一種一體式微納雙夾持器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微納米操作技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種一體式微納雙夾持器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，在超精密加工、微電子工程、生物工程、納米技術(shù)等領(lǐng)域都迫切需要亞微米級甚至納米級的精密操作技術(shù)。精密操作技術(shù)最典型的應(yīng)用在于微小電子器件和光電器件的操作和制造，精密操作技術(shù)是當今微納操作研究領(lǐng)域中最富活力的研究方向，也是元器件小型化、智能化、高集成化等的主流發(fā)展方向。納米器件由于具有潛在的巨大市場和國防價值，使得其設(shè)計和制造的方法、途徑、工藝等成為眾多科學家、政府和大型企業(yè)研究和投資的熱點。所以大力發(fā)展微納夾持操作技術(shù)是大勢所趨，是創(chuàng)新科技進步的具體體現(xiàn)。
[0003]目前已經(jīng)在用的微操作夾持器都是單個夾持，效率低。并且大部分微夾持器的行程較小，難以滿足實際應(yīng)用的需求。當前夾持器的研究以結(jié)構(gòu)緊湊和大行程為主要方向。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種一體式微納雙夾持器，該夾持器的夾持操作行程較大、效率較高。
[0005]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:一種一體式微納雙夾持器，該夾持器是采用板材線切割一體成型的左右對稱結(jié)構(gòu)，包括左右對稱布置的兩個夾持鉗口、一個一級柔性橋式放大機構(gòu)、一個二級柔性橋式放大機構(gòu)和兩個兩級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)；在所述二級柔性橋式放大機構(gòu)的下部設(shè)有一個輸入端，在所述二級柔性橋式放大機構(gòu)的左右兩側(cè)均設(shè)有一個輸出端；在所述一級柔性橋式放大機構(gòu)的上部設(shè)有一個輸入端，在所述一級柔性橋式放大機構(gòu)的左右兩側(cè)均設(shè)有一個輸出端，所述一級柔性橋式放大機構(gòu)的輸入端與所述二級柔性橋式放大機構(gòu)的輸入端形成在一起；所述一級柔性橋式放大機構(gòu)的輸入端由壓電陶瓷驅(qū)動器驅(qū)動，所述壓電陶瓷驅(qū)動器安裝在所述一級柔性橋式放大機構(gòu)的內(nèi)部；兩個所述夾持鉗口的內(nèi)側(cè)鉗口板分別設(shè)置在所述二級柔性橋式放大機構(gòu)的兩個輸出端上，兩個所述夾持鉗口的外側(cè)鉗口板各自通過一個兩級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)與所述一級柔性橋式放大機構(gòu)的兩個輸出端連接；所述兩級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)包括一個一級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)和一個二級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)，所述一級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)的輸入端通過一個柔性鉸鏈I與位于其內(nèi)側(cè)的所述一級柔性橋式放大機構(gòu)的輸出端連接，所述一級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)的輸出端與位于其外側(cè)的一個所述二級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)的輸入端通過連桿連接，所述連桿的兩端各通過一個柔性鉸鏈II與所述二級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)的輸入端和所述一級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)的輸出端連接，在所述二級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)的輸出端上設(shè)有一個所述夾持鉗口的外側(cè)鉗口板。
[0006]所述二級柔性橋式放大機構(gòu)與所述一級柔性橋式放大機構(gòu)呈T型布置。
[0007]在該雙夾持器上設(shè)有多個定位孔。
[0008]在所述壓電陶瓷驅(qū)動器的輸出端上設(shè)有球接頭，所述壓電陶瓷驅(qū)動器通過球接頭與所述一級柔性橋式放大機構(gòu)的輸入端接觸。
[0009]本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是:通過一級柔性橋式放大機構(gòu)、一級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)和二級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)將壓電陶瓷驅(qū)動器的輸出位移進行三級放大，使夾持器具有較大的夾持操作行程；通過結(jié)構(gòu)對稱布置形成兩個夾持鉗口，能夠有效提高夾持器的夾持操作效率；通過兩個柔性橋式放大機構(gòu)呈“T”型布置，并將壓電陶瓷驅(qū)動器設(shè)置在夾持器內(nèi)部，使夾持器的結(jié)構(gòu)非常緊湊。并且本發(fā)明采用一體成型的對稱結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定，制造成本低。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明的主視圖；
[0011]圖2為本發(fā)明的立體圖。
[0012]圖中:1、預緊螺栓，2、定位孔，3、壓電陶瓷驅(qū)動器，4、一級柔性橋式放大機構(gòu)，5、柔性鉸鏈I，6、一級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)，7、球形接頭，8、連桿，9、二級柔性橋式放大機構(gòu)，10、二級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)，11、夾持鉗口的外側(cè)鉗口板，12、夾持鉗口的內(nèi)側(cè)鉗口板。
【具體實施方式】
[0013]為了能夠進一步了解本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點及功效，茲例舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下:
[0014]請參閱圖1?圖2，一種一體式微納雙夾持器，該夾持器是采用板材線切割一體成型的左右對稱結(jié)構(gòu)，包括左右對稱布置的兩個夾持鉗口、一個一級柔性橋式放大機構(gòu)4、一個二級柔性橋式放大機構(gòu)9和兩個兩級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)。
[0015]在所述二級柔性橋式放大機構(gòu)9的下部設(shè)有一個輸入端，在所述二級柔性橋式放大機構(gòu)9的左右兩側(cè)均設(shè)有一個輸出端。
[0016]在所述一級柔性橋式放大機構(gòu)4的上部設(shè)有一個輸入端，在所述一級柔性橋式放大機構(gòu)4的左右兩側(cè)均設(shè)有一個輸出端，所述一級柔性橋式放大機構(gòu)4的輸入端與所述二級柔性橋式放大機構(gòu)9的輸入端形成在一起。
[0017]所述一級柔性橋式放大機構(gòu)4的輸入端由壓電陶瓷驅(qū)動器3驅(qū)動，所述壓電陶瓷驅(qū)動器3安裝在所述一級柔性橋式放大機構(gòu)4的內(nèi)部。
[0018]兩個所述夾持鉗口的內(nèi)側(cè)鉗口板12分別設(shè)置在所述二級柔性橋式放大機構(gòu)9的兩個輸出端上，兩個所述夾持鉗口的外側(cè)鉗口板11各自通過一個兩級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)與所述一級柔性橋式放大機構(gòu)4的兩個輸出端連接。
[0019]所述兩級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)包括一個一級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)6和一個二級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)10，所述一級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)6的輸入端通過一個柔性鉸鏈I 5與位于其內(nèi)側(cè)的所述一級柔性橋式放大機構(gòu)4的輸出端連接，所述一級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)6的輸出端與位于其外側(cè)的一個所述二級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)10的輸入端通過連桿8連接，所述連桿8的兩端各通過一個柔性鉸鏈II與所述二級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)10的輸入端和所述一級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)6的輸出端連接，在所述二級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)10的輸出端上設(shè)有一個所述夾持鉗口的外側(cè)鉗口板11。
[0020]在本實施例中，所述二級柔性橋式放大機構(gòu)9和所述一級柔性橋式放大機構(gòu)4呈T型布置?？墒菇Y(jié)構(gòu)更加緊湊穩(wěn)定。在該雙夾持器上形成有多個定位孔2。采用定位孔2實現(xiàn)夾持器的安裝，結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定可靠。在所述壓電陶瓷驅(qū)動器3的輸出端上設(shè)有球接頭7，所述壓電陶瓷驅(qū)動器3通過球接頭7與所述一級柔性橋式放大機構(gòu)4的輸入端接觸。所述壓電陶瓷驅(qū)動器3設(shè)有預緊螺栓1，所述預緊螺栓1連接在所述一級柔性橋式放大機構(gòu)4上，保證球形接頭頂在所述一級柔性橋式放大機構(gòu)4的輸入端上，實現(xiàn)赫茲接觸。
[0021]本發(fā)明的工作原理:
[0022]由計算機輸出的控制電壓信號，驅(qū)使壓電陶瓷驅(qū)動器3按照指定的運動軌跡產(chǎn)生伸縮運動，驅(qū)動一級柔性橋式放大機構(gòu)4和二級柔性橋式放大機構(gòu)9 ;二級柔性橋式放大機構(gòu)9帶動兩個夾持鉗口的內(nèi)側(cè)鉗口板12移動；一級柔性橋式放大機構(gòu)4將壓電陶瓷驅(qū)動器3的輸出位移放大后經(jīng)過柔性鉸鏈I 5的過渡和緩沖，作用在一級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)6上，使得壓電陶瓷驅(qū)動器3的輸出位移得到第二次放大，并帶動連桿8移動，連桿8帶動二級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)10移動，使得壓電陶瓷驅(qū)動器3的輸出位移得到第三次放大，二級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)10帶動夾持鉗口的外側(cè)鉗口板11移動；夾持鉗口的內(nèi)側(cè)鉗口板12和夾持鉗口的外側(cè)鉗口板11相對運動，實現(xiàn)夾持功能，并使夾持器具有較大的夾持操作行程。
[0023]盡管上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護的范圍情況下，還可以作出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種一體式微納雙夾持器，其特征在于，該夾持器是采用板材線切割一體成型的左右對稱結(jié)構(gòu)，包括左右對稱布置的兩個夾持鉗口、一個一級柔性橋式放大機構(gòu)、一個二級柔性橋式放大機構(gòu)和兩個兩級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)； 在所述二級柔性橋式放大機構(gòu)的下部設(shè)有一個輸入端，在所述二級柔性橋式放大機構(gòu)的左右兩側(cè)均設(shè)有一個輸出端； 在所述一級柔性橋式放大機構(gòu)的上部設(shè)有一個輸入端，在所述一級柔性橋式放大機構(gòu)的左右兩側(cè)均設(shè)有一個輸出端，所述一級柔性橋式放大機構(gòu)的輸入端與所述二級柔性橋式放大機構(gòu)的輸入端形成在一起； 所述一級柔性橋式放大機構(gòu)的輸入端由壓電陶瓷驅(qū)動器驅(qū)動，所述壓電陶瓷驅(qū)動器安裝在所述一級柔性橋式放大機構(gòu)的內(nèi)部； 兩個所述夾持鉗口的內(nèi)側(cè)鉗口板分別設(shè)置在所述二級柔性橋式放大機構(gòu)的兩個輸出端上，兩個所述夾持鉗口的外側(cè)鉗口板各自通過一個兩級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)與所述一級柔性橋式放大機構(gòu)的兩個輸出端連接； 所述兩級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)包括一個一級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)和一個二級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)，所述一級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)的輸入端通過一個柔性鉸鏈I與位于其內(nèi)側(cè)的所述一級柔性橋式放大機構(gòu)的輸出端連接，所述一級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)的輸出端與位于其外側(cè)的一個所述二級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)的輸入端通過連桿連接，所述連桿的兩端各通過一個柔性鉸鏈II與所述二級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)的輸入端和所述一級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)的輸出端連接，在所述二級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)的輸出端上設(shè)有一個所述夾持鉗口的外側(cè)鉗口板。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式微納雙夾持器，其特征在于，所述二級柔性橋式放大機構(gòu)與所述一級柔性橋式放大機構(gòu)呈T型布置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式微納雙夾持器，其特征在于，在該雙夾持器上設(shè)有多個定位孔。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式微納雙夾持器，其特征在于，在所述壓電陶瓷驅(qū)動器的輸出端上設(shè)有球接頭，所述壓電陶瓷驅(qū)動器通過球接頭與所述一級柔性橋式放大機構(gòu)的輸入纟而接觸。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種一體式微納雙夾持器，該夾持器是采用板材線切割一體成型的左右對稱結(jié)構(gòu)，包括左右對稱布置的兩個夾持鉗口、一個一級柔性橋式放大機構(gòu)、一個二級柔性橋式放大機構(gòu)和兩個兩級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)；一級柔性橋式放大機構(gòu)的輸入端與二級柔性橋式放大機構(gòu)的輸入端形成在一起；一級柔性橋式放大機構(gòu)的輸入端由壓電陶瓷驅(qū)動器驅(qū)動，壓電陶瓷驅(qū)動器安裝在一級柔性橋式放大機構(gòu)的內(nèi)部；兩個夾持鉗口的內(nèi)側(cè)鉗口板分別設(shè)置在二級柔性橋式放大機構(gòu)的兩個輸出端上，兩個夾持鉗口的外側(cè)鉗口板各自通過一個兩級鉸鏈杠桿放大機構(gòu)與一級柔性橋式放大機構(gòu)的兩個輸出端連接。本發(fā)明具有夾持操作行程較大、效率較高的優(yōu)點。
【IPC分類】H02N2/02, H02N2/04
【公開號】CN105406755
【申請?zhí)枴緾N201510890014
【發(fā)明人】蔡坤海, 田延嶺, 崔良玉, 張大衛(wèi)
【申請人】天津大學
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年12月7日