摘要 在微尺度上抓取和操纵物体具有很大的前景,尤其是使用由软材料制成的机械结构,例如,这种结构可以确保在微手术过程中的安全操作。软机器人应该是操纵微物体的首选,但它们的采用需要软传感器,这些传感器可以在空气或溶液中工作。最终,它们应该能够在低电压下驱动,并且易于制造。本文介绍了我们对基于导电聚合物的传感器的研究结果。我们证明这种材料适合构建敏感结构,并提出了一种微夹钳来说明结果。观察到大应变,产生 0.17 mN 的抓取力。此外,与以前的工作相比,我们表明制造过程可以缩小规模,同时保留材料在驱动和传感模式下的行为。获得的宏观机械模型对于微尺度驱动和传感仍然有效。
压电致动器由带电石英板构成,当施加电压时石英板会膨胀。这些致动器以其快速响应时间、高输出力和实现亚纳米定位分辨率的能力而闻名。由于这些特性,压电致动器经常用于微夹钳,如许多研究报告所述。在设计包含压电致动器的机构时,必须对致动器施加预应力,因为产生的位移极小。此外,位移放大通常是必要的,以便在夹钳尖端获得所需的力。一种常见的放大技术是桥式放大器,它通过偏转平行梁将水平运动转换为垂直运动。使用桥式放大器的微夹钳的一个例子是将放大器的输出连接到梁屈曲机构,通过允许梁在压力下屈曲而不是断裂,确保夹钳尖端的力一致。然而,这种设计的恒定力应用仅限于小范围的位移,操纵的最小物体尺寸为 200 µm。