[发明专利]元件夹持装置

权利要求书

1.一种元件夹持装置，其特征在于，包括：

夹持框，用于对元件施加夹持力以固定元件；

压力采集单元，用于采集夹持框对元件施加的夹持力，并将夹持力输入到控制单元；

控制单元，用于至少根据预设的元件期望变形量，计算夹持框的应该施加的夹持力值，然后驱动夹持框以所述夹持力值对元件施加夹持力。

2.根据权利要求1所述的元件夹持装置，其特征在于，所述夹持框包括：

支撑框；

n个胶钉驱动器，分别固定在支撑框的外框；

n个胶钉，分别安装在相应的胶钉驱动器上；

在控制单元的控制下，由第i胶钉驱动器带动，第i胶钉做轴向伸缩运动，向元件施加夹持力，其中，i＝1，2，...，n，n为大于等于1的整数。

3.根据权利要求2所述的元件夹持装置，其特征在于，所述胶钉驱动器为伺服气缸。

4.根据权利要求2所述的元件夹持装置，其特征在于，所述的压力采集单元包括：

n个压力传感器，其中，第i个压力传感器安装在第i个胶钉与第i个胶钉驱动器的连接部位；

压力信息处理板，与所述n个压力传感器的信号输出端相连接，用于将由所述n个压力传感器获取的n个压力传感信号转换为相应的夹持力值，并传输至所述控制单元。

5.根据权利要求4所述的元件夹持装置，其特征在于，还包括：

温度/湿度采集单元，用于采集夹持框工作环境的温度值和湿度值，并将温度值和湿度值输入到控制单元；

所述控制单元，还用于根据预设的元件期望变形量和夹持框工作环境的温度值和湿度值，计算夹持框应该施加的夹持力值。

6.根据权利要求5所述的元件夹持装置，其特征在于，所述控制单 元包括：

夹持计算模块，用于根据预设的元件期望变形量、由压力采集单元采集的n个夹持力值、由温度湿度采集单元采集的温度值和湿度值，计算出夹持框中的n个胶钉应该向元件的n个夹持力值；

输出驱动模块，用于分别控制n个胶钉驱动器带动n个胶钉以相应的夹持力值对元件施加夹持作用力。

7.根据权利要求5所述的元件夹持装置，其特征在于，所述夹持计算模块包括：

训练数据获取子模块，用于通过离线实验，获得工作环境温度和湿度、夹持位置及其力、光学元件的变形量的训练数据；

变形模型回归计算子模块，用于采用支持向量机回归算法，利用训练数据组，获得光学元件的变形量与工作环境温度值和湿度值、夹持力值之间的回归函数模型；

夹持位置和力计算子模块，用于根据给定的光学元件的变形量、输入的夹持力和夹持框工作环境的温度和湿度，利用所述回归函数模型，计算期望的夹持位置及夹持力。

8.根据权利要求7所述的元件夹持装置，其特征在于，所述的训练数据获取模块采用以下方式获取第i组训练数据：

在工作环境温度为T_i、工作环境湿度为M_i的条件下，任意选择m个胶钉J₁，...，J_m伸出，这m个胶钉施加的夹持力分别为F₁，...，F_m；测量元件的变形量的数值Y_i，则第i组训练数据为S_i＝(X_i，Y_i，T_i，M_i)，其中，X_i＝(J_i，F_i)，2≤m≤n。

9.根据权利要求8所述的元件夹持装置，其特征在于，所述的变形函数回归计算模块采用以下方式获取回归函数模型：采用基于支持向量机回归算法，训练数据集合{S₁，S₂，...，S_n}中的l组训练数据，计算出元件的变形量的变量y与伸出的胶钉及其夹持力的变量x、工作环境温度变量T和湿度变量M之间的回归函数f(x)，支持向量机采用的核函数定义为：

其中，i＝1，2，3，4，σ为一个小的正实数，T_i表示工作环境温度值，M_i表示工作环境湿度值，X_i表示训练数据。

10.根据权利要求9所述的元件夹持装置，其特征在于，所述的夹持位置和力计算模块采用以下方式计算伸出的胶钉及其夹持力：

B1：根据温度湿度采集单元获得的工作环境温度T_i和工作环境湿度M_i，根据计算得到的回归函数f(x)，离线计算如果有m个胶钉J₁，...，J_m伸出，其中m＜n，施加夹持力F₁，...，F_m时，元件的变形量Y，如果Y小于期望的变形量Y_T，即Y＜Y_T，则输出期望伸出的胶钉J₁，...，J_m及其夹持力F₁，...，F_m；否则执行步骤B2，

B2：假设缩回第j个胶钉J_j，其中j≤m，伸出第m+1个胶钉J_m+1，其中m+1≤n，夹持力F_j变为F_m+1，根据回归函数f(x)，离线计算工作环境温度为T_i，工作环境湿度为M_i时，光学变形量Y′，如果Y′＜Y_T，输出期望伸出的胶钉J₁，...，J_j-1，J_j+1，...，J_m，J_m+1及其夹持力F₁，...，F_j-1，F_j+1，...，F_m，F_m+1；如果Y′＞Y＞Y_T，执行步骤B3；否则，重复执行B2，

B3：假设胶钉的数目减少至m-1个，即期望伸出的胶钉为J₁，...，J_m-1及其夹持力F₁，...，F_m，然后根据回归函数f(x)，离线计算当工作环境温度为T_i，工作环境湿度为M_i时，光学变形量Y″，如果Y″＜Y_T，则输出期望伸出胶钉J₁，...，J_m-1及其夹持力F₁，...，F_m；如果Y″＞Y＞Y_T，重复执行步骤B3。