[发明专利]一种可限位锁止的静电驱动微夹持器

说明书

所属领域：

本发明涉及一种可限位锁止的静电驱动微夹持器，用于微操作系统、微小机器人、微装配、微焊接以及微小物体的搬迁操作，属于微机电系统领域。

背景技术：

微机电系统(MEMS)是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。微夹持器是微机电系统的关键组成部分，是沟通宏观与微观世界的基本工具。在精密仪器、生物医学、航空航天及军事领域都有着广泛的应用前景。微夹持器按照驱动方式划分可分为压电驱动、热驱动、静电驱动等类型。

静电驱动微夹持器具有制作工艺与IC工艺兼容、易实现小型化和和集成化、响应速度快、控制方便、结构简单等优点，因此在微机电系统领域得到广泛应用。在申请号为201110081376.6的专利文献“基于弧形梳齿的大位移静电驱动微夹持器”中，提出了一种采用静电弧形梳齿驱动的微夹持器，在微夹持器的活动梳齿、固定梳齿分别施加不同的驱动电压，活动梳齿在静电力驱动下带动微夹持臂摆动实现微夹持器的开合动作。这种静电微夹持器在夹持物体时，需要持续不断地对微夹持器供电。在一些长时间需要夹持操作的场合，这种静电微夹持器不带限位锁止功能，不能停电离线工作，同时还会因长时间持续不断地供电工作，导致静电微夹持器发热，甚至导致静电微夹持器失效。

发明内容：

本发明的目的是：为克服现有技术中静电驱动微夹持器存在不带限位锁止功能、不能离线工作等缺点，本发明提出了一种可限位锁止的静电驱动微夹持器，在微夹持器的活动梳齿、固定梳齿分别施加不同的驱动电压，活动梳齿在静电力驱动下带动微夹持臂摆动实现微夹持器的开合动作，当微夹持器完成加持动作时，进行限位锁止，如此以来，静电驱动微夹持器可以停电离线工作，可长时间夹持物体。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：参见图1，一种可限位锁止的静电驱动微夹持器，包括左夹持臂部件1和右夹持臂部件21；左夹持臂部件1包括张开驱动弧形固定梳齿组件I 2、闭合驱动弧形固定梳齿组件I 3、活动夹持臂组件和限位锁止组件；所述驱动弧形固定梳齿组件I 2包括一组固定在梁I 5上的弧形固定梳齿I 6，梁I 5两端固定在锚点I 4上；所述闭合驱动弧形固定梳齿组件I 3包括一组固定在梁II 13上的弧形固定梳齿II 11，梁II 13两端固定在锚点II 12上；两组弧形活动梳齿I 7分别与弧形固定梳齿I 6和弧形固定梳齿II 11构成两组弧形梳齿驱动器；所述的两组弧形活动梳齿I 7位于夹持臂I 9上，夹持臂I 9一端固定在锚点III8上，另一端连接夹持臂端I 10，共同构成所述的活动夹持臂组件；所述夹持臂I 9上有一与其垂直的限位锁止棘轮I 14，一个限位锁止棘齿I 15与之相配，限位锁止棘齿I 15的另一端固定在锚点IV 16上，限位锁止组件驱动电极I 17驱动限位锁止棘齿I 15产生离开限位锁止棘轮I 14的运动；

右夹持臂部件21和左夹持臂部件1为对称结构，右夹持臂部件21包括张开驱动弧形固定梳齿组件II 22、闭合驱动弧形固定梳齿组件II 23、活动夹持臂组件和限位锁止组件；所述驱动弧形固定梳齿组件II 22包括一组固定在梁III 25上的弧形固定梳齿III 26，梁III 25两端固定在锚点V 24上；所述闭合驱动弧形固定梳齿组件II 23包括一组固定在梁IV 33上的弧形固定梳齿组件IV 31，梁IV 33两端固定在锚点VI 32上；两组弧形活动梳齿II 27分别与弧形固定梳齿III 26和弧形固定梳齿IV 31构成两组弧形梳齿驱动器；所述的两组弧形活动梳齿II 27位于夹持臂II 29上，夹持臂II 29一端固定在锚点VII28上，另一端连接夹持臂端II 30，共同构成所述的活动夹持臂组件；所述夹持臂II 29上有一与其垂直的限位锁止棘轮II 34，一个限位锁止棘齿II 35与之相配，限位锁止棘齿II 35的另一端固定在锚点VIII36上，限位锁止组件驱动电极II 37驱动限位锁止棘齿II 35产生离开限位锁止棘轮II 34的运动；

左夹持臂部件1上的夹持臂端I 10和右夹持臂部件21的夹持臂端II 30构成一个可以开合的夹持臂。

为了增大微夹持器与微小物体之间的接触面积，夹持臂端II 30和夹持臂端I 10的相向内侧均为锯齿形。

本发明的有益效果是：当微夹持器完成加持动作时，进行限位锁止，如此以来，静电驱动微夹持器可以停电离线工作，可长时间夹持物体。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

附图说明

图1用本发明提出的基于弧形梳齿的大位移静电驱动微夹持器结构示意图；