具备高精度运动控制功能的微纳操作机构制造技术

本发明专利技术所公开的一种具备高精度运动控制功能的微纳操作机构，包括底座、安装于底座上的位移传感器、位移放大机构；位移放大机构包括动作件和设置于动作件上的微动伸缩装置，动作件上设置有位移部，位移部上设置有穿刺件，微动伸缩装置伸长驱动动作件发生动作以使位移部发生位移，位移传感器的感应头与位移部位置对应，且微动伸缩装置与位移部之间呈正交状态。其利用压电陶瓷进行微动横向伸缩两驱动柔性铰链发生动作后促使位移部发生微动纵向位移，且位移部的纵向位移来驱动穿刺件实现纵向微动，同时位移传感器用于监测穿刺件进行位移的距离，以便于操作者进行控制穿刺件进行位移的距离。

【技术实现步骤摘要】
具备高精度运动控制功能的微纳操作机构
本专利技术涉及一种微动穿刺机构
，尤其是一种具备高精度运动控制功能的微纳操作机构。
技术介绍
传统技术中，对于细胞等的穿刺一般采用玻璃微针手动方式进行穿刺动作，然而手动根本无法控制穿刺距离，从而在做实验过程中导致实验失败率较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述技术的不足而设计的一种具备高精度运动控制功能的微纳操作机构。本专利技术所设计的具备高精度运动控制功能的微纳操作机构，包括底座、安装于底座上的位移传感器、位移放大机构；位移放大机构包括动作件和设置于动作件上的微动伸缩装置，动作件上设置有位移部，位移部上设置有穿刺件，微动伸缩装置伸长驱动动作件发生动作以使位移部发生位移，位移传感器的感应头与位移部位置对应，且微动伸缩装置与位移部之间呈正交状态。对于位移放大机构，将其质量定义为M(x)，哥氏力定义为重力定义为G(x)，驱动力学定义为f＝ku，扰动力矩定义为f扰动。则位移放大机构的动力学模型表达如下：其中，x、和分别表示为位移、速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具备高精度运动控制功能的微纳操作机构，其特征在于，包括底座、安装于底座上的位移传感器、位移放大机构；位移放大机构包括动作件和设置于动作件上的微动伸缩装置，动作件上设置有位移部，位移部上设置有穿刺件，微动伸缩装置伸长驱动动作件发生动作以使位移部发生位移，位移传感器的感应头与位移部位置对应，且微动伸缩装置与位移部之间呈正交状态；/n对于位移放大机构，将其质量定义为M(x)，哥氏力定义为

【技术特征摘要】
1.一种具备高精度运动控制功能的微纳操作机构，其特征在于，包括底座、安装于底座上的位移传感器、位移放大机构；位移放大机构包括动作件和设置于动作件上的微动伸缩装置，动作件上设置有位移部，位移部上设置有穿刺件，微动伸缩装置伸长驱动动作件发生动作以使位移部发生位移，位移传感器的感应头与位移部位置对应，且微动伸缩装置与位移部之间呈正交状态；
对于位移放大机构，将其质量定义为M(x)，哥氏力定义为重力定义为G(x)，驱动力学定义为f，扰动力矩定义为f扰动；
则位移放大机构的动力学模型表达如下：



其中，x、和分别表示为位移、速度和加速度，k为压电系数，u为微动伸缩装置的激励电压；
为了简化表达，将M(x)简写为M，简写为C，G(x)简写为G；令：名义质量为名义哥氏力为名义重力为质量误差为哥氏力误差为重力误差为
定义期望位移xd和实际位移x之间的差值作为位移误差
e＝xd-x
定义位移误差综合指数：



其中，比例系数β＞0；
微动伸缩装置采用如下的鲁棒控制器进行控制：



其中，中间状态比例系数KP＞0，积分技术Ki＞0，鲁棒系数K鲁棒＞0，符号函数的定义如下





2.根据权利要求1所述的具备高精度运动控制功能的微纳操作机构，其特征在于，位移传感器包括激光位移传感器，激光位移传感器的感应头发出的射线与位移部接触。


3.根据权利要求1所述的具备高精度运动控制功能的微纳操作机构，其特征在于，位移传感器包括机械接触式位移传感机，机械接触式的感应头的感应接触头与位移部接触。


4.根据权利要求1所述的具备高精度运动控制功能的微纳操作机构，其特征在于，动作件包括第一支撑块、第二支撑块、设置于第一支撑块两端的至少一个第一柔性铰链以及设置于第二支撑块两端的至少一个第二柔性铰链，微动伸缩装置的两端分别与第一支撑块和第二支撑块触碰；
第一柔性铰链与第二柔性铰链相互对称设置，且第一柔性铰链与第二柔性铰链之间通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：马金玉，余胜东，
申请(专利权)人：温州职业技术学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33