[发明专利]一种微夹钳的制造方法

说明书

本发明提供了一种微夹钳的制造方法，该微夹钳能够在兼顾较大行程的同时，又具有紧凑结构，同时该制造方法基于微操作已经具有的显微镜环境，便于实现微夹钳的在线校准，减小微操作过程中的准备时间，减少工作量，提高微操作效率。

技术领域

本发明涉及一种微夹钳制造方法，特别是适于在微米尺度应用的压电微夹钳的制造方法，属于微操作和微装配技术领域。

背景技术

目前，微操作和微装配技术被广泛的应用在微机电系统、管线专配、生物工程和小型元器件的电子封装等研究领域。其中，微夹钳是器件组装过程中不可或缺的重要设备，主要用来实现直径小于200微米的微物体的夹持，移动，释放等操作。

微夹钳通常由驱动装置和位移传递装置所构成。目前微夹钳常用的驱动方式有电热驱动、电磁驱动、压电驱动、静电驱动、形状记忆合金等。在这些驱动中，由于压电驱动特有的大驱动力，高响应频率，大带宽和高分辨率等优点，被广泛的用作微夹钳的驱动。另外，由于部分的操作需要在扫描电镜的真空环境中完成，压电驱动不产生磁场的特性，促使其广泛的应用在基于扫描电镜的微操作中。压电驱动通过采用压电陶瓷材料，利用在其两端加载一定的电势差的方式产生位移和输出力。

由于微夹钳主要操作直径在200微米尺度及以下的材料，夹持精度成为微夹钳主要考虑的性能之一。为提高微夹钳的夹持精度，一般通过内部结构集成位置传感器的方式形成位置反馈，实现微夹钳夹持状态的实时监测，此方法对提高了微夹钳的夹持精度有较大帮助。但是，集成的位置传感器在使用前都需要进行校准，目前一般采用通过将微夹钳安装在激光位移测定装置上进行校准，再将微夹钳取下安装在微动移动平台上进行相应的微尺度物体的操作。此方法具有较高的校准精度，但是不能实现实时的在线的校准，并且在将微夹钳二次安装到微动移动平台的过程中，由于固定方式的差异，导致误差的引入，降低了微夹钳的夹持精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够在兼顾较大行程的同时，又具有紧凑结构微夹钳的制造方法。

本发明的技术方案如下。

一种微夹钳的制造方法，其中

所述微夹钳包括：安装板、预紧螺钉、微夹钳主体、半圆形垫片、驱动装置、紧定螺钉、第一应变片、第二应变片、末端钳口；所述微夹钳主体包括上输出梁、第一级放大系统和第二级放大系统；两级放大系统分别包括对称布置的第一竖放大梁、第二竖放大梁、第一横放大梁和第二横放大梁；

所述制造方法包括如下步骤：

步骤S1，将安装板、微夹钳主体、紧定螺钉放在超声波清洗器中进行零件的清洁，取出晾干；

步骤S2，将测量位移变化的两个应变片通过环氧树脂胶粘结在微夹钳的第二级放大系统的第一横放大梁和第二横放大梁处；

步骤S3，将安装板放水平，将装有应变片的微夹钳主体通过紧定螺钉固定在安装板上，调整好微夹钳主体与安装板的位置后成对角线依次紧固紧定螺钉，然后将预紧螺钉装入微夹钳主体中，并使预紧螺钉的前端不超出上输出梁靠近驱动装置的一端；

步骤S4，将驱动装置成左右对称安装在微夹钳主体的中间部位，在显微镜下预紧预紧螺钉使得末端钳口处出现合适的位移。

优选地，所述步骤S1中的清洁时间为10分钟。

优选地，所述微夹钳主体为一个整体，采用线切割加工完成。

优选地，所述微夹钳主体中相邻的放大梁采用柔性铰链直接连接。

优选地，所述微夹钳主体还包括左前固定端、右前固定端和中心固定块。

优选地，所述左前固定端、右前固定端和中心固定块的厚度大于微夹钳主体的可移动部件。