的工作能力。微夹钳是一种典型的微执行机构,主要用于抓取、夹持微小物体,在微机械零件的加工、装配、生物医学工程和光学等领域均有很好的应用前景。本文拟设计能够夹持直径为60微米左右的微马达导线至其焊盘处的微夹钳及能够快速准确移动的控制系统。 论文主要内容如下: 第1章介绍了基于机器视觉的微操作机器人和不同类型的微夹持器的研究现状与功能特点,对它们分别进行了优缺点分析,通过对课题实际情况的分析,选择合适驱动方式的微夹钳进行研究。 第2章通过介绍微夹持系统的研究目标,设计了SLM视觉引导下的微马达自动理线微夹持系统,系统主要包括体视显微镜、多维操作台、控制系统、微夹钳等部分,并分别进行了详细的介绍。 第3章分析了磁驱动式夹持器的特点,描述了电磁驱动微夹钳的动作原理,设计了不同结构和钳尖的微夹钳,同时对单线圈微夹钳进行了理论模型分析。 第4章描述了压电陶瓷驱动器的基本特性,分析了并行压电双晶片工作原理,对压电陶瓷微夹钳结构进行了设计,同时对压电双晶片微夹钳进行了微力分析。 第5章根据微夹钳控制的工作原理,提出电控单元的功能要求。根据功能将微夹钳控制系统硬件设计分为不同的模块,在设计硬件电路满足功能要求的同时,注意了抗干扰方面的设计。 第6章介绍了微夹钳电控单元软件设计的过程和方法,采用模块化设计的方法,同时还基于视频成像设计了上位机软件。 第7章进行了一系列实验来研制微夹钳及整个系统的可靠性,并在SLM视觉系统下进行了夹持实验。