基于FPGA的微刺激器设计

微刺激器是一种通过对生物体内特定部位释放电流来达到一定刺激效果的医疗装置。其刺激效果与微刺激器所释放电流的参数有密切关系。为了能够在生物实验中寻找到刺激效果最佳的电流参数,论述了一种以FPGA为核心的微刺激器设计方案。这种微刺激器利用DDS技术,由FPGA芯片生成各种波形参数,其中频率、波形、幅值可控。结合数模转换电路和压控恒流源等外围电路,能够输出多种刺激电流,并且电流参数可调。介绍了这种微刺激器的原理和设计方案,并且进行了验证。应用这种微刺激器能够生成生物实验中所需要的双向脉冲波形。     

UV-LIGA技术在多层微结构制备中的工艺研究

UV-LIGA技术在制备多层复杂微结构时存在如何确保多层套刻对准精度,尺寸控制精度及层间良好结合的问题.该文对这些问题进行了分析与实验研究,实验证明,弱曝光是产生层间位移,影响套刻精度的原因之一,减少曝光所产生的应力应以不发生位移为前提;降低升降温速率能有效降低应力,提高层间结合性能,从而减少图形位移,确保套刻对准的精度.     

微压电式振动能量采集器的研究进展

给出了微压电式振动能量采集器的基本工作原理和物理模型。按照压电单元结构类型的不同,将其分为单一的直线型悬臂梁、直线型悬臂梁阵列、L型悬臂梁和圆形压电膜,分别讨论了各种类型的微压电振动能量采集器的优缺点。详细介绍了国内外各研究小组研制的微压电式振动能量采集器的结构参数、性能及其应用现状,分析针对目前研究中存在的问题,指出如果能在分析建模、压电结构及压电材料优化方面取得实质性进展,微压电振动能量采集器作为新型供能设备在MEMS系统和低功耗无线传感网络中的应用将会具有更加诱人的前景。     

用于药物传输的MEMS平面金属微针

介绍了传统给药方式的局限性、微针应用于新的药物传输方式——透皮给药的优点以及微针的特点,并提出了一种基于微机电系统技术制作同平面金属微针的方法.采用该方法可制备实心微针和空心微针.这两种金属微针均采用电镀技术制作,既降低了成本又提高了微针的强度.微针为楔形,边缘比较光滑,针尖有较锋利的尖端,改善了刺入皮肤的效果;针体长度400μm,厚度50μm,其中空心微针中的微流道宽度为50μm.此类微针便于改变尺寸以满足不同的需要.用该微针进行了刺入鼠皮的实验,验证了该微针刺入皮肤的有效性.     

基于微机电系统工艺的微型左右手复合传输线宽带滤波器

设计并采用微机电系统工艺加工制备了一种微型左右手复合传输线宽带滤波器。器件主要结构由两条平行的金属蛇形线构成,蛇形线的末端接有金属圆片作为接地单元。蛇形线对产生左右手电感和电容。通过改变蛇形线的单元数目,即可改变器件的工作频率,并且,该复合传输线单周期即可体现左手材料特性。给出了器件的电磁场仿真结果,可以看到在左手频带中磁场沿着与能量相反的方向传输,测试结果得出8单元样品通带范围为0.99～2.09 GHz,中心频率为1.54 GHz,相对3 dB宽度为71.42%。4单元样品通带范围1.84～3.36 GHz,中心频率为2.60 GHz,相对3 dB宽度为58.46%。     

圆环驻波超声波马达振子的有限元分析及振型测试

采用有限元方法比较系统地分析了圆环驻波超声波马达振子弹性体的结构尺寸对其固有频率的影响,为设计和加工振子提供了理论依据;通过有限元比较精确地计算了马达振子B14振型的固有频率。经对振子试机的振型测试,验证了有限元分析的准确性。     

利用PZT块材制备微型压电悬臂梁采能器的研究

采用压电陶瓷(PZT)片状块材设计并制作了一种可集成于微机电系统的压电悬臂梁能量采集器.介绍了元件的整体制备流程,包括湿法化学蚀刻、反应离子(RIE)干法蚀刻、UV-LIGA等流片技术.该文利用环氧树脂将PZT紧密粘结在基片上的方法步骤和工艺参数作了详细描述,最终获得了2000μm×750μm×500μm(长×底宽×尖...     

多轴联动数控微细车铣机床设计与仿真

微小型零件的加工技术研究在发达国家已开展多年。微细车铣切削技术无论是在生产率还是在加工表面质量上,较其它加工技术而言更适合于微细轴类零件和具有复杂型面的微小型零件的加工。综合近年来机械、电子、材料学等领域研究成果,应用模块化设计方法对多轴联动数控微细车铣切削机床进行了结构设计、强度校核计算及仿真等,结果显示本设计符合设计技术要求,具有实际应用价值。     

用于微机电系统的微型带阻滤波器

为了实现微机电系统微波信号滤波,开发了适用于微机电系统的小尺寸左右手复合传输线微波带阻滤波器,对该滤波器的原理、结构特点、加工工艺等进行了研究。根据左手材料理论,介绍了具有蛇形槽单元的滤波器结构。以蛇形槽结构的一个单元为例,对比传统插指电容左手单元结构,提取了蛇形槽的等效电路,并分析了蛇形槽结构单元的优点,即在相同的面积内,可以获得更大的等效电路参数。最后,结合溅射、光刻、电铸、刻蚀等MEMS技术,设计了器件的加工工艺。使用MEMS工艺,加工了主体尺寸5 mm×7 mm的器件。相移常数的仿真和实验结果表明,在高频带部分(2.1~5.2 GHz)的相移常数为负(左手区),相速度与群速度方向相反,左手区的相对带宽为82.7%。结果显示,与其他设计相比,本文设计的器件尺寸小,左手区的相对带宽大,可以提供更大的工作频带范围     

非接触压电微马达的仿真与实验研究

提出了一种基于四区和八区2种激振方式的新型非接触压电微马达,并进行了振动模态的有限元数值模拟。利用ANSYS有限元软件对定子进行模态分析,并用激光测振仪对四区和八区2种激振方式下的定子进行位移扫频和振型测试,得出:最优驱动频率分别为34.4 kHz和46.3 kHz,相应的模态分别为B₂₁和B₂₂,二者结果吻合较好。对微马达的输出性能进行了实验研究,结果表明:三叶片和六叶片转子在八区最优模态激振下转子的转速约是四区的2倍。说明了增加定子的分区数不仅改变了定子的最优驱动频率而且能够明显提高转子的转速。而且当A-B间相位差从90°调谐到270°时,行波的传播方向发生了改变,从而实现了转子的换向。实验还表明,转子的正反转的转速基本一致。