[發明專利]一種具有搓動操作的兩自由度大行程微夾鉗

在審

• 申請號: 202310592821.8
• 申請日: 2023-05-24
• 公開（公告）號: CN116408768A
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 余宏濤;晏龍;婁舒研;耿子淯;胡智鵬;劉良濤;劉鵬程;祝志芳;盧全國;桂方志
• 申請（專利權）人: 南昌工程學院
• 主分類號: B25J7/00
• 分類號: B25J7/00;B25J19/00
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 姬莉

本發明公開了一種具有搓動操作的兩自由度大行程微夾鉗，屬于微夾持器技術領域。該具有搓動操作的兩自由度大行程微夾鉗包括對夾機構和對搓動機構，對夾機構包括第一橋式放大機構、縱向壓電陶瓷致動器和兩鉗臂，第一橋式放大機構包括第一固定端、第一輸入端和兩第一輸出端，對搓動機構包括第二橋式放大機構和橫向壓電陶瓷致動器，第二橋式放大機構包括第二固定端、第二輸入端和兩第二輸出端，本發明的一種具有搓動操作的兩自由度大行程微夾鉗能使在進行各動作時兩鉗臂均朝向相反方向運動，在實現了橫向和縱向兩自由度運動的情況下，大大增加了微夾鉗的運動行程。

技術領域

本發明涉及微夾持器技術領域，具體涉及一種具有搓動操作的兩自由度大行程微夾鉗。

背景技術

作為微機電系統的關鍵組成部分,微夾鉗是溝通宏觀與微觀世界的基本工具,微夾鉗可以實現拾起、夾持和釋放等操作，因而廣泛應用于微裝配、生物醫學、航空航天和軍事等領域，在微裝配技術領域，經常需要對所夾持物體進行轉動微調，因此，微夾鉗應用在完成夾持的同時應具有搓動功能，一方面能利用搓動功能對所夾持物體實現微轉動，另一方面，可以利用微搓動功能增加對物體的夾持力，防止脫落。

現有技術中同時具有夾持和搓動操作的兩自由度微夾鉗一般采用非對稱結構，即一側鉗臂沿水平方向運動實現夾持操作，另一側鉗臂則沿豎直方向運動實現搓動操作，然而在實現上述夾持和搓動操作時，由于僅有一側鉗臂能夠動作，降低了微夾鉗夾持和搓動行程，此外，單側搓動被夾持物體可能會造成物體滑動，改變了被夾持物體的夾持位置，還有可能引入應力集中，因而限制了微夾鉗的適用范圍，為此，本發明提出一種具有對搓操作的兩自由度大行程微夾鉗。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中的問題，提供一種具有搓動操作的兩自由度大行程微夾鉗能夠通過兩個壓電陶瓷致動器分別驅動對夾機構和對搓機構，實現左右兩個鉗臂同時參與夾持和搓動操作，增加微夾鉗的運動行程。

本發明提供了一種具有搓動操作的兩自由度大行程微夾鉗，包括：

對夾機構，包括第一橋式放大機構、縱向壓電陶瓷致動器和兩鉗臂，所述第一橋式放大機構第一固定端、第一輸入端和兩第一輸出端，所述縱向壓電陶瓷致動器設于第一橋式放大機構內，所述縱向壓電陶瓷致動器的兩端分別與第一固定端和第一輸入端相接觸，所述第一輸出端上均設有一第一柔性梁，所述第一柔性梁的兩端分別與一第一輸出端和一鉗臂連接，所述第一柔性梁的長度方向與第一輸出端的輸出方向相同，所述鉗臂沿第一輸出端的輸出方向設置；

對搓動機構，包括第二橋式放大機構和橫向壓電陶瓷致動器，所述橫向壓電陶瓷致動器與所述縱向壓電陶瓷致動器垂直，所述第二橋式放大機構包括第二固定端、第二輸入端和兩第二輸出端，所述橫向壓電陶瓷致動器設于所述第二橋式放大機構內，所述橫向壓電陶瓷致動器的兩端分別與第二固定端和第二輸入端相接觸，所述第二輸出端上均設有一第二柔性梁，所述第二柔性梁分別與一第二輸出端和一鉗臂連接，所述第二柔性梁的長度方向與第二輸出端的輸出方向相同。

較佳地，還包括雙平行四邊形解耦機構，所述雙平行四邊形解耦機構與鉗臂一一對應，所述鉗臂分別與對應的雙平行四邊形解耦機構連接。

較佳地，還包括兩第一杠桿平行四邊形位移放大機構，所述第一杠桿平行四邊形位移放大機構均與縱向壓電陶瓷致動器平行，所述第一杠桿平行四邊形位移放大機構與鉗臂一一對應，所述鉗臂分別通過對應的第一杠桿平行四邊形位移放大機構與第一柔性梁連接。

較佳地，還包括兩第二杠桿平行四邊形位移放大機構，所述第二杠桿平行四邊形位移放大機構均與橫向壓電陶瓷致動器平行，所述第二杠桿平行四邊形位移放大機構與鉗臂一一對應，所述鉗臂分別通過對應的第二杠桿平行四邊形位移放大機構與第二柔性梁連接。

較佳地，所述縱向壓電陶瓷致動器與橫向壓電陶瓷致動器之間呈倒“T”型設置。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：