[发明专利]一种自动更换末端执行器的微纳操作机器臂

说明书

一种自动更换末端执行器的微纳操作机器臂。由于操作空间的局限性，传统操作系统不能实现电动夹持装置位姿灵活调整，且末端执行器不能自动更换，对系统的操作效率造成影响，现有的微纳操作机器臂更换末端执行器，需要移动夹取目标末端执行器后，进行微操作，影响了操作的准确性。基于此提出一种自动更换末端执行器的微纳操作机器臂，本设计将末端执行器放入电动夹持装置中，故不用进行夹取操作，就可以直接进行微纳操作。本发明中，圆盘转台（1），样品台（2），旋转定位装置（3）包括圆盘转台以及微型电动马达，光源（4），卡槽（5）放置不同功能的末端执行器；电动夹持装置（6）可以按照多自由度进行转动，以准确完成微纳操作，CCD相机和电子显微镜（7）。本发明用于微纳操作控制领域。

技术领域

本发明涉及微操作控制系统技术领域，具体涉及一种自动更换末端执行器的微纳操作机器臂。

背景技术

近年来纳米科学和技术获得了广泛的重视并得到迅速发展。各种纳米材料，纳米器件不断被展现，纳米测量、纳米超精密加工、纳米电子学都有了新的发展。作为纳米技术领域的关键技术之一，纳米操作可用于介观现象的科学探索，构建原型纳米设备，是测试纳米材料、结构、装置性质特征的基本技术。微纳操作的目标是制造具有新颖物理、化学和生物特性的纳米功能器件与微纳系统，从而为电子、信息、材料、先进制造与生物医学等领域的技术发展提供新契机与技术途径,其发展具有巨大的社会效益和经济效益。另外，纳米操作可用于纳米级微结构的加工，也是纳米设备单元准备和纳米设备装配的必备技术。随着科技发展，被操作的对象日趋复杂，所以在一个操作系统中需要考虑多种情况，设计多自由度电动夹持装置进行操作，并且可实现电动夹持装置位姿灵活变动，提高操作效率。基于此设计一种自动更换末端执行器的微纳操作机器臂。针对于上述技术问题，以克服在操作系统中更换末端执行器方法的不足。

发明内容

本发明的目的是为了克服在复杂的操作过程中，电动夹持装置不能准确的进行末端执行器的更换，提供了一种自动更换末端执行器的微纳操作机器臂，可以提高操作精度、效率，并克服操作难度大等问题。

本设计包括多自由度转动的电动夹持器，旋转定位平台以及旋转角度运动圆盘，本发明能够实现末端执行器自动更换及电动夹持器位姿调整。采用多自由度转动的电动夹持器进行操作，并且放置了高精度的旋转定位装置，可以在电子显微镜的有效空间下稳定工作，卡槽放置不同功能的末端执行器，在需要使用末端执行器时，通过电机控制末端执行器底座使末端执行器超出电动夹持装置表面，在停止使用末端执行器时，通过电机控制末端执行器底座使末端执行器收回进入电动夹持装置内部。本发明中，圆盘转台（1），放置样品台（2）；样品台，用于放置被操作物；旋转定位装置（3），包括圆盘转台以及微型电动马达，微型电动马达，控制圆盘转台的转动；光源（4），为操作过程提供光源；卡槽（5），放置不同功能的末端执行器，可以通过电机控制末端执行器的底座来控制末端执行器使用与否；电动夹持装置（6），可以进行多自由度的转动，以精确完成最后的操作； ccd相机及电子显微镜（7），对采取图像进行反馈运算修正和对被操作物放大提供精确的位姿信息；电动夹持器装置可以进行多自由度的转动，即x-y-z球面转动（8），x-z平面转动（9），x-y平面转动（10）。

本发明的有益效果：

本发明可以进行末端执行器的自动更换，不同于其他微纳机器臂更换末端执行器：需要电动夹持器在操作台上夹取末端执行器，本发明更换末端执行器是通过电机控制末端执行器底座进行操作，从而减少了夹取末端执行器时产生的不稳定因素。

本设计及电动夹持器可以适用于不同功能、不同型号的末端执行器，可提高整体装置的应用范围。

本发明机械臂结构，可以保证电动夹持器装置进行多个自由度的转动，提高了操作的可行性和准确性。

附图说明

图1为本发明的末端执行器的自动更换装置总示意图。

图2为本发明的机械臂的示意图。