顯微操縱器，具有精密的傳動(dòng)和機(jī)械結(jié)構(gòu)，可完成人手不能從事的精細(xì)運(yùn)動(dòng)的操作。主要應(yīng)用于膜片鉗實(shí)驗(yàn)、顯微注射類實(shí)驗(yàn)及機(jī)械定位等場(chǎng)景。根據(jù)顯微操縱器控制移動(dòng)的方式，一般分為手動(dòng)、電動(dòng)顯微操縱器。手動(dòng)模式由于精度多為微米級(jí)別，且難以穩(wěn)定控制移動(dòng)速度，因此使用場(chǎng)景比較受限。相比之下，電動(dòng)模式穩(wěn)定性高，精度可以控制幾十到幾百納米范圍內(nèi)，而且對(duì)環(huán)境要求相對(duì)比較低。
 

為什么電動(dòng)模式可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性高、精度高？
因?yàn)殡妱?dòng)模式中多使用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)是一種直接將電脈沖轉(zhuǎn)化為機(jī)械運(yùn)動(dòng)的機(jī)電裝置，通過(guò)控制施加在電機(jī)線圈上的電脈沖順序、頻率和數(shù)量，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)向、速度和旋轉(zhuǎn)角度的控制。在不借助帶位置感應(yīng)的閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)的情況下，使用步進(jìn)電機(jī)與其配套的驅(qū)動(dòng)器共同組成的控制簡(jiǎn)便、低成本的開環(huán)控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)精確的位置和速度控制。

現(xiàn)在常用的步進(jìn)電機(jī)主要分為三類，包括反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)（VR）、永磁式步進(jìn)電機(jī)（PM）、混合式步進(jìn)電機(jī)（HS），其特點(diǎn)各不相同。

1）永磁式步進(jìn)電機(jī)：一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，永磁式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子用永磁材料制成，轉(zhuǎn)子的極數(shù)與定子的極數(shù)相同。特點(diǎn)是動(dòng)態(tài)性能好、輸出力矩大，但這種電機(jī)精度差，步矩角大，一般為7.5度或15度；

2）反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)：一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，定子上有繞組、轉(zhuǎn)子由軟磁材料組成。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、步距角小，一般為1.5度、但動(dòng)態(tài)性能差、噪聲、振動(dòng)都很大，可靠性難保證。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路由軟磁材料制成，定子上有多相勵(lì)磁繞組，利用磁導(dǎo)的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩；

3）混合式步進(jìn)電機(jī)：指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)。其定子上有多相繞組、轉(zhuǎn)子上采用永磁材料，轉(zhuǎn)子和定子上均有多個(gè)小齒以提高步矩精度。其特點(diǎn)是輸出力矩大、動(dòng)態(tài)性能好，步距角小，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本相對(duì)較高。它又分為兩相和五相：兩相步進(jìn)角一般為1.8度而五相步進(jìn)角一般為 0.72度。

下圖生動(dòng)的演示了兩相步進(jìn)電機(jī)的工作原理：其轉(zhuǎn)子有50齒，而定子只有48齒，分為8個(gè)主極。如果將這8個(gè)主極分為4對(duì)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)其中1對(duì)定子與轉(zhuǎn)子的齒牙是完全對(duì)齊的，一對(duì)定子與轉(zhuǎn)子的齒牙是錯(cuò)牙的，另外兩組的定子與轉(zhuǎn)子的齒牙則是半對(duì)齊的。當(dāng)給定子一個(gè)脈沖信號(hào)時(shí)，定子磁場(chǎng)發(fā)生變化，轉(zhuǎn)子就會(huì)輕微移動(dòng)以便與定子齒位對(duì)齊，在全驅(qū)動(dòng)情況下，每次移動(dòng)都是一個(gè)凹齒或者凸齒的一半，這個(gè)角度就是1.8度。如果是半步驅(qū)動(dòng)的話，角度會(huì)進(jìn)一步減小，也就是0.9度。

MM-500電動(dòng)顯微操縱器

MM-500電動(dòng)顯微操縱器，采用兩相混合式步進(jìn)電機(jī)，搭配軟件操作。通過(guò)精巧的設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)納米級(jí)移動(dòng)精度，而且可承載更大的負(fù)載。例如可承載R-480玻璃微電極注射泵（約160g）或KDS Legato 130微量注射泵（約500g），再搭配MP-500微電極拉制儀形成納升級(jí)與微升級(jí)顯微注射解決方案，完成對(duì)斑馬魚、線蟲等胚胎、幼體的超精細(xì)顯微注射。