基于pvdf智能微夹钳的研究

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1、AThesisSubmittedtoHuazhongUniversityofScienceandTechnologyfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchonSmartMicrogripperusingPVDFCandidate：ZhangTieFengMajor：ControlTheoryandControlEngineeringSupervisor：ProfessorHuangXinhanHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan4

2、30074,P.R.ChinaJune,2008独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人

3、授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_____年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日摘要随着纳米技术、光电子工程及微机电系统(Micro-Electro-MechanicalSystems,MEMS)等一系列的微观对象纳入人们的研究视野，研究对象不断向微小化、复杂化方向发展，对微小零件进行加工、装配等作业都需要机器人参与。微操作机器人系统是机

4、器人技术在人类研究走向微观领域后的产物，微夹钳是微操作机器人的重要组成部分，是一种具有特殊结构的夹持器，通过各种不同形式的能量来驱动它，用来实现对微小物体的精确、灵活移动。在生物医学、IC集成、微机电系统中有广泛的应用。本文在863计划项目的支持下，以微装配机器人系统的研制为背景，以智能微夹钳的设计为主线，着重对聚偏二氟乙烯(PolyvinylideneFluoride,PVDF)压电薄膜在压电双晶片悬臂梁上微力检测的软、硬件系统的设计。本文的智能微夹钳利用PVDF的逆压电效应实现对微夹钳微力感知，通过PVDF输出信号来实现夹

5、取力的读取，同时通过对微夹钳驱动电源的控制来保证夹持稳固而不损坏微零件。从压电材料的基本原理出发，针对压电和逆压电效应的基本原理，分析了PVDF的应力-电压模型、压电双晶片的微位移-电压关系。并对微夹钳的触觉信息的获取提供了理论依据。论文结尾对全文做了总结，并对微装配机器人技术、微夹钳技术、PVDF在微装配领域的应用进行了展望。关键词：微装配机器人、智能微夹钳、聚偏二氟乙烯、压电双晶片IAbstractAsthenanotechnology,optoelectronicsandmicro-electro-mechanicals

6、ystems(MEMS)andaseriesofmicroscopicobjectscomeintoourresearchhorizons,thetiny,complexsmallpartsbecamethemaintarget.Duringthefabricationandassemblyprocess,robotsarerequired.Micromanipulationsystemistheoffspringofthedevelopmentofrobottechnologyinthefieldofmicro-world.

7、Asanimportantpartofmicromanipulation,microgripperisadevicewithspecialstructuredrivenbyavarietyofdifferentpowers,usedtorealizethepreciseandflexiblemotion.Ithasawiderangeofapplicationsinthebiomedical,ICintegration,MEMS,etc.UnderthesupportoftheNationalHighTechnologyRes

8、earchandDevelopmentProgramofChina,accordingtothebackgroundofmicroassemblyrobotsystem,thisdissertationmainlyaimtoasmartmicrogripperwithPVDF