[发明专利]一种二级放大气缸驱动微夹钳

说明书

一种二级放大气缸驱动微夹钳，属于微夹钳技术领域，解决了目前微夹钳存在的输出位移无法进一步提升等问题，引入小型气缸驱动，通过汽缸活塞杆伸缩特性使微夹钳钳口实现张开和闭合，进一步提升了其输出位移；另一方面，针对现有驱动器存在的非线性特性、输出力小、寿命短、热膨胀量很难控制等问题，小型气缸作为驱动器不存在以上缺点；它包含气泵通过电磁阀来连接气缸，在气泵与电磁阀之间设置有精密减压阀，精密减压阀还与数字压力传感器连接，气缸的活塞杆与桥式放大器的输入端固定连接，桥式放大器的两个输出端分别通过支杆来与对应的夹臂连接，形成一整套调压系统，通过调节压力值，精确控制钳口咬合力大小；本发明用于微米级尺度零件操作。

技术领域

本发明属于微夹钳技术领域，具体涉及一种二级放大气缸驱动微夹钳。

背景技术

微夹钳是微米级尺度零件操作工具，传统微夹钳输出位移无法进一步提升，目前微操作领域常用的驱动器有压电驱动器、静电驱动器、电热驱动器和形状记忆合金驱动器等，存在缺点如下：

压电驱动器具有体积小、输出力大、灵敏度高等优点；但是压电驱动器自身的输入和输出存在非线性特性，主要为迟滞和蠕变；

静电驱动器被较早地引入微机电系统中，应用较广；但是静电驱动器的输出力小，通常以μN计，应用范围有限；

电热驱动的优势是驱动力大，可达几百毫牛以上，驱动电压低，且易于与集成电路集成；但是电热驱动器是通过受热膨胀实现位移变化，但热膨胀量很难控制，且工作温度高；

形状记忆合金驱动器具有极高的工作体积比、大挠度和高功输出的特性；但是形状记忆合金驱动器的滞后时间长，寿命短。

发明内容

本发明的目的是为了解决目前微夹钳存在的输出位移无法进一步提升，及非线性特性、输出力小、寿命短、热膨胀量控制困难等问题，提供了一种二级放大气缸驱动微夹钳，其技术方案如下：

一种二级放大气缸驱动微夹钳，它包含气泵、精密减压阀、数字压力传感器、电磁阀、气缸、桥式放大器和夹臂，气泵通过电磁阀来连接气缸，控制气缸的活塞杆伸缩，在气泵与电磁阀之间设置有精密减压阀，精确控制气压输出，精密减压阀还与数字压力传感器连接，反馈气缸输入气压，气缸的活塞杆与桥式放大器的输入端固定连接，桥式放大器的固定端固定连接在壳体上，壳体与气缸的缸体固定连接；在桥式放大器的两侧分别设置有一个夹臂，夹臂的根部与所述壳体固定连接，桥式放大器的两个输出端分别通过支杆来与对应的夹臂连接，控制两个夹臂开合；由于夹臂具有弹性，气缸通过桥式放大器来控制夹臂开合，形成一整套调压系统，通过调节气缸压力值，精确控制钳口咬合力大小。

本发明的有益效果为：针对现有微夹钳输出位移无法进一步提升的问题，引入小型气缸作为驱动器，通过汽缸活塞杆伸缩特性使微夹钳的钳口实现张开和闭合，通过桥式放大器和夹臂进行二级放大，进一步提升了其输出位移，并且能够实现对钳口扩张的驱动。

另一方面，解决了现有驱动器存在的非线性特性、输出力小、寿命短、热膨胀量很难控制等问题，气缸作为驱动器不存在以上缺点。

气缸驱动微夹钳实现钳口张开和闭合，其输出位移大幅提升。具有大位移、输出力大、装配简单、易于控制且可长期使用等优点；

采用气缸作为驱动器有效解决了现有驱动器存在的非线性特性、输出力小、寿命短、热膨胀量很难控制等问题，随着近年来微小型气缸的技术成熟，本发明具备压电驱动器具体积小、输出力大、灵敏度高等优点；并且容易装配；

也解决了静电驱动器输出力小的问题；例如CQ2A20-5D型气缸，缸径20mm，经桥式放大器放大后，在0.5Mpa气压下，理论输出力可达到157N。

气缸与气源之间通过精密减压阀有效控制输出气压，位移变化很容易控制，还解决了电热驱动工作温度高的缺点；

本发明解决了形状记忆合金驱动器的滞后时间长，寿命短的问题，也具有极高的工作体积比、大挠度和高功输出的特性。

附图说明：

图1是本发明的整体结构原理示意图；