微型机器人凭借其结构尺寸微小、器件精密、可进行细微操作、无约束和可控等特点,能够在医学和生物等领域中进行各种作业,例如人体血管内靶向送药、微创手术、细胞及生物大分子等采集、运输、分离和检测。而对于微型机器人的驱动与控制方法也是目前的一大难题,为此,许多不同的运动方式也被提出,其中基于磁场控制的驱动与控制方式具有可控性好、易实现和低损伤的优点正吸引越来越多的研究目光。超磁致伸缩材料中最典型为Terfenol-D(铽镝铁)合金材料,它拥有着巨大磁伸缩系数、高机电耦合系数、响应速度快及良好的结构性能等特点,可作磁驱微机器人的驱动模块材料而备受关注。本课题旨在研制一种基于高效磁驱材料Terfenol-D利用双向纤毛谐振特性实现运动的微型机器人。本文主要研究的是基于Terfenol-D的磁驱微机器人设计以及系统搭建,可以分为以下五个部分:首先,对近几年来磁驱微机器人的研究现状进行简单阐述与分析,确定本课题的研究目的、研究内容以及研究重点;其次,对磁驱微机器人系统进行建模与机理研究,包括微观下尺度效应、微机器人驱动方式以及超磁致伸缩材料的性能特点;然后,对微机器人的结构进行设计与振动机理进行分析,通过磁场下的仿真证明驱动模块Terfenol-D的可行性,后利用3D打印技术制造出柔软弹性的微机器人基体,整个微机器人长度在15mm左右;接着,对磁驱微机器人的线圈系统平台进行了相应的设计、仿真和搭建工作,最终确定为60 × 60mm的磁场控制平台,并对其进行测量标定,同时也对控制系统的软硬件进行了选型;最后,对本课题搭建的磁控系统进行实验验证。通过实验研究以及数据结果分析,得出本文提出的磁驱微机器人振动驱动的可行性,并且可以采用更改驱动信号的频率方式来更改微机器人的运动方向。同时实验中可以适当提高驱动信号的强度即增大磁场强度来增快微机器人的运动速度,在磁场强度8.9mT驱动频率60Hz附近时微机器人最大速度能够达到2.9mm/s。本课题提出的微机器人能实现双向运动,且相比于磁力与磁力矩驱动的微机器人易于实现与控制,有望在生物医学领域能够被广泛应用。