在制造大型集成电路、半导体元器件等高精度产品时,需避免表面划伤和划痕等微细缺陷的产生。产品的微细缺陷大都是在加工、搬运及封装过程中由于接触产生的,而非接触式操作技术是解决这一问题的有效方法之一。非接触超声支撑与驱动技术无论在材料科学、生物化学分析等领域,还是在高精度机械产品及高纯度药品的加工与定向运输中都具有广阔的应用前景。因此,对目标物体非接触超声支撑与驱动方法进行机理及实验研究具有重要的工程应用价值和理论意义。论文首先基于非接触驻波超声支撑机理实现了聚苯乙烯小球及多种液体在空气域中的稳定悬浮。其次,提出了非接触管道超声驱动方案,研究了其基本原理,实现了聚苯乙烯小球与液滴在管道内长距离定向传输。然后,研究分析了非接触近场超声驱动机理,通过实验验证了平板物体非接触式定向运输的可行性。最后,结合驻波超声支撑和近场超声驱动两者的优点提出了非接触波导超声驱动方案,实现了聚苯乙烯小球与流体粒子在空气域中非接触式运输。论文的主要研究工作如下:非接触驻波超声支撑机理及实验研究。概述了超声驻波形成原理,揭示了非接触驻波超声支撑基本原理。设计并搭建了实验装置对多种类目标物体于驻波声场中的稳定悬浮及雾化水粒子超声自主聚结进行了实验研究。并基于COMSOL平台对驻波声场及水粒子超声自主聚结现象进行了有限元仿真分析。非接触管道超声驱动机理及实验研究。基于管道内流体媒介体积元质量守恒及动量守恒方程,推导了管道中一维波动方程,建立了管道中的声场,揭示了非接触管道超声驱动基本原理。设计并搭建了实验装置对固体小球及液滴于管道内长距离定向运输进行了实验研究。并基于COMSOL平台对管道中的声场和液滴的运动态势进行了有限元仿真分析。非接触近场超声驱动机理及实验研究。揭示了非接触近场超声驱动基本原理,根据波动方程推导了于振动平板上激发的行波,基于Minikes-Bucher理论给出了作用于驱动平板上的垂直支撑力和水平驱动力。随后设计了振动平板结构尺寸,并基于ANSYS平台对其进行模态分析得到了系统最佳激振频率。最后搭建了实验装置对平板物体非接触式定向运输进行了实验研究。非接触波导超声驱动机理及实验研究。论文结合驻波超声支撑机理和近场超声驱动机理,揭示了非接触波导超声驱动基本原理。设计并搭建了实验装置对目标物体非接触式定向运输及可控超声驱动进行了实验研究。并基于COMSOL平台对波导内声场和流体粒子非接触超声驱动并自主聚结现象行了有限元仿真分析。