[發明專利]一種微夾鉗的制造方法

有效

• 申請號: 201810371370.4
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108436451B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 石青;于志強;魏子厚;黃強;福田敏男
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B23P21/00
• 分類號: B23P21/00;B25J7/00;B25J15/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種微夾鉗的制造方法，該微夾鉗能夠在兼顧較大行程的同時，又具有緊湊結構，同時該制造方法基于微操作已經具有的顯微鏡環境，便于實現微夾鉗的在線校準，減小微操作過程中的準備時間，減少工作量，提高微操作效率。

技術領域

本發明涉及一種微夾鉗制造方法，特別是適于在微米尺度應用的壓電微夾鉗的制造方法，屬于微操作和微裝配技術領域。

背景技術

目前，微操作和微裝配技術被廣泛的應用在微機電系統、管線專配、生物工程和小型元器件的電子封裝等研究領域。其中，微夾鉗是器件組裝過程中不可或缺的重要設備，主要用來實現直徑小于200微米的微物體的夾持，移動，釋放等操作。

微夾鉗通常由驅動裝置和位移傳遞裝置所構成。目前微夾鉗常用的驅動方式有電熱驅動、電磁驅動、壓電驅動、靜電驅動、形狀記憶合金等。在這些驅動中，由于壓電驅動特有的大驅動力，高響應頻率，大帶寬和高分辨率等優點，被廣泛的用作微夾鉗的驅動。另外，由于部分的操作需要在掃描電鏡的真空環境中完成，壓電驅動不產生磁場的特性，促使其廣泛的應用在基于掃描電鏡的微操作中。壓電驅動通過采用壓電陶瓷材料，利用在其兩端加載一定的電勢差的方式產生位移和輸出力。

由于微夾鉗主要操作直徑在200微米尺度及以下的材料，夾持精度成為微夾鉗主要考慮的性能之一。為提高微夾鉗的夾持精度，一般通過內部結構集成位置傳感器的方式形成位置反饋，實現微夾鉗夾持狀態的實時監測，此方法對提高了微夾鉗的夾持精度有較大幫助。但是，集成的位置傳感器在使用前都需要進行校準，目前一般采用通過將微夾鉗安裝在激光位移測定裝置上進行校準，再將微夾鉗取下安裝在微動移動平臺上進行相應的微尺度物體的操作。此方法具有較高的校準精度，但是不能實現實時的在線的校準，并且在將微夾鉗二次安裝到微動移動平臺的過程中，由于固定方式的差異，導致誤差的引入，降低了微夾鉗的夾持精度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種能夠在兼顧較大行程的同時，又具有緊湊結構微夾鉗的制造方法。

本發明的技術方案如下。

一種微夾鉗的制造方法，其中

所述微夾鉗包括：安裝板、預緊螺釘、微夾鉗主體、半圓形墊片、驅動裝置、緊定螺釘、第一應變片、第二應變片、末端鉗口；所述微夾鉗主體包括上輸出梁、第一級放大系統和第二級放大系統；兩級放大系統分別包括對稱布置的第一豎放大梁、第二豎放大梁、第一橫放大梁和第二橫放大梁；

所述制造方法包括如下步驟：

步驟S1，將安裝板、微夾鉗主體、緊定螺釘放在超聲波清洗器中進行零件的清潔，取出晾干；

步驟S2，將測量位移變化的兩個應變片通過環氧樹脂膠粘結在微夾鉗的第二級放大系統的第一橫放大梁和第二橫放大梁處；

步驟S3，將安裝板放水平，將裝有應變片的微夾鉗主體通過緊定螺釘固定在安裝板上，調整好微夾鉗主體與安裝板的位置后成對角線依次緊固緊定螺釘，然后將預緊螺釘裝入微夾鉗主體中，并使預緊螺釘的前端不超出上輸出梁靠近驅動裝置的一端；

步驟S4，將驅動裝置成左右對稱安裝在微夾鉗主體的中間部位，在顯微鏡下預緊預緊螺釘使得末端鉗口處出現合適的位移。

優選地，所述步驟S1中的清潔時間為10分鐘。

優選地，所述微夾鉗主體為一個整體，采用線切割加工完成。

優選地，所述微夾鉗主體中相鄰的放大梁采用柔性鉸鏈直接連接。

優選地，所述微夾鉗主體還包括左前固定端、右前固定端和中心固定塊。

優選地，所述左前固定端、右前固定端和中心固定塊的厚度大于微夾鉗主體的可移動部件。