[发明专利]一种激光驱动的带有柔顺放大机构的微夹钳

说明书

本发明公开了一种激光驱动的带有柔顺放大机构的微夹钳，其包括衬底、一组夹头结构、夹持杆件结构、由激光驱动的光热微膨胀臂结构和夹持力放大机构，其中，一组夹头结构包括第一夹头和第二夹头，光热微膨胀臂结构、夹持力放大机构、第一夹头依次相接，夹持杆件结构与第二夹头相接，光热微膨胀臂结构通过一第一基座结构与衬底相连接，夹持杆件结构通过一第二基座结构与衬底相连接，一组夹头结构、夹持杆件结构、夹持力放大机构、光热微膨胀臂结构、第一基座结构和第二基座结构均位于衬底的上方；其中，夹持力放大机构采用桥式杠杆双级放大的结构。本发明能够解决现有MEMS微夹钳夹持力小的缺陷，并弥补了现有微夹钳驱动方式的不足。

技术领域

本发明涉及一种微机电系统技术领域的微执行器，具体的说，属于一种微夹钳，具体是一种采用新型的激光驱动的微夹钳，更具体的说是一种激光驱动的带有柔顺放大机构的微夹钳。

背景技术

微机电系统(micro-electromechanical system—MEMS)在高速发展的科学技术中起到了越来越重要的作用，微结构器件和系统在航空航天、医疗、机械、生物等学科都受到世界范围内的广泛关注。

其中，微执行器作为MEMS最重要的核心技术之一，其驱动机理和器件的制备近年来都成为各个研究机构的重点。微执行器主要有微电机、微开关、微谐振器、微阀门和微泵、微夹钳等。微执行器的动作范围大小、响应速度快慢、结构可靠性等指标决定着微执行器的产品质量，是微机电系统发展的最重要的环节。

微执行器的驱动机制目前有静电驱动、电热驱动、电磁驱动、压电驱动等，但是各种驱动机制均具有一定的缺点。其中，静电驱动结构的微执行器具有结构简单、功耗低等优点，但是要维持其良好工作性能所要保持的静电电压比较高，不利于器件的寿命和稳定性；电磁驱动所需的驱动电压低、输出力矩大、输出范围广，但是电磁驱动所需要的功耗比较大、效率低、结构复杂。

微夹钳是一种非常重要的微执行器，主要用于微小目标的夹持、移动和组装等领域。微夹钳是可以实现操作机构与微型零件之间组装的接口，微夹钳夹头直接与被操作物体接触，因而夹持力特别重要。

现如今，随着器件的不断微型化，对微型零件的操作提出了越来越高的要求。微型零件的制造及装配要求微夹钳结构紧凑、外形尺寸小、能够输出足够的夹持力并且适应被操作的微型物体。研究和开发适用于微型零件操作和装配的微夹钳，是实现微机电系统技术产业化的一个关键环节。

发明内容

本发明提供一种激光驱动的微夹钳，特别是一种激光驱动且带有柔顺放大机构的微夹钳，能够解决现有MEMS微夹钳夹持力小的缺陷，并弥补了现有微夹钳驱动方式的不足。

本发明的技术方案如下：

一种激光驱动的带有柔顺放大机构的微夹钳，属于微机电系统领域，包括衬底、一组夹头结构、夹持杆件结构、由激光驱动的光热微膨胀臂结构和夹持力放大机构，其中，所述一组夹头结构包括第一夹头和第二夹头，所述光热微膨胀臂结构、所述夹持力放大机构、所述第一夹头依次相接，所述夹持杆件结构与所述第二夹头相接，所述光热微膨胀臂结构通过一第一基座结构与所述衬底相连接，所述夹持杆件结构通过一第二基座结构与所述衬底相连接，所述一组夹头结构、所述夹持杆件结构、所述夹持力放大机构、光热微膨胀臂结构、所述第一基座结构和所述第二基座结构均位于所述衬底的上方；其中，所述夹持力放大机构采用桥式杠杆双级放大的结构。

所述夹持力放大机构采用桥式杠杆双级放大的结构，利用杠杆原理可以最大限度的增加微夹钳的夹持力，有效的提高微夹钳的夹持能力。

在优选实施例中，所述夹持力放大机构为单边型双级放大的结构。

在优选实施例中，所述夹持力放大机构是一侧具有开环的环形结构，并通过若干带基座的柔性铰链连接至所述衬底，所述带基座的柔性铰链作为支点，利用杠杆原理实现力双级放大的作用。