[发明专利]高精度微夹持器

说明书

【技术领域】

本发明涉及微机械装配工具的技术领域，特别是微夹持器的技术领域。

【背景技术】

微机电系统(MEMS)的高速发展已从“微电子-机械”向“微机械-电子” 领域发生转变，MEMS器件中的微小机械结构件越来越多、越来越复杂，给微机 械装配特别是自动化微机械装配带来了巨大的挑战。

传统微机械零件的装配依靠的微夹持器应用广泛，但是存在以下问题：

1)微夹持器的夹持微力大小的控制精度低，被夹持零件易损坏；

2)微夹持器的动力来源一般是通过直线电机或热膨胀等存有热源的器件， 热变形因素影响操作精度。

【发明内容】

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种高精度微夹持器，能 够使微夹持器的夹持微力大小可控精度高，并且功耗低、发热小，精度稳定性 好。

为实现上述目的，本发明提出了一种高精度微夹持器，包括平台底座、微 力驱动器、微夹持钳和受力磁铁；所述平台底座呈对称结构，上面设置有对称 分布的螺钉孔；所述微力驱动器在所述平台底座上对称布置，所述平台底座的 对称中心面处设置有所述微夹持钳；所述微力驱动器包括两片压电陶瓷片、位 于两片压电陶瓷片之间的超磁致伸缩片、与超磁致伸缩片平行布置的永磁铁、 位于超磁致伸缩片、压电陶瓷片和永磁铁两端并对超磁致伸缩片和永磁铁进行 夹持的两个磁定轭；所述微夹持钳包括对称的钳体和钳尖，所述钳体根部以及 两个钳体的交接处设置有柔性铰链，所述钳体的外侧用环氧树脂粘贴有所述受 力磁铁；所述受力磁铁与对应的微力驱动器中的永磁铁具有同向分布的磁场极 性。

作为优选，所述磁定轭的末端横截面宽度等于所述受力磁铁的厚度，使磁 感线在气隙中传输时发散量小。

作为优选，所述压电陶瓷片与所述超磁致伸缩片通过环氧树脂固定粘结。

本发明的有益效果：本发明通过微力驱动器对微夹持钳提供微动力，由于 微力驱动器通过对压电陶瓷片施加驱动电压进行磁微力调节，可以提高微夹持 钳的力调节精度，由于驱动压电陶瓷保持一定电压使其保持一定形变时没有电 流，所以功耗极低，不会产生影响精度的热量，从而使微夹持器具有较高的精 度保持性。

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

【附图说明】

图1是本发明高精度微夹持器的整体结构示意图；

图2是本发明高精度微夹持器中微力驱动器的结构示意图；

图3是本发明高精度微夹持器中微夹持钳的结构示意图。

图中：1-平台底座、2-微力驱动器、3-微夹持钳、4-受力磁铁、101-螺钉 孔、21-磁定轭、22-永磁铁、23-超磁致伸缩片、24-压电陶瓷片、301-柔性铰 链、302-钳体、303-钳尖。

【具体实施方式】

参阅图1、图2和图3，本发明高精度微夹持器，包括平台底座1、微力驱 动器2、微夹持钳3和受力磁铁4；所述平台底座1呈对称结构，上面设置有对 称分布的螺钉孔101；所述微力驱动器2在所述平台底座1上对称布置，所述平 台底座1的对称中心面处设置有所述微夹持钳3；所述微力驱动器2包括两片压 电陶瓷片24、位于两片压电陶瓷片24之间的超磁致伸缩片23、与超磁致伸缩 片23平行布置的永磁铁22、位于超磁致伸缩片23、压电陶瓷片24和永磁铁22 两端并对超磁致伸缩片23和永磁铁22进行夹持的两个磁定轭21；所述微夹持 钳3包括对称的钳体302和钳尖303，所述钳体302根部以及两个钳体302的交 接处设置有柔性铰链301，所述钳体302的外侧用环氧树脂粘贴有所述受力磁铁 4；所述受力磁铁4与对应的微力驱动器2中的永磁铁22具有同向分布的磁场 极性。

作为优选，所述磁定轭21的末端横截面宽度等于所述受力磁铁4的厚度， 使磁感线在气隙中传输时发散量小。

作为优选，所述压电陶瓷片24与所述超磁致伸缩片23通过环氧树脂固定 粘结。

本发明高精度微夹持器中所用的微力驱动器2，其工作原理是：