[實用新型]一種Galfenol薄片驅動的磁致伸縮彈片式微夾鉗

有效

• 申請號: 201520678911.X
• 申請日: 2015-09-02
• 公開（公告）號: CN204928619U
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發明（設計）人: 盧全國;陳定方;鄒凌云;胡瑞;王歡
• 申請（專利權）人: 南昌工程學院
• 主分類號: H02N2/00
• 分類號: H02N2/00;B25J7/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鐘鋒

技術領域

本實用新型涉及微驅動技術領域，具體涉及一種Galfenol薄片驅動的磁致伸縮彈片式微夾鉗。

背景技術

微夾鉗是微操作系統中關鍵的執行器，將其他形式的能量轉化為機械能,產生需要的夾持動作和夾持力。作為一種典型的微執行機構，微夾鉗在微細零件加工、裝配、生物醫學工程和光學等領域已呈現出廣泛的應用前景。

壓電陶瓷材料是一種廣泛應用在微執行器領域的材料，利用壓電陶瓷的逆壓電效應，可方便地實現精密的位置控制，制成微動夾鉗，例如蔡建華在其論文《新型微夾鉗技術研究》中提出的一種基于壓電雙晶片驅動的微夾鉗。雖然壓電驅動微夾鉗變形分辨率高、相應快、對溫度不敏感、工作頻率寬，但同時其驅動電壓高、變形量小、與半導體工藝難兼容。

Galfenol材料是一種新型的磁致伸縮材料，具有大應變、高精度、輸出力大、響應快速及可靠性高等優勢，并且具有優良的機械性能，是構造精密驅動器的理想材料。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種以Galfenol薄片為驅動源的變形精度高、驅動電壓低的磁致伸縮彈片式微夾鉗。

本實用新型所采用的技術方案是：一種Galfenol薄片驅動的磁致伸縮彈片式微夾鉗，包括鉗體，鉗體一端封閉，另一端開口，鉗體外部纏繞線圈；鉗體內設有兩片平直的彈片，兩片彈片相對設置，彈片的一端與鉗體的封閉端面連接，彈片的另一端伸出鉗體的開口端；在鉗體的開口端設置有兩片與彈片垂直的支片，支片的一端與彈片的外側面相連，支片的另一端與鉗體的內壁相連；彈片位于鉗體內部的外側面上粘貼有Galfenol薄片，Galfenol薄片的最大磁致伸縮方向與彈片的長度方向一致。

按上述方案，所述鉗體、彈片和支片為一體化結構，采用非導磁彈性板材整體切割而成。

按上述方案，所述Galfenol薄片呈長矩形，厚度為0.3～0.5mm。

按上述方案，所述鉗體的壁厚超過10mm。

按上述方案，所述彈片的厚度為0.8～1mm，彈片位于鉗體內的長度與其伸出鉗體外的長度的比值大于1：1。

按上述方案，所述支片的厚度為0.8～1mm，支片的長度為3～5mm。

本實用新型的工作原理是：Galfenol薄片在通電的線圈磁場中沿彈片長度方向伸長，驅動彈片彎曲變形，彈片的彎曲度隨Galfenol薄片的伸長量增大而增大；彈片向外彎曲，在支片的支撐作用下，彈片的自由端繞支片向內轉動，實現夾持，如圖2所示。Galfenol薄片在線圈斷電、磁場消失后，恢復到通電前的原長，彈片也恢復到通電前的平直狀態。本實用新型可通過調整線圈電流的大小來控制夾持范圍。

本實用新型的有益效果是：利用Galfenol薄片在磁場中的變形，驅動彈片彎曲變形實現夾持；鉗體采用一體化結構，彈片的自由端繞支片轉動，增強了鉗體的剛度，增大了鉗體的夾持力；可通過調整通入線圈的電流大小，來控制夾持范圍；本實用新型的變形精度高，驅動電壓低，而且可靠性好。

附圖說明

圖1為本實用新型一個具體實施例的結構示意圖。

圖2為本實施例的夾持狀態示意圖。

其中：1、鉗體；2、線圈；3、Galfenol薄片；4、彈片；5、支片。

具體實施方式

為了更好地理解本實用新型，下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的說明。

如圖1所示的一種Galfenol薄片驅動的磁致伸縮彈片式微夾鉗，包括鉗體1，鉗體1一端封閉，另一端開口，鉗體1外部纏繞線圈2；鉗體1內設有兩片平直的彈片4，兩片彈片4相對設置，彈片4的一端與鉗體1的封閉端面連接，彈片4的另一端伸出鉗體1的開口端；在鉗體1的開口端設置有兩片與彈片4垂直的支片5，支片5的一端與彈片4的外側面相連，支片5的另一端與鉗體1的內壁相連；彈片4位于鉗體1內部的外側面上粘貼有Galfenol薄片3，Galfenol薄片3的最大磁致伸縮方向與彈片4的長度方向一致。

優選地，鉗體1、彈片4和支片5為一體化結構，采用非導磁彈性板材整體切割而成。

優選地，Galfenol薄片3呈長矩形，厚度為0.3～0.5mm。

優選地，鉗體1的壁厚超過10mm。

優選地，彈片4的厚度為0.8～1mm，且彈片4位于鉗體1內的長度與其伸出鉗體1外的長度的比值大于1：1。

優選地，支片5的厚度為0.8～1mm，且支片5的長度為3～5mm。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。