[实用新型]一种柔性多指多自由度微夹持器

说明书

本实用新型涉及一种柔性多指多自由度微夹持器，所述微夹持器包括支撑组件、驱动组件和多个夹持臂，所述支撑组件包括底盘、设于底盘上的中心轴、多个悬空设于底盘上并与中心轴相连接的可转动梁以及设于可转动梁顶部的可转动盘，所述驱动组件包括多个第一V型驱动器、多个第二V型驱动器和多个三维U型驱动器，所述第一V型驱动器位于底盘上并与可转动梁相连接，所述第二V型驱动器位于可转动盘上，所述三维U型驱动器位于第二V型驱动器的顶部，所述夹持臂位于三维U型驱动器的顶部。与现有技术相比，本实用新型可以进行三维空间内的操作，夹持范围和夹持距离有很大幅度提高，驱动结构新颖，驱动方式简单，可用于细胞操作等微操领域。

技术领域

本实用新型属于微操作技术领域，具体涉及一种柔性多指多自由度微夹持器。

背景技术

目前，人工授精、克隆、基因工程和药物研发都依赖于对生物细胞的精准操作，细胞微操作的技术水平直接决定着相关科学研究和临床应用的精细程度和成败。近年来，在微米技术方面，微夹持器、微机械零件、微泵、微电机系统及微驱动等技术被国内外学者广泛研究与关注。其中，微夹持器在微对象的拾取、搬运及释放发挥了及其重要的作用，但目前的微夹持器工具大多只能实现平面二指单自由度的简单夹持操作，无法实现多指、多自由度的灵活微操作，严重制约了生物、医学等相关领域科学研究和临床应用的发展。

目前，已有很多学者研究过电热驱动微夹持器，但这些电热驱动微夹持器都仅通过单一的平面U型驱动器或单一的V型驱动器进行夹持臂的驱动，属于平面内的操作，只能实现最基本的简单夹持功能，无法实现多样灵活的显微操作。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种柔性多指多自由度微夹持器，可以进行三维空间内的操作，夹持范围和夹持距离有很大幅度提高，驱动结构新颖，驱动方式简单，操作直接、有效、控制简单和操作方式灵活，可用于细胞操作等微操领域。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种柔性多指多自由度微夹持器，所述微夹持器包括支撑组件、驱动组件和多个夹持臂，所述支撑组件包括底盘、设于底盘上的中心轴、多个悬空设于底盘上并与中心轴相连接的可转动梁以及设于可转动梁顶部的可转动盘，所述驱动组件包括多个第一V型驱动器、多个第二V型驱动器和多个三维U型驱动器，所述第一V型驱动器位于底盘上并与可转动梁相连接，所述第二V型驱动器位于可转动盘上，所述三维U型驱动器位于第二V型驱动器的顶部，所述夹持臂位于三维U型驱动器的顶部。第一V型驱动器的个数和可转动梁的个数相对应。第一V型驱动器、第二V型驱动器和三维U型驱动器均采用现有的设备。中心轴起支撑可转动梁的作用。

所述底盘呈扁平的圆柱体状，所述中心轴呈圆柱体状，所述可转动盘呈扁平的圆柱体状。

所述可转动梁包括主梁以及设于主梁端部并可变形的副梁，所述副梁和中心轴相连接(副梁起连接支撑作用)，所述主梁分别和第一V型驱动器及可转动盘相连接，为方便转动梁转动，可转动盘中心设为空心，避免和中心轴接触，且副梁也不与可转动盘相连接。可转动梁一共设置2个，第一V型驱动器位于可转动梁的侧边上，可转动盘位于主梁的顶部。

所述第一V型驱动器包括第一梭以及一对分别设于第一梭两侧的第一锚，所述第一梭及第一锚均水平设置，所述第一梭和第一锚之间设有多个第一连接梁，多个第一连接梁沿水平方向排列，所述第一梭和可转动梁相连接，所述第一锚和底盘相连接，使得第一V型驱动器达到可以驱动的条件。第一V型驱动器水平设置在底盘上，即第一锚和第一梭的轴线方向与水平方向平行，向第一V型驱动器施加电压时，电流通过第一锚流经第一连接梁，第一连接梁受热膨胀推动第一梭向前运动，或停止施加电压后第一连接梁恢复原状，带动第一梭恢复原形时，第一梭经主梁给可转动梁一个力，使可转动梁围绕中心轴进行在水平面上的旋转移动，最终使夹持臂随可转动盘一起进行转动操作。