基于毫米级微型机器人的微装配系统研究
基于毫米级微型机器人的微装配系统研究
Ｃ
摘
要
基于毫米级微型机器人的微装配系统研究
摘要
（
ＩＭＢＭｓ（微机电系统，Ｍｉｃｒｏ－ｅｌｅｃｔｒｏ－ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ
Ｓｙｓｔｅｍ）技术是８０年代束发展起来的
一门新兴学科，在医疗、生物、精密仪器、环境保护、航空航天、通讯、国防军工等领域均有十
分广阔的应用前景，它的推广使用势必带来空前的产业革命。专家预测ｌ皿嗒技术可望成为２ｌ世
纪的支柱产业。一个完整的微机电系统一般是由多个具有相应功能的微型零部件组装而成的，由
于微型器件在外形尺寸方面的特殊性，现阶段主要还是利用人工手工装配的手段来实现微器件的
装配。由于人类本身生理极限的限制以及微小器件的尺寸效应，人工装配还只能应用于体积较大
的微系统．并且装配合格率极低，这已经成为制约皿Ⅺｓ技术产业化的一个重要因素。
２
０世纪９０年代．５１本学者首先提出了微型工厂的概念．希望建立一套微型的集成化的
ＭＥ淞产品自动生产系统。微型机器人自动装配系统是微型工厂的重要组成部分，也是解决微型器件自动化装配的主要途径之一。近年来，世界各国都十分重视微型机器人技术和微型机器人装配技术的研究，并取得了一定的成绩。毫米级微型机器人是最近一两年发展起来的一种适合于微型工厂的新型机器人，它在外形体积、应用领域方面具有其他机器人无法比拟的特殊优势。研究基于毫米级微型机器人的徽器件操作装配技术是—件很有现实意义、同时具有巨大的挑战性的工作，
它将开辟出一个全新的研究领域，并将带来巨大的社会效益和经济教彰国外已经有少数研究小组开展了该方面的研究工作．目前，国内基本上还未见报道．为此，归：文利用作者所在单位在微
型驱动器研制、微器件加工等方面的技术优势，展开基于毫米级微型机器人的微型工厂中微装配
系统的研究，以求逐步建立一套毫米级微型机器人装配系统。推动我雷毫米级微型机器人技术和微器件装配技术领域的发展。
基于毫米级微型机器人的微器件模拟装配系统作为一新兴的系统性的研究课题，涉及到微细加工、微型驱动器、微型操作器、精密定位、机器人视觉、微观力学特性、微装配序列规划等多学科知识．需要多学科研究人员多年不懈的协作努力才能有所突破．本文作为起步性的研究课题，在微型驱动器、毫米级微型机器人、微型夹钳、高精度定位装置、压电陶瓷驱动器的研制和微装
配视觉算法实现等方面做了一定的工作。ｆ本文主要内容如下．
研制了基于２ｍｍ电磁型微马达№毫米级微型机器人，该机器人的外形尺寸仅为８ｒｅＸ
６ｒａｍＸ６ｒａｍ，自重仅２
５
０毫克．最快的移动速度可达２００ｍｍ／ｓ。回转半径为零．很好
地解决了机器人在微小空间内自如转向的问题。该微型机器人具有很大的驱动能力，可以负载１．５９以上的微小器件。
