[实用新型]一种Galfenol薄片驱动的磁致伸缩弹片式微夹钳

说明书

技术领域

本实用新型涉及微驱动技术领域，具体涉及一种Galfenol薄片驱动的磁致伸缩弹片式微夹钳。

背景技术

微夹钳是微操作系统中关键的执行器，将其他形式的能量转化为机械能,产生需要的夹持动作和夹持力。作为一种典型的微执行机构，微夹钳在微细零件加工、装配、生物医学工程和光学等领域已呈现出广泛的应用前景。

压电陶瓷材料是一种广泛应用在微执行器领域的材料，利用压电陶瓷的逆压电效应，可方便地实现精密的位置控制，制成微动夹钳，例如蔡建华在其论文《新型微夹钳技术研究》中提出的一种基于压电双晶片驱动的微夹钳。虽然压电驱动微夹钳变形分辨率高、相应快、对温度不敏感、工作频率宽，但同时其驱动电压高、变形量小、与半导体工艺难兼容。

Galfenol材料是一种新型的磁致伸缩材料，具有大应变、高精度、输出力大、响应快速及可靠性高等优势，并且具有优良的机械性能，是构造精密驱动器的理想材料。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种以Galfenol薄片为驱动源的变形精度高、驱动电压低的磁致伸缩弹片式微夹钳。

本实用新型所采用的技术方案是：一种Galfenol薄片驱动的磁致伸缩弹片式微夹钳，包括钳体，钳体一端封闭，另一端开口，钳体外部缠绕线圈；钳体内设有两片平直的弹片，两片弹片相对设置，弹片的一端与钳体的封闭端面连接，弹片的另一端伸出钳体的开口端；在钳体的开口端设置有两片与弹片垂直的支片，支片的一端与弹片的外侧面相连，支片的另一端与钳体的内壁相连；弹片位于钳体内部的外侧面上粘贴有Galfenol薄片，Galfenol薄片的最大磁致伸缩方向与弹片的长度方向一致。

按上述方案，所述钳体、弹片和支片为一体化结构，采用非导磁弹性板材整体切割而成。

按上述方案，所述Galfenol薄片呈长矩形，厚度为0.3～0.5mm。

按上述方案，所述钳体的壁厚超过10mm。

按上述方案，所述弹片的厚度为0.8～1mm，弹片位于钳体内的长度与其伸出钳体外的长度的比值大于1：1。

按上述方案，所述支片的厚度为0.8～1mm，支片的长度为3～5mm。

本实用新型的工作原理是：Galfenol薄片在通电的线圈磁场中沿弹片长度方向伸长，驱动弹片弯曲变形，弹片的弯曲度随Galfenol薄片的伸长量增大而增大；弹片向外弯曲，在支片的支撑作用下，弹片的自由端绕支片向内转动，实现夹持，如图2所示。Galfenol薄片在线圈断电、磁场消失后，恢复到通电前的原长，弹片也恢复到通电前的平直状态。本实用新型可通过调整线圈电流的大小来控制夹持范围。

本实用新型的有益效果是：利用Galfenol薄片在磁场中的变形，驱动弹片弯曲变形实现夹持；钳体采用一体化结构，弹片的自由端绕支片转动，增强了钳体的刚度，增大了钳体的夹持力；可通过调整通入线圈的电流大小，来控制夹持范围；本实用新型的变形精度高，驱动电压低，而且可靠性好。

附图说明

图1为本实用新型一个具体实施例的结构示意图。

图2为本实施例的夹持状态示意图。

其中：1、钳体；2、线圈；3、Galfenol薄片；4、弹片；5、支片。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示的一种Galfenol薄片驱动的磁致伸缩弹片式微夹钳，包括钳体1，钳体1一端封闭，另一端开口，钳体1外部缠绕线圈2；钳体1内设有两片平直的弹片4，两片弹片4相对设置，弹片4的一端与钳体1的封闭端面连接，弹片4的另一端伸出钳体1的开口端；在钳体1的开口端设置有两片与弹片4垂直的支片5，支片5的一端与弹片4的外侧面相连，支片5的另一端与钳体1的内壁相连；弹片4位于钳体1内部的外侧面上粘贴有Galfenol薄片3，Galfenol薄片3的最大磁致伸缩方向与弹片4的长度方向一致。

优选地，钳体1、弹片4和支片5为一体化结构，采用非导磁弹性板材整体切割而成。

优选地，Galfenol薄片3呈长矩形，厚度为0.3～0.5mm。

优选地，钳体1的壁厚超过10mm。

优选地，弹片4的厚度为0.8～1mm，且弹片4位于钳体1内的长度与其伸出钳体1外的长度的比值大于1：1。

优选地，支片5的厚度为0.8～1mm，且支片5的长度为3～5mm。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。