[發明專利]單驅動微動夾持器

有效

• 申請號: 201510249322.4
• 申請日: 2015-05-18
• 公開（公告）號: CN104816304B
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 宮金良;張彥斐;鄭洋洋
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種單驅動微動夾持器，包括固定平臺、驅動剛塊、兩個T型剛塊、兩個長邊背對背靠近的L型手指，其特征在于：兩個T型剛塊對稱分布在兩個L型手指的兩側，T型剛塊中呈現T型的一個面通過彈性折疊梁連接到固定平臺，T型剛塊的兩個短側面依次通過第三彈性轉動副、上層剛塊、第四彈性轉動副分別對應連接到兩個L型手指的短邊端，T型剛塊的下底面依次通過第二彈性轉動副、下層剛塊、第一彈性轉動副連接到驅動剛塊的一端，驅動剛塊的另一端通過彈性移動副連接到微位移驅動裝置的一端，微位移驅動裝置的另一端與固定平臺固接。本發明通過一個微位移驅動裝置實現末端L型手指的夾持動作，具有高精度和高剛度的特點。

技術領域

本發明屬于制造技術領域，具體是涉及一種單驅動微動夾持器。

背景技術

隨著微細加工技術、微電子技術、微機電系統技術的發展，微加工與微操作技術得到了迅猛發展，在生物、醫療科學、遺傳工程、精細加工、集成電路制造、光纖對接 、航空航天等領域展示了廣闊的應用前景。

德國卡爾斯魯厄大學（Univ. of Karlsruhe）研制的壓電體驅動微夾持器由壓電驅動器、柔性鉸鏈放大機構和夾持臂組成。意大利的MiTech實驗室也制作了類似的微夾持器。Heiserman、David L等人研制出了壓電薄膜驅動的微夾持器。美國 Kim 等人研制的靜電驅動微夾持器，采用了梳狀靜電驅動結構，主體結構由多晶硅構成。國內哈爾濱工業大學設計了具有兩級位移放大的壓電微夾持器。中國長春光機所根據變徑圓原理設計了形狀記憶合金 SMA 的微夾持器。清華大學研制的組合式微夾持器，將不同的驅動原理與結構相結合。

盡管國內外有許多學者研究微動夾持器，但是實際中由于應用領域不同，因此需要選擇的結構也有很大差別，同時在保證實現夾持機構末端運動特性及便于加工的前提下，改變微動夾持機構的幾何結構，使微動夾持器末端獲得較高的運動精度和剛度也具有重要的研究價值。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有新型結構、具有較高運動精度和剛度的單驅動微動夾持器。其技術方案為：

一種單驅動微動夾持器，包括固定平臺、驅動剛塊、兩個T型剛塊、兩個長邊背對背靠近的L型手指，其特征在于：兩個T型剛塊對稱分布在兩個L型手指的兩側，T型剛塊中呈現T型的一個面通過彈性折疊梁連接到固定平臺，呈現T型的另一個面和L型手指中呈現L型的面相對，T型剛塊的兩個短邊側面依次通過第三彈性轉動副、上層剛塊、第四彈性轉動副分別對應連接到兩個L型手指的短邊端，第三彈性轉動副和第四彈性轉動副的轉動軸線與L型手指長邊棱線平行，T型剛塊的下底面依次通過第二彈性轉動副、下層剛塊、第一彈性轉動副連接到驅動剛塊的一端，第二彈性轉動副和第一彈性轉動副的轉動軸線與L型手指短邊棱線平行，驅動剛塊的另一端通過彈性移動副連接到微位移驅動裝置的一端，微位移驅動裝置的另一端與固定平臺固接。

本發明與現有技術相比，其優點為：（1）采用單個微位移驅動裝置實現末端手指的夾持動作，既降低了成本，又便于提高驅動精度；（2）單驅動微動夾持器采用了彈性關節，消除了傳動間隙，有利于實現納米級高精度操作；（3）單驅動微動夾持器的機械結構中含有多條運動支鏈，保證了系統的高剛度。

附圖說明

圖1是本發明實施例的結構示意圖。

圖中：1、微位移驅動裝置 2、驅動剛塊 3、第一彈性轉動副 4、下層剛塊 5、第二彈性轉動副 6、T型剛塊 7、彈性折疊梁 8、第三彈性轉動副 9、上層剛塊 10、第四彈性轉動副 11、L型手指 12、固定平臺 13、彈性移動副。

具體實施方式

兩個T型剛塊6對稱分布在兩個L型手指11的兩側，T型剛塊6中呈現T型的一個面通過彈性折疊梁7連接到固定平臺12，呈現T型的另一個面和L型手指11中呈現L型的面相對，T型剛塊6的兩個短邊側面依次通過第三彈性轉動副8、上層剛塊9、第四彈性轉動副10分別對應連接到兩個L型手指11的短邊端， 第三彈性轉動副8和第四彈性轉動副10的轉動軸線與L型手指11長邊棱線平行，T型剛塊6的下底面依次通過第二彈性轉動副5、下層剛塊4、第一彈性轉動副3連接到驅動剛塊2的一端，第二彈性轉動副5和第一彈性轉動副3的轉動軸線與L型手指11短邊棱線平行，驅動剛塊2的另一端通過彈性移動副13連接到微位移驅動裝置1的一端，微位移驅動裝置1的另一端與固定平臺12固接。