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显微操纵器，具有精密的传动和机械结构，可完成人手不能从事的精细运动的操作。主要应用于膜片钳实验、显微注射类实验及机械定位等场景。根据显微操纵器控制移动的方式，一般分为手动、电动显微操纵器。手动模式由于精度多为微米级别，且难以稳定控制移动速度，因此使用场景比较受限。相比之下，电动模式稳定性高，精度可以控制几十到几百纳米范围内，而且对环境要求相对比较低。

为什么电动模式可以实现稳定性高、精度高？因为电动模式中多使用步进电机驱动。步进电机是一种直接将电脉冲转化为机械运动的机电装置，通过控制施加在电机线圈上的电脉冲顺序、频率和数量，可以实现对步进电机的转向、速度和旋转角度的控制。在不借助带位置感应的闭环反馈控制系统的情况下，使用步进电机与其配套的驱动器共同组成的控制简便、低成本的开环控制系统，可以实现精确的位置和速度控制。

现在常用的步进电机主要分为三类，包括反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HS），其特点各不相同。

1）永磁式步进电机：一般为两相，转矩和体积较小，永磁式步进电机的转子用永磁材料制成，转子的极数与定子的极数相同。特点是动态性能好、输出力矩大，但这种电机精度差，步矩角大，一般为7.5度或15度；

2）反应式步进电机：一般为三相，可实现大转矩输出，定子上有绕组、转子由软磁材料组成。结构简单、成本低、步距角小，一般为1.5度、但动态性能差、噪声、振动都很大，可靠性难保证。反应式步进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩；

3）混合式步进电机：指混合了永磁式和反应式的优点。其定子上有多相绕组、转子上采用永磁材料，转子和定子上均有多个小齿以提高步矩精度。其特点是输出力矩大、动态性能好，步距角小，但结构复杂、成本相对较高。它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。

下图生动的演示了两相步进电机的工作原理：其转子有50齿，而定子只有48齿，分为8个主极。如果将这8个主极分为4对，我们会发现其中1对定子与转子的齿牙是完全对齐的，一对定子与转子的齿牙是错牙的，另外两组的定子与转子的齿牙则是半对齐的。当给定子一个脉冲信号时，定子磁场发生变化，转子就会轻微移动以便与定子齿位对齐，在全驱动情况下，每次移动都是一个凹齿或者凸齿的一半，这个角度就是1.8度。如果是半步驱动的话，角度会进一步减小，也就是0.9度。

MM-500电动显微操纵器

MM-500电动显微操纵器，采用两相混合式步进电机，搭配软件操作。通过精巧的设计，可实现纳米级移动精度，而且可承载更大的负载。例如可承载R-480玻璃微电极注射泵（约160g）或KDS Legato 130微量注射泵（约500g），再搭配MP-500微电极拉制仪形成纳升级与微升级显微注射解决方案，完成对斑马鱼、线虫等胚胎、幼体的超精细显微注射。

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