三維超聲輻射力場合成及其微操縱應(yīng)用實驗平臺的研究.pdf

1、為滿足微機電系統(tǒng)對微構(gòu)件操縱技術(shù)的強烈需求，本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金項目《基于三維可控超聲輻射力場的微構(gòu)件遙操縱的研究》(50375144)和國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃(863計劃)《基于超聲輻射力的微納構(gòu)件三維遙操縱關(guān)鍵技術(shù)研究》(2006AA042330)，在對平面活塞換能器所產(chǎn)生的超聲輻射力及其合成場進行分析計算的基礎(chǔ)上，發(fā)展了一種基于超聲輻射力的微納構(gòu)件三維遙操縱技術(shù)，并以ARM為中心測控單元，F(xiàn)PGA為接口模塊，結(jié)合機器微視覺及圖

2、像處理單元，開發(fā)了一套基于三維超聲輻射力場合成及其微操縱實驗平臺，利用該實驗平臺驗證了本文所提出技術(shù)的可行性和有效性。具體工作在于： 第一章，綜合論述了開展微操縱應(yīng)用研究的重要意義，對微操縱技術(shù)及其系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢進行了系統(tǒng)地概括，指明了基于超聲輻射力微操縱應(yīng)用的可行性和優(yōu)越性，提出了本論文的研究內(nèi)容及各章節(jié)的安排。 第二章，在簡要介紹聲學(xué)基礎(chǔ)知識和詳細分析單個平面活塞換能器聲場分布及其聲場和輻射力關(guān)系的基礎(chǔ)上，利用

3、聲波合成原理，建立了按不同空間位置放置的兩個及多個平面活塞換能器合成聲場及輻射力勢分布理論和技術(shù)基礎(chǔ)，并通過MATLAB仿真分析了利用超聲輻射力實現(xiàn)三維微操縱的可行性和有效性。 第三章，在提出基于三維超聲輻射力場合成及微操縱應(yīng)用實驗平臺總體方案的基礎(chǔ)上，詳細分析了各功能模塊的具體實現(xiàn)過程，并結(jié)合機器微視覺及圖像處理單元，開發(fā)了一套基于三維超聲輻射力場合成及微操縱應(yīng)用實驗平臺。 第四章，應(yīng)用本文所開發(fā)的基于三維超聲輻射力場