[发明专利]一种平行输出的压电驱动微夹持器及其控制方法

权利要求书

1.一种平行输出的压电驱动微夹持器，其特征在于：微夹持器包括柔性夹持单元(1)、压电叠堆(2)、预紧楔块(3)和基座(4)；所述的柔性夹持单元(1)由夹刀(1.1)、夹持臂(1.2)、弹性片Ⅰ(1.3)、菱形柔顺机构(1.4)和弹性片Ⅱ(1.5)组成；所述的弹性片Ⅱ(1.5)、菱形柔顺机构(1.4)和弹性片Ⅰ(1.3)依次在y方向串联排布，夹持臂(1.2)对称分布于菱形柔顺机构(1.4)两侧，夹刀(1.1)置于夹持臂(1.2)末端作为输出机构；所述的压电叠堆(2)通过预紧楔块(3)嵌于柔性夹持单元(1)的菱形柔顺机构(1.4)中；所述的柔性夹持单元(1)通过螺钉固连在基座(4)上；所述的弹性片Ⅰ(1.3)和弹性片Ⅱ(1.5)在设计结构尺寸时进行了刚度匹配，使二者y向刚度完全一致。

2.一种平行输出的压电驱动微夹持器的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

①将压电叠堆(2)和预紧楔块(3)以过盈配合的方式内嵌于柔性夹持单元(1)的菱形柔顺机构(1.4)中，通过螺钉将柔性夹持单元(1)固连于基座(4)上，微夹持器有两种信号响应状态；

②低电平状态：压电叠堆(2)的激励信号处于低电平，此时压电叠堆(2)处于初始状态，微夹持器保持静止；

③高电平状态：压电叠堆(2)的激励信号处于高电平，此时压电叠堆(2)伸长，推动菱形柔顺机构(1.4)在y方向上拉伸变形，进而在x方向上产生收缩运动，夹刀(1.1)和夹持臂(1.2)在菱形柔顺机构(1.4)的带动下完成平行输出的夹持动作；由于弹性片Ⅰ(1.3)和弹性片Ⅱ(1.5)刚度相同，在压电叠堆(2)作用下中点的挠度相同，因此夹刀(1.1)和夹持臂(1.2)不会产生沿y方向的平移运动，抑制了夹持动作相对于输出方向的寄生位移；

④调节激励信号电压幅值，可实现夹刀(1.1)输出行程的调控；调节激励信号持续时长，可实现夹持动作保持时间的调控；实际应用中，应根据夹持动作需要，灵活组合激励信号，实现合理的平行输出夹持动作。