[实用新型]用于精密装配的压电驱动微夹持钳

说明书

技术领域

本实用新型涉及精密装配和微机电技术领域，具体涉及一种用于精密装配的压电驱动微夹持钳。

背景技术

随着微细加工技术、微电子技术、微机电系统等的发展，迫切需要将多个微尺度零件装配成复杂系统。微夹持钳作为微装配系统中直接与夹持对象接触的末端执行器，对微装配任务的完成起着决定性作用。常规夹持器存在如下三个缺点：1)无法达到微米级别的定位精度；2)不能实现跨尺度零件平行夹持；3)不具备夹持力的感知能力。因此，传统夹持器无法在精密装配中应用。

压电驱动微夹持钳具备响应快、分辨率高、控制精度高、夹持力大等优点，因此在众多领域得到广泛的应用。研究具有夹持力感应的压电驱动微夹持钳是精密装配中的一个研究热点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于精密装配的具有微力感知功能的通用压电驱动微夹持钳，克服传统夹持钳的不足，实现对异形微尺度零件的无损夹持。

为实现上述目的，本实用新型提出一种用于精密装配的压电驱动微夹持钳，其特征在于，该微夹持钳包括：可拆装夹持头1、可拆装夹持头18，压电应变片2、压电应变片17，柔顺夹持机构3，上固定盖6，压电陶瓷驱动器8，预紧块10，顶头14和微夹持钳底座12；

可拆装夹持头1、可拆装夹持头18套装在柔顺夹持机构3的夹持部位；柔顺夹持机构3通过螺钉4、螺钉5、螺钉15和螺钉16与微夹持钳底座12连接；微夹持钳底座12固定在电动或手动平台上，以使微夹持钳自动化或者半自动化运动；压电应变片2、压电应变片17粘贴在柔顺夹持机构3变形量最大的柔性铰链处；

所述压电陶瓷驱动器8外形为圆柱，一端插入微夹持钳底座12上的圆孔，另一端和顶头14相接触；上固定盖6压在压电陶瓷驱动器8上，并通过螺钉7和螺钉13和微夹持钳底座12相连；上固定盖6和压电陶瓷驱动器8接触部位设计成圆弧状，使得压电陶瓷驱动器8只可沿轴向方向推动顶头14运动；顶头14放置在微夹持钳底座12上的半圆形槽中，一端和柔顺夹持机构3相接触，另一端和压电陶瓷驱动器8接触；

预紧块10通过螺钉9和螺钉11与微夹持钳底座12连接，为压电陶瓷驱动器8提供预紧力。

本实用新型提出的所述微夹持钳体积小、重量轻、适应精细作业显微镜下有限的作业空间。与其它微夹持器相比，本实用新型具有更大的通用性和适用性，具有很高的实用价值。

附图说明

图1为本实用新型微夹持钳的俯视图。

图2为柔顺夹持机构结构图。

图3为柔性铰链结构图。

图4为柔顺夹持机构放大原理图。

图5为被夹持零件在底座平台上放置的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。

本实用新型可用于零件的精确夹持、移动和装配。图1为本实用新型微夹持钳的俯视图，如图1所示，本实用新型微夹持钳主要包括：可拆装夹持头1、18，压电应变片2、17，柔顺夹持机构3，上固定盖6，压电陶瓷驱动器8，预紧块10，顶头14和微夹持钳底座12。

可拆装夹持头1、18套装在柔顺夹持机构3的夹持部位；柔顺夹持机构3通过螺钉4、5、15和16与微夹持钳底座12连接；微夹持钳底座12固定在电动或手动平台上，以实现微夹持钳的自动化或者半自动化运动；压电应变片2、17粘贴在柔顺夹持机构3变形量最大的柔性铰链处，且压电应变片中应变栅敏感方向与柔性铰链的最大应变方向保持一致，以实现压电应变片2、17对微夹持钳夹持力的感知；

压电陶瓷驱动器8作为微夹持钳的驱动源，能够实现纳米级的运动分辨率；所述压电陶瓷驱动器8外形为圆柱，一端插入微夹持钳底座12上的圆孔，另一端和顶头14相接触；同时使用上固定盖6压在压电陶瓷驱动器8上，并通过螺钉7和13和微夹持钳底座12相连；上固定盖6和压电陶瓷驱动器8接触部位设计成圆弧状，使得压电陶瓷驱动器8只可沿轴向方向推动顶头14运动；顶头14放置在微夹持钳底座12上的半圆形槽中，一端和柔顺夹持机构3相接触，另一端和压电陶瓷驱动器8接触，通过预紧块10将顶头14卡在柔顺夹持机构3和压电陶瓷驱动器8中间，将压电陶瓷驱动器8的输出位移和输出力传递给柔顺夹持机构3；