[发明专利]具有力传感器的微型夹具

权利要求书

1.操纵微型物体且测量施加在所述微型物体上力的微型操纵装置，其包括微型夹具(1)和与所述微型夹具连接的力传感器，其特征在于，所述装置包括作为所述力传感器的微型弹簧(2)。

2.根据权利要求1所述的微型操纵装置(10)，其特征在于以下特征组合：

-所述微型夹具(1)附接到滑动件(5)，所述滑动件(5)可相对于承载件(4)可线性移动，

-如上所述的微型弹簧(2)，其具有两端，一端附接到所述微型夹具(1)，另一端附接到所述承载件(4)，连接所述弹簧(2)的端部的假想线沿所述滑动件(5)的直线运动的方向延伸，

-测量装置(6a、6b)，其在任何力沿着相对位移的方向作用在微型夹具上的情况下，测量所述微型夹具(1)相对于所述承载件(4)之间的相对位移，其中，相对空闲位置的位移量是施加在所述微型夹具上的力的指示。

3.根据权利要求1或2所述的微型操纵装置(10)，其特征在于，所述微型弹簧(2)由布置在公共平面中的互连闭合环链构成。

4.根据权利要求1或2所述的微型操纵装置(10)，其特征在于，所述闭环具有椭圆形状，其副轴b与主轴a的比b/a在0.1-0.9的范围内。

5.根据权利要求1或2所述的微型操纵装置(10)，其特征在于，所述椭圆形环的副轴彼此对齐，并且所述环通过相邻环之间的桥接件连接并沿着所述副轴的公共线对齐。

6.根据前述权利要求中任一项所述的微型操纵装置(10)，其特征在于，沿着所述链的所述椭圆环的主轴相互对齐，并且所述环通过沿所述主轴公共线对齐的相邻环之间的桥接件连接。

7.根据前述权利要求中任一项所述的微型操纵装置(10)，其特征在于，所述环由具有10至500μm的径向和轴向尺寸的横截面的线材形成。

8.根据前述权利要求中任一项所述的微型操纵装置(10)，其特征在于，所述环由具有沿其纵向延伸的连续横截面的线形成。

9.根据前述权利要求3至8中任一项所述的微型操纵装置(10)，其特征在于，所述环通过具有与所述环大致相同的横截面的桥接件连接。

10.根据前述权利要求中任一项所述的微处理设备(10)，其特征在于，所述微型弹簧通过包括湿法蚀刻的硅微加工，或通过诸如LIGA(光刻、电镀和成型)的光刻工艺，特别是UV-LIGA形成。

11.根据前述权利要求中任一项所述的微型操纵装置(10)，其特征在于，所述微型弹簧由诸如Cu或Au的金属，特别是电镀镍一体地形成。

12.根据前述权利要求中任一项所述的微型操纵装置(10)，其特征在于，沿所述副轴的环直径RW在10μm到5mm之间，且沿主轴的环直径RH在20μm到10mm之间。

13.根据前述权利要求中任一项所述的微型操纵装置(10)，其特征在于，所述线的横截面为圆形、椭圆形或多边形，优选矩形。

14.根据前述权利要求中任一项所述的微型操纵装置(10)，其特征在于，提供致动器用于使所述承载件相对于被所述微型夹具抓握的微型元件移动。

15.根据前述权利要求中任一项所述的微型操纵装置(10)，其特征在于，所述滑动件关于彼此相互垂直的第一方向和第二方向通过形状锁定接合沿着所述承载件线性地引导，同时所述滑动件和承载件可沿着垂直于所述第一和第二方向的第三方向相对于彼此自由移动。

16.根据前述权利要求中任一项所述的微型操纵装置(10)，其特征在于在，滚珠轴承或磁性空气轴承布置在所述滑动件和所述承载件之间。

17.用于操纵和/或表征具有微尺度尺寸的材料和组件的微型操纵装置的微型弹簧，所述装置包括微型夹具，其特征在于弹簧设计，所述弹簧设计由互连的闭合环形成。

18.利用UV LIGA制造用于根据前述权利要求中任一项所述的用于操纵微型物体的装置中的力传感器的微型弹簧的方法，其特征在于使用光掩模，所述光掩模限定每个环的互连闭合环链，所述每个环都定义平面，其中所有的环都布置在公共的平面内并通过相邻环之间的桥接件互连。