[發(fā)明專利]基于疊片式輻射型混聯(lián)柔順結構驅動的無閥微泵吸盤

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410406645.5
• 申請日: 2014-08-18
• 公開（公告）號: CN104179782A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設計）人: 趙言正;劉積昊;曹峰;趙一陽;閆維新;付莊
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F16B47/00
• 分類號: F16B47/00;B62D57/024
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 祖志翔

1.一種基于疊片式輻射型混聯(lián)柔順結構驅動的無閥微泵吸盤，其特征是：所述吸盤包括疊片式混聯(lián)柔順放大機構、疊堆壓電陶瓷片和薄膜微泵；

所述疊片式混聯(lián)柔順放大機構將徑向輸入位移轉換為軸向輸出位移，該疊片式混聯(lián)柔順放大機構為圓盤形，內部功能結構呈輻射型對稱，采用MEMS工藝加工制作，所述疊片式混聯(lián)柔順放大機構采用疊片式結構，由多個形狀結構相同的輻射型并聯(lián)柔順放大機構單片按輸出運動特性串聯(lián)疊堆上下對齊后，在中心軸線處進行結構粘接組裝而成；

所述疊堆壓電陶瓷片固定粘接在所述疊片式混聯(lián)柔順放大機構上，通電后對所述疊片式混聯(lián)柔順放大機構產生高頻徑向形變位移輸入；

所述薄膜微泵粘接于所述疊片式混聯(lián)柔順放大機構的下部，底部設有用以吸附壁面的沉槽型吸附腔；

所述疊片式混聯(lián)柔順放大機構將所述疊堆壓電陶瓷片輸入的高頻徑向形變位移轉換成軸向輸出位移，傳動到所述薄膜微泵并驅動該薄膜微泵工作，使所述沉槽型吸附腔內的氣體定向流動產生穩(wěn)定的負壓。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于疊片式輻射型混聯(lián)柔順結構驅動的無閥微泵吸盤，其特征是：所述的輻射型并聯(lián)柔順放大機構單片是圓片形中心軸旋轉對稱的一體化柔順機構，其包括依次相互連接的支撐框架、形變位移輸入部、柔性鉸鏈傳動支鏈和形變位移輸出部；所述支撐框架上設有夾持部和通氣孔，所述形變位移輸入部與所述支撐框架通過彈簧片組柔性連接，該形變位移輸入部與支撐框架之間設有鏤空處；所述柔性鉸鏈傳動支鏈相互并聯(lián)且能夠將徑向輸入位移轉換為軸向輸出位移，其兩端分別與所述形變位移輸入部和形變位移輸出部連接，每一柔性鉸鏈傳動支鏈通過四個單軸對稱柔性鉸鏈與所述形變位移輸入部相連，通過兩個單軸不對稱柔性鉸鏈與所述形變位移輸出部相連；所述形變位移輸出部位于所述輻射型并聯(lián)柔順放大機構單片的中心軸線處并產生軸向形變輸出位移，各輻射型并聯(lián)柔順放大機構單片的形變位移輸出部上下相互粘接成一體，其軸向形變輸出位移與所述疊片式混聯(lián)柔順放大機構的軸向輸出位移相一致。

3.根據(jù)權利要求2所述的基于疊片式輻射型混聯(lián)柔順結構驅動的無閥微泵吸盤，其特征是：所述的單軸對稱柔性鉸鏈傳動徑向位移，其轉動軸平行所述疊片式混聯(lián)柔順放大機構的軸向；所述的單軸不對稱柔性鉸鏈將徑向輸入位移轉換為軸向輸出位移，其轉動軸平行所述疊片式混聯(lián)柔順放大機構的軸向。

4.根據(jù)權利要求2所述的基于疊片式輻射型混聯(lián)柔順結構驅動的無閥微泵吸盤，其特征是：所述的形變位移輸入部為一剛性質塊，與所述柔性鉸鏈傳動支鏈和所述形變位移輸出部之間分別設有運動空間間隙，所述支撐框架的夾持部的位置與該形變位移輸入部徑向相對，所述疊堆壓電陶瓷片受所述彈簧片組產生的彈性預緊壓力夾固于所述夾持部與形變位移輸入部之間的所述鏤空處且通過粘接與該形變位移輸入部緊密貼合。

5.根據(jù)權利要求2所述的基于疊片式輻射型混聯(lián)柔順結構驅動的無閥微泵吸盤，其特征是：所述的夾持部的底部兩側設有U型槽。

6.根據(jù)權利要求2所述的基于疊片式輻射型混聯(lián)柔順結構驅動的無閥微泵吸盤，其特征是：所述的薄膜微泵由位于上層的PMMA薄膜與位于下層的微泵腔吸盤襯底堆疊并粘接密封組裝而成；在所述PMMA薄膜的側偏位置上設有一與所述通氣孔位置相對應且相通的偏心通孔，該PMMA薄膜的上平面與所述疊片式混聯(lián)柔順放大機構下部最底層的形變位移輸出部和支撐框架的下端面貼合并粘接；所述微泵腔吸盤襯底的上部設有位置與所述偏心通孔相對應的圓形沉槽，在該微泵腔吸盤襯底的另一側與該圓形沉槽相對稱的位置上設有穿透所述微泵腔吸盤襯底的通孔；在該通孔與所述圓形沉槽之間設有沉槽型的泵腔，該泵腔的一側通過一入口錐形沉槽連通所述圓形沉槽，另一側通過一出口錐形沉槽連通所述通孔；所述沉槽型吸附腔設置于所述微泵腔吸盤襯底的下部，并且與所述通孔相通，該沉槽型吸附腔周邊的微泵腔吸盤襯底的底面為吸盤吸附接觸面。

7.根據(jù)權利要求6所述的基于疊片式輻射型混聯(lián)柔順結構驅動的無閥微泵吸盤，其特征是：所述的入口錐形沉槽和出口錐形沉槽的橫截面為矩形，該入口錐形沉槽的最大截面處與所述圓形沉槽相連，所述出口錐形沉槽的最大截面處與所述泵腔相連。

8.根據(jù)權利要求6所述的基于疊片式輻射型混聯(lián)柔順結構驅動的無閥微泵吸盤，其特征是：所述的沉槽型吸附腔和所述泵腔的形狀均為圓形且同軸心，該沉槽型吸附腔的半徑大于該泵腔的半徑。