[发明专利]一种基于单液滴支撑的外磁场驱动微小旋转平台、该平台的驱动方法及该平台的驱动装置

说明书

技术领域

本发明属于微小旋转平台及其驱动装置领域。

背景技术

精密微小旋转平台在微机电系统、光学、生物医学等领域具有广阔的应用前景。以微 机电系统领域为例，微小旋转平台可用于微器件的定位和动态测试，也可在其上放置微操 作工具以增加微操作的灵活性。目前，对于小型旋转平台主要是通过微小轴承部件实现支 撑，通过微小电机进行驱动。然而，采用电机驱动平台会不可避免地在传动机构处产生机 械摩擦。随着平台的尺寸的不断减小，机械摩擦的影响会表现地更加突出。另外，对于微 小型平台，由于装置的复杂性，难以实现系统的精确和可靠装配，因此难以实现平台尺寸 的进一步微型化。

发明内容

本发明是为了解决现有微小轴承支撑、微小电机驱动的微小平台电机传动机构会产生 摩擦、装置复杂难以实现系统的精确可靠装配、且难以进一步微型化的问题，现提供一种 基于单液滴支撑的外磁场驱动微小旋转平台、该平台的驱动方法及该平台的驱动装置。

一种基于单液滴支撑的外磁场驱动微小旋转平台，它包括：磁性平台1、液滴2和液 滴基底3；液滴2位于液滴基底3上，磁性平台1水平漂浮在液滴2的上表面。

磁性平台1为方形磁性薄片，材料为弹簧钢，厚度为0.02mm，长和宽均为1mm。

液滴2体积为0.3μL，液滴2为去离子水。

一种基于单液滴支撑的外磁场驱动微小旋转平台的驱动方法，该方法为：

利用外磁场驱动磁性平台1，所述外磁场为均匀旋转磁场，

通过改变外磁场的旋转频率，改变磁性平台1的旋转速度，

通过改变外磁场的旋转轴向，改变磁性平台1的旋转轴向。

一种基于单液滴支撑的外磁场驱动微小旋转平台的驱动装置，它包括：三对亥姆霍兹 线圈对和驱动单元；

每对亥姆霍兹线圈对的两个亥姆霍兹线圈完全相同且同轴设置，每对亥姆霍兹线圈对 的轴线两两正交，

驱动单元包括三个驱动组，每个驱动组包括数字/模拟转换单元和线圈驱动器；

数字/模拟转换单元的模拟信号输出端连接线圈驱动器的信号输入端，

线圈驱动器用于驱动亥姆霍兹线圈对。

微小旋转平台放置于基底支撑底座上，且位于三对亥姆霍兹线圈对的中心。

本发明所述的一种基于单液滴支撑的外磁场驱动微小旋转平台，利用液滴与微平台间 的毛细作用力，使微平台浮于液滴表面上。利用液滴来支撑，与现有的由微小轴承部件实 现支撑的平台相比较，简化了电机传动机构，消除了固体与固体之间的摩擦，可以有效地 提高平台的旋转柔顺性，结构简单、易于控制，实现了整体结构的简单化，使平台进一步 微型化。

本发明所述的一种基于单液滴支撑的外磁场驱动微小旋转平台的驱动方法，采用由磁 性材料制作的微小旋转平台，利用外界磁场来控制平台的旋转，简化了电机传动机构，消 除了固体与固体之间的摩擦，控制方式简单，实现系统的精确可靠装配。

本发明所述的一种基于单液滴支撑的外磁场驱动微小旋转平台的驱动装置，利用三对 正交放置的亥姆霍兹线圈对产生均匀旋转磁场，实现微平台的旋转运动。通过改变旋转磁 场的旋转频率，可以改变微旋转平台的旋转速度。通过改变旋转磁场的旋转轴向，可以改 变微旋转平台的旋转轴向。

附图说明

图1为具体实施方式一所述的一种基于单液滴支撑的外磁场驱动微小旋转平台的结构 示意图；

图2为具体实施方式五所述的一种基于单液滴支撑的外磁场驱动微小旋转平台的驱动 装置的结构示意图；

图3为具体实施方式五所述的一种基于单液滴支撑的外磁场驱动微小旋转平台的驱动 装置的驱动原理示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：参照图1具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种基于单液滴 支撑的外磁场驱动微小旋转平台，它包括：磁性平台1、液滴2和液滴基底3；

液滴2位于液滴基底3上，磁性平台1水平漂浮在液滴2的上表面。

本实施方式所述的一种基于单液滴支撑的外磁场驱动微小旋转平台，其中磁性平台1 由磁性材料制成，有磁性。