隨著當(dāng)代科技的迅速發(fā)展，微納運(yùn)動(dòng)及其實(shí)現(xiàn)技術(shù)逐漸成為信息產(chǎn)業(yè)和其他高科技產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域交叉融合的創(chuàng)新源。微納運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)是微米和納米尺度上的一門新興科學(xué)技術(shù)，其研究涉及物理、化學(xué),以及力學(xué)、光學(xué)、機(jī)械、電子、生物醫(yī)學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科和應(yīng)用學(xué)科，廣泛應(yīng)用于通信、能源、環(huán)境、汽車、國防、航空航天等領(lǐng)域。微納技術(shù)已是當(dāng)今21世紀(jì)為引人矚目的高科技發(fā)展的重要研究領(lǐng)域之一，是多學(xué)科理論與技術(shù)交叉融合的前沿科學(xué)技術(shù)。
各行各業(yè)對(duì)尖端高新技術(shù)的需求日益迫切，不同學(xué)科領(lǐng)域的微納技術(shù)各有特點(diǎn)。雖然陸續(xù)也有些關(guān)于微納技術(shù)方面的教材和專著出版，但它們一般多是關(guān)注某一領(lǐng)域的具體個(gè)性。例如，在相關(guān)的專業(yè)圖書方面，超精密及微納制造工程技術(shù)類往往較多地聚焦在微細(xì)加工、微電子制造和微機(jī)電系統(tǒng)制造等方面；表面工程類多聚焦在表面成膜和改性的具體工藝技術(shù)與方法；納米材料類多傾向于納米織構(gòu)、制備工藝與方法。而微納器件、微納產(chǎn)品等,主要是對(duì)物質(zhì)在微納米級(jí)尺度上實(shí)施加工、定位、檢測(cè)等微納行為的結(jié)果。通常，微納行為的實(shí)施離不開微納運(yùn)動(dòng)，但在關(guān)注高精度微納米級(jí)分辨率的同時(shí)，還要兼顧大行程操作。在微納米尺度上進(jìn)行加工時(shí)，常規(guī)的機(jī)械加工及檢測(cè)手段已不再使用。關(guān)于微納運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)，尤其是大行程高精度微納運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)的系統(tǒng)介紹，目前國內(nèi)還缺少相關(guān)的專門著作，也沒有將各學(xué)科領(lǐng)域中涉及微納尺度的共性關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行有機(jī)融合、提煉。
本書的目的就是力圖融匯各學(xué)科領(lǐng)域的微納技術(shù)于一體，使讀者通過閱讀本書獲得對(duì)微納技術(shù)各領(lǐng)域的一個(gè)全面了解；通過對(duì)各種不同微納制造技術(shù)原理和方法的提煉，使讀者對(duì)各種微納制造的共性關(guān)鍵技術(shù)——微納運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作原理及微納運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)技術(shù),有一個(gè)系統(tǒng)、全面的深度認(rèn)識(shí)。本書的出版必將對(duì)微納運(yùn)動(dòng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展與應(yīng)用起到積極的促進(jìn)作用。
本書特別適合作為精密機(jī)械工程、機(jī)電工程、控制工程、儀器科學(xué)與工程、材料科學(xué)工程，以及微電子科學(xué)等方面本科生、研究生關(guān)于微納制造的導(dǎo)論性教材，也可作為醫(yī)工交叉學(xué)科及其他相關(guān)領(lǐng)域研究生和廣大科學(xué)工作者、工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)的參考資料。
本書在概述微納技術(shù)發(fā)展應(yīng)用的基礎(chǔ)上，根據(jù)工作機(jī)理不同，將現(xiàn)行國內(nèi)外各種形形色色的微納運(yùn)動(dòng)平臺(tái)裝置歸納為五類，分別介紹了其原理方法和新近研究成果。同時(shí)，重點(diǎn)介紹了作者提出的宏宏復(fù)合微納運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)的研究成果。宏宏復(fù)合微納運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)具有行程大、剛性大、精度高，以及負(fù)載能力強(qiáng)、抗擾性好等突出特點(diǎn)，具有獨(dú)到的創(chuàng)新性，較好地解決了大行程、大負(fù)載和高精度的矛盾，是其他微納運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)無法比擬的。
微納運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)前言本書章節(jié)編排合理,邏輯清晰,語句通俗易懂。全書共7章:第1章主要是微納技術(shù)及微納技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展的綜述；第2章主要介紹了基于智能材料的常見的微納驅(qū)動(dòng)技術(shù)類型及特性；第3章主要介紹了微納運(yùn)動(dòng)檢測(cè)技術(shù)；第4章概括性地介紹了微納運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)控制策略；第5章介紹了基于直線電機(jī)的單自由度微納定位實(shí)現(xiàn)技術(shù)，主要是電磁式和壓電超聲式兩種情況；第6章主要介紹了單自由度宏微復(fù)合微納運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)，并討論了非線性因素對(duì)微納運(yùn)動(dòng)性能的影響和補(bǔ)償策略；第7章重點(diǎn)介紹了本書提出的宏宏復(fù)合微納運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)、性能特點(diǎn)及低速性能。
需要指出的是，本書部分章節(jié)是作者在廣泛閱讀和參考微納技術(shù)方面的著作及其他相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，加入作者評(píng)述而編寫的，涉及的他人論述或成果的論文集、著作等均列入?yún)⒖嘉墨I(xiàn)，方便讀者延伸閱讀，窮原竟委。在此也向這些著作和文獻(xiàn)的作者們表示衷心的感謝。
本書得到了國家出版基金項(xiàng)目和湖北省學(xué)術(shù)著作出版專項(xiàng)的資金資助。還要指出的是，書中部分內(nèi)容是在作者主持承擔(dān)的國家自然科學(xué)基金“一種新型宏宏雙驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)及其微量進(jìn)給特性研究”“一種大行程微納尺度運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)方法研究”等項(xiàng)目研究成果的基礎(chǔ)上編寫而成的。特別感謝國家自然科學(xué)基金的資助和支持。
本書在撰寫過程中，武漢理工大學(xué)的陳定方教授、國防科技大學(xué)的范大鵬教授，以及廣西大學(xué)的蔡敢為教授對(duì)本書初稿提出了寶貴中肯的建議，在此向三位同仁表示衷心的感謝。同時(shí)，感謝博士研究生杜付鑫、王兆國、于瀚文、蘇哲、劉延棟，以及孟哲、張名楊、郭春麗等多位碩士研究生同學(xué)對(duì)作者在撰寫本書時(shí)的大力協(xié)助。感謝華中科技大學(xué)出版社俞道凱、鄧薇等為本書出版付出的辛勤勞動(dòng)。
由于作者水平有限，書中難免存在不足之處，還望讀者海涵并提出寶貴意見和建議。