[发明专利]单驱动微动夹持器

说明书

本发明提供一种单驱动微动夹持器，包括固定平台、驱动刚块、两个T型刚块、两个长边背对背靠近的L型手指，其特征在于：两个T型刚块对称分布在两个L型手指的两侧，T型刚块中呈现T型的一个面通过弹性折叠梁连接到固定平台，T型刚块的两个短侧面依次通过第三弹性转动副、上层刚块、第四弹性转动副分别对应连接到两个L型手指的短边端，T型刚块的下底面依次通过第二弹性转动副、下层刚块、第一弹性转动副连接到驱动刚块的一端，驱动刚块的另一端通过弹性移动副连接到微位移驱动装置的一端，微位移驱动装置的另一端与固定平台固接。本发明通过一个微位移驱动装置实现末端L型手指的夹持动作，具有高精度和高刚度的特点。

技术领域

本发明属于制造技术领域，具体是涉及一种单驱动微动夹持器。

背景技术

随着微细加工技术、微电子技术、微机电系统技术的发展，微加工与微操作技术得到了迅猛发展，在生物、医疗科学、遗传工程、精细加工、集成电路制造、光纤对接 、航空航天等领域展示了广阔的应用前景。

德国卡尔斯鲁厄大学（Univ. of Karlsruhe）研制的压电体驱动微夹持器由压电驱动器、柔性铰链放大机构和夹持臂组成。意大利的MiTech实验室也制作了类似的微夹持器。Heiserman、David L等人研制出了压电薄膜驱动的微夹持器。美国 Kim 等人研制的静电驱动微夹持器，采用了梳状静电驱动结构，主体结构由多晶硅构成。国内哈尔滨工业大学设计了具有两级位移放大的压电微夹持器。中国长春光机所根据变径圆原理设计了形状记忆合金 SMA 的微夹持器。清华大学研制的组合式微夹持器，将不同的驱动原理与结构相结合。

尽管国内外有许多学者研究微动夹持器，但是实际中由于应用领域不同，因此需要选择的结构也有很大差别，同时在保证实现夹持机构末端运动特性及便于加工的前提下，改变微动夹持机构的几何结构，使微动夹持器末端获得较高的运动精度和刚度也具有重要的研究价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有新型结构、具有较高运动精度和刚度的单驱动微动夹持器。其技术方案为：

一种单驱动微动夹持器，包括固定平台、驱动刚块、两个T型刚块、两个长边背对背靠近的L型手指，其特征在于：两个T型刚块对称分布在两个L型手指的两侧，T型刚块中呈现T型的一个面通过弹性折叠梁连接到固定平台，呈现T型的另一个面和L型手指中呈现L型的面相对，T型刚块的两个短边侧面依次通过第三弹性转动副、上层刚块、第四弹性转动副分别对应连接到两个L型手指的短边端，第三弹性转动副和第四弹性转动副的转动轴线与L型手指长边棱线平行，T型刚块的下底面依次通过第二弹性转动副、下层刚块、第一弹性转动副连接到驱动刚块的一端，第二弹性转动副和第一弹性转动副的转动轴线与L型手指短边棱线平行，驱动刚块的另一端通过弹性移动副连接到微位移驱动装置的一端，微位移驱动装置的另一端与固定平台固接。

本发明与现有技术相比，其优点为：（1）采用单个微位移驱动装置实现末端手指的夹持动作，既降低了成本，又便于提高驱动精度；（2）单驱动微动夹持器采用了弹性关节，消除了传动间隙，有利于实现纳米级高精度操作；（3）单驱动微动夹持器的机械结构中含有多条运动支链，保证了系统的高刚度。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

图中：1、微位移驱动装置 2、驱动刚块 3、第一弹性转动副 4、下层刚块 5、第二弹性转动副 6、T型刚块 7、弹性折叠梁 8、第三弹性转动副 9、上层刚块 10、第四弹性转动副 11、L型手指 12、固定平台 13、弹性移动副。

具体实施方式

两个T型刚块6对称分布在两个L型手指11的两侧，T型刚块6中呈现T型的一个面通过弹性折叠梁7连接到固定平台12，呈现T型的另一个面和L型手指11中呈现L型的面相对，T型刚块6的两个短边侧面依次通过第三弹性转动副8、上层刚块9、第四弹性转动副10分别对应连接到两个L型手指11的短边端， 第三弹性转动副8和第四弹性转动副10的转动轴线与L型手指11长边棱线平行，T型刚块6的下底面依次通过第二弹性转动副5、下层刚块4、第一弹性转动副3连接到驱动刚块2的一端，第二弹性转动副5和第一弹性转动副3的转动轴线与L型手指11短边棱线平行，驱动刚块2的另一端通过弹性移动副13连接到微位移驱动装置1的一端，微位移驱动装置1的另一端与固定平台12固接。