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第1章 绪论 1

1.1 执行器与微执行器 1

1.1.1 执行器 2

1.1.2 微执行器 3

1.2 微执行器的主要特点 4

1.3 微执行器的主要加工技术 5

1.3.1 体微加工技术 6

1.3.2 表面微加工技术 8

1.3.3 高深宽比微加工技术 9

1.3.4 组封装技术 12

1.4 微执行器的现状和发展前景 13

第2章 电磁型微马达 17

2.1 前言 17

2.2 磁的基本知识 18

2.2.1 磁感应强度 19

2.2.2 磁通 20

2.2.3 磁介质 20

2.2.5 电流的磁效应 22

2.2.4 磁场强度 22

2.3 永磁材料 23

2.3.1 永磁材料的磁滞回线 24

2.3.2 磁钢特性的主要参数 25

2.4 直流无刷微马达 27

2.4.1 基本原理 27

2.4.2 直流无刷马达基本结构 29

2.4.3 直流无刷微马达的基本结构 31

2.4.4 直流无刷微马达定子 32

2.4.5 直流无刷微马达转子 34

2.4.6 电磁型微马达设计中若干问题 35

2.5 直流无刷微马达的控制方法 37

2.5.1 基本控制电路 37

2.5.2 同步微马达运行方式 41

2.5.3 变结构控制方式 42

2.6 步进微马达 44

2.6.1 步进马达的特点与分类 44

2.6.2 步进微马达基本原理 45

2.6.3 步进微马达结构 47

2.6.4 步进微马达的控制电路 48

2.6.5 提高步进微马达精度方法 49

2.7 其他类型电磁型微马达 56

2.7.1 电磁悬浮直线微马达 56

2.7.2 端面摇摆式电磁型微马达 57

2.7.3 开关型磁阻微马达 58

第3章 电磁型微马达应用举例 61

3.1 电磁型微马达在光开关中的应用 61

3.1.1 微型光开关 62

3.1.2 光开关的准直器和反射镜 65

3.1.3 摆动式微执行器的制造 66

3.1.4 光纤准直器的耦合调整和固定 67

3.2 微马达在微直升机上的应用 67

3.2.1 设计的指导思想和技术难点 69

3.2.2 机翼的研制 69

3.2.3 机身的研制 73

3.2.4 微马达的研制 74

3.2.5 控制电路的研制 75

3.2.6 微型直升机的实用化 77

3.3.2 内窥镜检测导管前端结构设计 78

3.3 电磁型微马达在医疗上的应用 78

3.3.1 系统整体构思 78

3.3.3 电磁型微马达驱动电路的设计 79

3.3.4 微马达对物镜前方光路的遮挡 80

3.3.5 微马达与上位机的通信 80

3.4 微马达在微型机器人系统中的应用 81

3.4.1 微机器人本体设计 81

3.4.2 微机器人的控制 84

3.4.3 图像采集反馈系统 87

4.1 前言 89

第4章 光学执行器 89

4.2 发光二极管 90

4.2.1 硅发光二极管 92

4.2.2 有机发光二极管 92

4.3 气态和固态激光器 93

4.4 微机械白炽灯 97

4.5 等离子体光源 99

4.6 电致发光的光源 99

4.7 场发射显示屏 100

4.8 生物发光 101

4.9 光调制器 101

4.9.1 液晶显示器 102

4.9.2 反射式微机械光调制器 106

4.9.3 透射式微机械光调制器 116

4.10 其他光调制器 116

第5章 微阀门 119

5.1 被动式阀门 120

5.2 主动式阀门 122

5.2.1 气动微阀门 123

5.2.2 热气动阀门 124

5.2.3 相变驱动阀门 126

5.2.4 固体膨胀热驱动阀门 127

5.2.5 压电驱动阀门 128

5.2.6 静电驱动阀门 129

5.2.7 电磁驱动阀门 130

5.2.8 双稳态阀门结构 131

5.3.2 主动式生物阀门 132

5.3.1 被动式生物阀门 132

5.3 生物阀门 132

第6章 微型泵 133

6.1 气泡泵 133

6.2 隔膜泵 134

6.3 扩散泵 136

6.4 旋转式泵 137

6.5 水电泵 138

6.5.1 注入型EHD泵 139

6.5.2 非注入型EHD泵 139

6.6 电泳／电析泵 140

6.7 超声波泵 142

6.8 真空泵 142

6.9 生物泵 144

第7章 生物微执行器 145

7.1 概述 145

7.2 细胞骨架和微管 146

7.3 纤毛和鞭毛 146

7.4 肌肉 150

7.5.1 概述 154

7.5 分子马达 154

7.5.2 旋转运动分子马达 155

7.5.3 线性运动分子马达 157

7.5.4 人造分子马达 161

第8章 微机械执行器 163

8.1 静电执行器 163

8.1.1 概述 163

8.1.2 静电悬臂梁执行器 164

8.1.3 静电梳状微执行器 166

8.1.4 静电旋转执行器 171

8.1.5 静电直线执行器 179

8.1.6 静电微继电器 197

8.1.7 静电微夹 206

8.2 热力执行器 211

8.2.1 热耦合执行器 212

8.2.2 形状记忆合金执行器 235

8.3 微机械焦耳—汤普生制冷机 239

9.1 概述 241

9.2 电化学机械执行器 241

第9章 化学执行器 241

9.3 高分子凝胶执行器 243

9.3.1 凝胶及其执行器概述 243

9.3.2 高分子凝胶致动的刺激类型 246

9.3.3 高分子凝胶微执行器的应用举例 250

9.4 导电聚合物执行器 261

9.4.1 导电聚合物概述 261

9.4.2 导电聚合物执行器应用举例 263

9.5.1 几种人工肌肉执行器概述 269

9.5 IPMC人工肌肉执行器 269

9.5.2 IPMC人工肌肉的驱动特性及应用 273

9.6 金属氢化物（MH）执行器 280

9.6.1 贮氢合金与MH执行器 280

9.6.2 MH执行器应用实例 283

9.7 薄膜电池 285

9.7.1 电池的基本原理 285

9.7.2 薄膜电池及其材料选择 286

9.7.3 锂薄膜电池 287

参考文献 289