微納米操作系統/機器人一般又可稱(chēng)為納米操作手、納米機械手、納米操縱器等，它的特點(diǎn)是對微小尺寸的對象進(jìn)行微納米級運動(dòng)控制操作和處理。在當前科技快速發(fā)展的當下，具有非常廣泛的應用場(chǎng)景，如微系統（MEMS）、分子操作、DNA測序、兆億容量存儲器等，這些都會(huì )需要微納操作系統。

微納米操作系統/機器人要求非常高的運動(dòng)控制精度，通常由顯微視覺(jué)、驅動(dòng)、傳感和控制等組成，各部分間閉環(huán)回路配合，才能完成微納米級精度的操作控制動(dòng)作。這種動(dòng)作有抓、提、移動(dòng)、放置等。

而微納米操作系統/機器人具有非常多的種類(lèi)，例如基于光學(xué)顯微鏡的微納操作系統、SEM基于掃描電子顯微鏡的微納操作系統，以及SPM基于掃描探針顯微鏡的微納操作系統，還有更多其他類(lèi)型的微納操作系統。微納米操作系統/機器人也通常采用顯微鏡對操作過(guò)程進(jìn)行觀(guān)察和實(shí)況了解。

在微納米操作系統/機器人中，有一個(gè)非常重要的組成部分，叫微納操作器。微納操作器就是在微納米操作系統/機器人中進(jìn)行指l定動(dòng)作的執行器，這個(gè)執行器需要提供微納米級的運動(dòng)精度。

一提到微納米級運動(dòng)控制精度的執行器，芯明天壓電納米運動(dòng)與控制系統產(chǎn)品自然是該微納執行器的主要選擇。

芯明天壓電納米運動(dòng)與控制系統以精度高、響應速度快著(zhù)稱(chēng)，在各種微納米級操作系統中得到非常廣泛的應用，在現代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域也具有廣闊的應用前景。

通過(guò)六支壓電促動(dòng)器的并聯(lián)配合，可將安裝至上表面的對象或樣品進(jìn)行任意姿態(tài)的調節。

H60六自由度并聯(lián)機構運動(dòng)平臺的實(shí)測參數如下。

光纖的芯徑通常非常小，約在微米量級，因此將兩條光纖進(jìn)行對準的操作就需要非常高的精度，一般達微納米量級。通過(guò)人員手動(dòng)操作時(shí)，會(huì )要求非常有經(jīng)驗的人員，且非常耗時(shí)。而采用微納米操作系統機器人，不僅可保證精度，且可大幅縮短對接時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)保持質(zhì)量。

芯明天三維壓電馬達平臺及三維柔性撓曲壓電納米定位臺可為微納米操作系統機器人提供光纖的粗精調對準，粗調行程在100mm范圍內自由選擇，精調行程在幾百微米范圍內可選，且精度參數可選。

XYZ三維粗調，毫米行程 XYZ三維精調，微米行程

壓電螺釘是利用粘滑原理，將移動(dòng)螺紋桿逐步推動(dòng)旋轉前進(jìn)。該驅動(dòng)的步進(jìn)都是通過(guò)高精度壓電陶瓷驅動(dòng)，可保證每一步進(jìn)的納米級精度。運動(dòng)效果如下視頻中所示。

壓電螺釘不僅具有高精度，它的行程也很大，可達26mm甚至以上。它可在納米操作應用中進(jìn)行大行程、高精度的探針或機械臂調節。并且，可利用多個(gè)壓電螺釘配合組成結構，形成6維甚至更多維度的探針或機械臂進(jìn)行納米運動(dòng)調節。

在真空等特殊腔體內，納米運動(dòng)控制更是無(wú)法用手觸碰的。芯明天可提供真空版本壓電螺釘直線(xiàn)促動(dòng)器，兼容真空環(huán)境，完成在真空腔內的單軸或多軸探針、操作手及機械臂的納米操作。

微納米操作系統機器人一般在高倍率、高分辨率的監視裝置下操作，視野范圍非常小。在這么小的視野范圍內進(jìn)行任意的操作都需要具有微小物把持和放置的能力。有些情況會(huì )利用吸附（如采用靜電力、表面張力等）進(jìn)行把持，但脫離操作較難。因此微納米操作夾鉗成為優(yōu)選。

芯明天壓電鉗/線(xiàn)夾是對微米級引線(xiàn)進(jìn)行夾持與放開(kāi)操作的非常適合的工具，可對微米量級的金線(xiàn)、銅線(xiàn)、銀線(xiàn)等進(jìn)行夾持與放開(kāi)動(dòng)作，非常適用于自動(dòng)化集成電路生產(chǎn)設備等。

下方視頻中展示了芯明天壓電鉗夾持鋁線(xiàn)進(jìn)行測試過(guò)程。

為了更加靈活的操作，可采用芯明天壓電納米定位臺配合探針，兩者間經(jīng)過(guò)合適的適配連接，使得壓電納米定位臺本身的納米級運動(dòng)轉為對探針的納米級運動(dòng)控制，從而獲得高分辨率的運動(dòng)能力。

芯明天可為您定制設計納米操作的解決方案。

在微納米操作機器人系統中，其中會(huì )有視覺(jué)觀(guān)察、光學(xué)操縱等操作，例如對物體進(jìn)行原子和分子操作及其他操作，通常需要對光進(jìn)行高精度的聚焦與XYZ向的多維移動(dòng)控制。

光學(xué)的Z向納米級聚焦、精調，可通過(guò)芯明天壓電物鏡定位器進(jìn)行調節，調節分辨率可達納米甚至亞納米量級。

芯明天壓電物鏡定位器基本參數：

而對光的平面二維調節，可采用芯明天二維或三維壓電掃描臺，它具有中心通孔設計，適用于透射光應用，可帶載光源或光學(xué)元件進(jìn)行多維納米運動(dòng)，完成光目標位置的調節。

芯明天直線(xiàn)壓電促動(dòng)器應用于破膜儀、細胞穿透

對薄膜進(jìn)行穿透或對細胞進(jìn)行藥物注射時(shí)，若操作不夠精細，很容易對薄膜或細胞造成損壞。因此，通常采用高運動(dòng)精度的壓電促動(dòng)器來(lái)解決該問(wèn)題。

通過(guò)壓電促動(dòng)器的高頻微納米級振動(dòng)，來(lái)完成薄膜的穿透或穿孔，從而進(jìn)行下一步的藥物注射等操作。壓電促動(dòng)器可顯著(zhù)提高操作精度和成功率，從而保證實(shí)驗的準確和順利進(jìn)行。

芯明天壓電促動(dòng)器具有上百種型號，以下僅為其中幾個(gè)型號的基本參數。

結 語(yǔ) 

芯明天具有近二十年的定制設計經(jīng)驗，期待與您的溝通交流。