[发明专利]大范围多尺度集成微力检测与无线反馈的双晶片微夹持器

摘要

本发明涉及一种大范围多尺度集成微力检测和无线反馈的双晶片微夹持器，特别涉及一种双晶片微夹持器，属于微操作与微机电技术领域。本发明的大范围多尺度集成微力检测和无线反馈的双晶片微夹持器，由宏动开合模块、微动夹持模块、夹持加固模块、微力传感模块、数据采集模块、无线通讯接口模块和上位机模块构成。用压电陶瓷双晶片和固定夹爪分别充当微夹持器的两个夹爪，在夹爪上集成有半导体双晶片用于微力检测，并运用无线通讯模块进行数据采集模块与上位机的信息传递。本发明设计了独有的压电陶瓷夹持加固器，使微夹持器能夹持大范围多尺度的零件，增强了微夹持器的通用性。

主权项

1、大范围多尺度集成微力检测与无线反馈的双晶片微夹持器，分为宏动开合模块、微动夹持模块、夹持加固模块、微力传感模块、数据采集模块、无线通讯接口模块和上位机模块七个功能模块，其特征在于：宏动开合模块可直接夹持特征尺寸2mm以上的宏零件，并在夹持特征尺寸2mm以下微小尺度精密零件时用于粗定位；微动夹持模块专用于特征尺寸2mm以下微小尺度零件的夹持；夹持加固模块用于特征尺寸2mm以上的宏零件夹持时，加强压电陶瓷双晶片的刚度，保证宏零件夹持的稳定性；微力传感模块与数据采集模块用于获得夹持作用力；无线通讯接口模块将采集的夹持作用力对应的电信号传送给上位机模块；上位机模块用于反馈数据的再处理和判断，以及可调直流电源的调节；当夹持特征尺寸2mm以上的大尺度零件时，采用宏动开合模块直接夹持零件，并采用夹持加固模块作用于压电陶瓷双晶片侧面，以加强其刚度，保证压电陶瓷双晶片输出恒定的夹持力，避免在夹持和运输零件的过程中造成零件脱落，大尺度零件夹持完成；当夹持特征尺寸2mm以下的微小尺度精密零件时，首先采用宏动开合模块粗定位压电陶瓷双晶片的位置，使压电陶瓷双晶片和固定夹爪之间的开合量小于等于2mm，粗定位完成后，启动微动夹持模块，调节可调直流电源的电压输出，使压电陶瓷双晶片弯曲，同时微力传感模块检测压电陶瓷双晶片的弯曲量，并转变为电信号，由数据采集模块采集并进行信号处理，由无线通讯接口传送至上位机模块，对反馈数据进行判断，并根据判断结果改变可调直流电源的电压输出，调节压电陶瓷双晶片的弯曲量，从而改变压电陶瓷双晶片和固定夹爪之间的开合量，直至即能保证可靠夹持，又不因为夹持作用力过大破坏工件，微小尺度零件夹持完成。