一种利用超声辐射力三维俘获、旋转微机械构件的方法

摘要

本发明公开了一种利用超声辐射力三维俘获、旋转微机械构件的方法。应用四个超声波换能器合成具有螺旋形波阵面的波束，将此波束与共轴对置的一个超声波换能器的辐射波束干涉叠加，干涉声场具有三维俘获微机械构件的能力，通过调节超声波换能器相位圆周方向超声辐射力势阱的方向角发生改变，从而驱动微机械构件绕轴旋转。本发明相对于传统操纵策略局限于位置操纵增加了角度控制这一重要功能，且其旋转方向与角度大小均是可控的。对于需要非接触地实现微机械构件操纵的场合发挥了较大的作用，此方法可应用于微机电系统制造与装配、生物医学工程等高科技领域。

主权项

一种利用超声辐射力三维俘获、旋转微机械构件的方法，应用四个相同的平面四分之一圆扇形超声波换能器拼合成一个整圆，控制四个换能器驱动信号的初相位使其依次相差90°，此时四个超声波换能器的合成声场具有螺旋形波阵面；其特征在于：在通过圆心且垂直于圆面所在平面的轴线上布置另一个平面圆形超声波换能器，且其辐射声波传播方向与前述四个换能器传播方向相反，位于四个并列放置的换能器与反向传播换能器干涉叠加声场内的微构件被超声辐射力场俘获；通过调节反向传播换能器的初相位，辐射力势阱的周向方位角发生改变，驱动微构件绕轴旋转。