[发明专利]利用光纤Fabry-Perot干涉仪测量夹持力和夹爪位移的微夹钳

权利要求书

1.利用光纤Fabry-Perot干涉仪测量夹持力和夹爪位移的微夹钳，包括：基座（1）、固定于所述基座（1）上的单片柔性机构（2）、安装于所述单片柔性机构（2）上开设的空腔内的执行器（3）、控制器、与所述控制器连接的F-P解调仪（5），以及与所述F-P解调仪（5）连接的光纤Fabry-Perot复用传感器（4），其特征在于，所述单片柔性机构（2）包括：

位移放大机构（21）、对称设置的两个夹持力传感机构（22）以及对称设置的两个夹爪（23），所述位移放大机构（21）的输入级（211）与所述执行器（3）相抵接，所述位移放大机构（21）的两个输出级（212）、两个所述夹持力传感机构（22）和两个所述夹爪（23）一一对应，且所述位移放大机构（21）的输出级（212）、所述夹持力传感机构（22）和所述夹爪（23）依次连接；

所述光纤Fabry-Perot复用传感器（4）包括：在光纤上形成的第一光纤Fabry-Perot干涉仪（41）和第二光纤Fabry-Perot干涉仪（42），所述第一光纤Fabry-Perot干涉仪（41）和所述第二光纤Fabry-Perot干涉仪（42）均与所述F-P解调仪（5）连接，所述第一光纤Fabry-Perot干涉仪（41）安装于所述夹持力传感机构（22）上可感应所述夹持力传感机构（22）的形变的位置处；所述第二光纤Fabry-Perot干涉仪（42）安装于所述位移放大机构（21）上可感应所述位移放大机构（21）的形变的位置处；

在所述控制器控制所述执行器（3）在第一方向推动所述位移放大机构（21）的输入级（211）时，所述位移放大机构（21）的输入级（211）将所述执行器（3）在所述第一方向上推动产生的运动位移转换为第二方向上的运动位移，并经由所述位移放大机构（21）的输出级（212）和所述夹持力传感机构（22）依次传递至所述夹爪（23）位置处，使两个所述夹爪（23）闭合，对待夹持部件进行夹持；所述第一方向与所述第二方向在水平方向上相垂直；所述第一光纤Fabry-Perot干涉仪（41）和所述第二光纤Fabry-Perot干涉仪（42）均包括：输入/输出光纤（43）、石英毛细管（44）和反射光纤（45），所述石英毛细管（44）的一端与所述输入/输出光纤（43）熔接，所述石英毛细管（44）的另一端与所述反射光纤（45）熔接；所述第二光纤Fabry-Perot干涉仪（42）的输入/输出光纤（43）与所述F-P解调仪（5）连接；

其中，所述第二光纤Fabry-Perot干涉仪（42）的输入/输出光纤（43）上朝向所述石英毛细管（44）的石英毛细管-输入/输出光纤界面（46）与所述反射光纤（45）上朝向所述石英毛细管（44）的反射光纤-石英毛细管界面（47）之间形成一个光纤Fabry-Perot腔；所述第一光纤Fabry-Perot干涉仪（41）的输入/输出光纤（43）和所述第二光纤Fabry-Perot干涉仪（42）的反射光纤（45）为同一段光纤。

2.根据权利要求1所述的利用光纤Fabry-Perot干涉仪测量夹持力和夹爪位移的微夹钳，其特征在于，所述夹持力传感机构（22）为可对所述位移放大机构（21）的输出级（212）在第二方向上传递的动力进行平行传递的机构，使所述夹爪（23）在第二方向上进行平行闭合。

3.根据权利要求2所述的利用光纤Fabry-Perot干涉仪测量夹持力和夹爪位移的微夹钳，其特征在于，所述位移放大机构（21）的输出级（212）为在所述单片柔性机构（2）上加工形成的第一平行四边形机构，所述第一平行四边形机构的相邻两根连杆之间通过第一柔性铰链连接，且所述第一平行四边形机构的其中一根连杆与所述位移放大机构（21）的输入级（211）连接。