[發(fā)明專利]利用光纖布拉格光柵測量夾持力和夾爪位移的微夾鉗

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811157091.4
• 申請日: 2018-09-30
• 公開（公告）號: CN109366459B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設計）人: 王代華;趙建宇
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B25J7/00
• 分類號: B25J7/00;G01B11/02;G01L1/24
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 康海燕

1.利用光纖布拉格光柵測量夾持力和夾爪位移的微夾鉗，包括：基座（1）、固定于所述基座（1）上的單片柔性機構（2）、安裝于所述單片柔性機構（2）上開設的空腔內(nèi)的執(zhí)行器（3）、控制器、與所述控制器連接的FBG解調(diào)儀（5），以及與所述FBG解調(diào)儀（5）連接的光纖布拉格光柵復用傳感器（4），其特征在于，所述單片柔性機構（2）包括：

位移放大機構（21）、對稱設置的兩個夾持力傳感機構（22）以及對稱設置的兩個夾爪（23），所述位移放大機構（21）的輸入級（211）與所述執(zhí)行器（3）相抵接，所述位移放大機構（21）的兩個輸出級（212）、兩個所述夾持力傳感機構（22）和兩個所述夾爪（23）一一對應，且所述位移放大機構（21）的輸出級（212）、所述夾持力傳感機構（22）和所述夾爪（23）依次連接；

所述光纖布拉格光柵復用傳感器（4）包括：在光纖上形成的第一光纖布拉格光柵（41）和第二光纖布拉格光柵（42），所述第一光纖布拉格光柵（41）和所述第二光纖布拉格光柵（42）均與所述FBG解調(diào)儀（5）連接，所述第一光纖布拉格光柵（41）安裝于所述夾持力傳感機構（22）上可感應所述夾持力傳感機構（22）的形變的位置處；所述第二光纖布拉格光柵（42）安裝于所述位移放大機構（21）上可感應所述位移放大機構（21）的形變的位置處；

在所述控制器控制所述執(zhí)行器（3）在第一方向推動所述位移放大機構（21）的輸入級（211）時，所述位移放大機構（21）的輸入級（211）將所述執(zhí)行器（3）在所述第一方向上推動產(chǎn)生的運動位移轉(zhuǎn)換為第二方向上的運動位移，并經(jīng)由所述位移放大機構（21）的輸出級（212）和所述夾持力傳感機構（22）依次傳遞至所述夾爪（23）位置處，使兩個所述夾爪（23）閉合，對待夾持部件進行夾持；所述第一方向與所述第二方向在水平方向上相垂直；所述夾持力傳感機構（22）為可對所述位移放大機構（21）的輸出級（212）在第二方向上傳遞的動力進行平行傳遞的機構，使所述夾爪（23）在第二方向上進行平行閉合；所述位移放大機構（21）的輸出級（212）為在所述單片柔性機構（2）上加工形成的第一平行四邊形機構，所述第一平行四邊形機構的相鄰兩根連桿之間通過第一柔性鉸鏈連接，且所述第一平行四邊形機構的其中一根連桿與所述位移放大機構（21）的輸入級（211）連接；

所述夾持力傳感機構（22）為在所述單片柔性機構（2）上加工形成的第二平行四邊形機構，所述第二平行四邊形機構的相鄰兩根連桿之間通過第二柔性鉸鏈連接，所述第一平行四邊形機構、所述第二平行四邊形機構和所述夾爪（23）依次串聯(lián)；或

所述夾持力傳感機構（22）為在所述單片柔性機構（2）上加工形成的雙柔性梁機構，所述第一平行四邊形機構、所述雙柔性梁機構和所述夾爪（23）依次串聯(lián)；或

所述夾持力傳感機構（22）為在所述單片柔性機構（2）上加工形成的懸臂梁機構，所述第一平行四邊形機構、所述懸臂梁機構和所述夾爪（23）依次串聯(lián)。

2.根據(jù)權利要求1所述的利用光纖布拉格光柵測量夾持力和夾爪位移的微夾鉗，其特征在于，所述位移放大機構（21）的輸入級（211）為所述單片柔性機構（2）上加工形成的兩個四連桿機構，兩個所述四連桿機構對稱設置，兩個所述四連桿機構與兩個所述第一平行四邊形機構一一對應，所述四連桿機構的相鄰兩根連桿之間通過第三柔性鉸鏈連接，所述四連桿機構的兩個固定端與所述基座（1）固定連接，所述四連桿機構的輸入端與所述執(zhí)行器（3）相抵接，所述四連桿機構的輸出端與所述第一平行四邊形機構的其中一根連桿連接。

3.根據(jù)權利要求1所述的利用光纖布拉格光柵測量夾持力和夾爪位移的微夾鉗，其特征在于，所述位移放大機構（21）的輸入級（211）為在所述單片柔性機構（2）上加工形成的一個橋式位移放大機構，所述空腔位于所述橋式位移放大機構內(nèi)，所述橋式位移放大機構的其中一個輸出端與兩個所述第一平行四邊形機構中的其中一個第一平行四邊形機構的其中一根連桿連接，所述橋式位移放大機構的另外一個輸出端與另外一個所述第一平行四邊形機構的其中一根連桿連接。