[发明专利]集成夹持力传感器和夹爪位移传感器的微夹钳

权利要求书

1.一种集成夹持力传感器和夹爪位移传感器的微夹钳，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应变解调仪（6），以及与所述应变解调仪（6）连接的夹持力传感器（4）和夹爪位移传感器（5），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；

所述夹持力传感器（4）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；

所述夹爪位移传感器（5）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；

所述夹持力传感机构（22）为在所述单片柔性机构（2）上加工形成的第二平行四边形机构，所述第二平行四边形机构的相邻两根连杆之间通过第二柔性铰链连接，所述第一平行四边形机构、所述第二平行四边形机构和所述夹爪（23）依次串联，所述夹爪（23）的弯曲刚度大于所述夹持力传感机构（22）的弯曲刚度，且所述夹爪（23）的夹持面为平面或与待夹持部件表面相贴合的曲面。

2.根据权利要求1所述的集成夹持力传感器和夹爪位移传感器的微夹钳，其特征在于，所述位移放大机构（21）的输入级（211）为所述单片柔性机构（2）上加工形成的两个四连杆机构，两个所述四连杆机构对称设置，两个所述四连杆机构与两个所述第一平行四边形机构一一对应，所述四连杆机构的相邻两根连杆之间通过第三柔性铰链连接，所述四连杆机构的两个固定端与所述基座（1）固定连接，所述四连杆机构的输入端与所述执行器（3）相抵接，所述四连杆机构的输出端与所述第一平行四边形机构的其中一根连杆连接。

3.根据权利要求1所述的集成夹持力传感器和夹爪位移传感器的微夹钳，其特征在于，所述位移放大机构（21）的输入级（211）为在所述单片柔性机构（2）上加工形成的一个桥式位移放大机构，所述空腔位于所述桥式位移放大机构内，所述桥式位移放大机构的其中一个输出端与两个所述第一平行四边形机构中的其中一个第一平行四边形机构的其中一根连杆连接，所述桥式位移放大机构的另外一个输出端与另外一个所述第一平行四边形机构的其中一根连杆连接。

4.根据权利要求1至3任一项所述的集成夹持力传感器和夹爪位移传感器的微夹钳，其特征在于，在所述夹爪位移传感器（5）安装于所述位移放大机构（21）的输出级（212）上时，所述夹爪位移传感器（5）安装于所述第一平行四边形机构的其中一个所述第一柔性铰链上、相邻或相对的两个所述第一柔性铰链上或者四个所述第一柔性铰链上。