| 具有力感知功能的四臂式MEMS微夹持器研制 |
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| 引用本文： | 孙立宁,陈涛,邵兵,李昕欣. 具有力感知功能的四臂式MEMS微夹持器研制[J]. 光学精密工程, 2009, 17(8): 1878-1883 |
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| 作者姓名： | 孙立宁 陈涛 邵兵 李昕欣 |
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| 作者单位： | 哈尔滨工业大学,机器人研究所,黑龙江,哈尔滨,150001;中国科学院,上海微系统与信息技术研究所,传感技术国家重点联合实验室,上海,200050 |
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| 基金项目： | 国家863高技术研究发展计划资助项目，国家自然科学基金资助项目 |
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| 摘 要： | 为了解决夹持器小型集成化、夹持力可控的问题，本文采用体硅加工技术成功的研制了一种基于单晶硅的、具有微力检测功能的新型四臂式MEMS微夹持器。以压阻检测技术为基础，利用MEMS侧面压阻刻蚀工艺将力传感器集成在微夹持器的夹持臂末端，实现夹持力的微力检测。采用有限元软件对微夹持器机构和传感器弹性体进行分析。S型柔性梁结构的设计将梳齿驱动的直线运动转化为夹持臂末段的转动，结合四臂式的末段结构，有效的扩展了夹持器的夹持范围。利用硅玻璃键合技术实现夹持臂的电隔离，通过施加80V电压，夹持臂的单臂运动范围为25靘，夹持器的夹持范围30-130靘。实验标定出传感器的最大量程在1mN以上，分辨率为3霳，可以实现夹持力的有效反馈。
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| 关 键 词： | 微机电系统 MEMS微夹持器 侧面压阻 微操作 |
| 收稿时间： | 2008-08-28 |
| 修稿时间： | 2008-10-26 |
Design of four-arm MEMS microgripper integrated with force sensor |
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| SUN Li-ning,CHEN Tao,SHAO Bing,LI Xin-xin. Design of four-arm MEMS microgripper integrated with force sensor[J]. Optics and Precision Engineering, 2009, 17(8): 1878-1883 |
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| Authors: | SUN Li-ning CHEN Tao SHAO Bing LI Xin-xin |
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| Affiliation: | SUN Li-ning1,CHEN Tao1,SHAO Bing1,LI Xin-xin2 ( 1.Robotics Institute,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China,2.State Key Laboratory of Transducer Technology,Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200050,China) |
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| Abstract: | A novel four-arm structure single crystal silicon MEMS gripper integrated with force sensors is successfully developed by using a silicon bulk machining method to realize the monolithically fabrication and the control of gripping force. Based on the technology of the piezoresistive detection,an effective technique for fabricating vertical sidewall piezoresistors in planes is used to fabricate the piezoresistor in the end of the end-effectors. The Finite Element Analysis (FEA) is used to analyze the structur... |
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| Keywords: | MEMS microgripper sidewall piezoresistor micromanipulation |
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