一种微操作、微力夹持装置的制作方法

本实用新型属于微机械装配工具技术领域，涉及一种微操作、微力夹持装置。

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。

按照目前国内外在微夹持器领域的研究成果来看，从夹持微型零件的方式上，微夹持器大体上可分为两类。一类是吸附式微夹持器，这类微夹持器利用真空、液体、静电等所产生的吸附力来抓取微型零件。目前所研发的吸附式微夹持器主要包括真空吸附式、静电吸附式、液体吸附式等。另一类是机械式微夹持器，这类微夹持器一般具有两个或多个手指，通过夹爪指部的运动产生夹持动作和夹持力，对微型物体的操作能够提供较大的灵活性。根据所产生驱动力的原理，机械式微夹持器又可分为形状记忆合金(sem)微夹持器、静电力驱动微夹持器、压电陶瓷驱动微夹持器、电磁力驱动微夹持器等。

现有技术中，存在以下问题：

1.真空吸附式夹持抓取表面形貌复杂的微型零件时存在真空泄露抓取不稳甚至无法抓取的问题；

2.真空吸附式夹抓取上表面有易碎结构的微型零件会造成易碎结构的机械性破坏；

3.液体吸附夹持抓取释放微型零件后残留的液体造成零件表面的污染的问题；

4.静电吸附夹持可能会造成静电敏感零件的击穿失效的问题；

5.形状记忆合金微夹器对温度敏感，在焊接被夹持零件时会形变的问题；

6.静电力驱动微夹持器、压电陶瓷驱动微夹持器、电磁力驱动微夹持器等器件自身产生的寄生电荷磁场和外界环境的电磁干扰问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：提供了一种微操作、微力夹持装置，解决了上述问题，通过管壳设计将直线运动转化为微夹开合运动，夹持的力度可以通过促动器的轴运动距离调节，从而可以精确控制夹持力度。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种微操作、微力夹持装置，包括促动器、筒夹、连杆、套筒、膨胀套、微镊，所述筒夹固定在促动器的外壳上，所述筒夹远离促动器的一端与膨胀套连接，所述膨胀套的前端连接微镊，所述套筒套设在筒夹上，所述连杆贯穿套筒和筒夹，所述促动器的促动轴延伸到筒夹内与连杆连接，所述促动器的促动轴驱动连杆带动套筒沿筒夹的轴向做直线运动收紧或松开膨胀套，所述膨胀套收紧或松开带动微镊向内挤压或向外松开。

进一步地，所述筒夹沿轴向方向设置有两个相互平行的滑槽，所述连杆穿过两个所述滑槽与筒夹滑动连接。

进一步地，所述套筒上对称设置有两个扦插孔，所述连杆穿过两个所述扦插孔与套筒可拆卸连接。

进一步地，还包括紧固螺栓，所述连杆上设置有安装孔，所述连杆通过紧固螺栓穿过安装孔与促动器的促动轴螺纹连接。

进一步地，所述微镊包括对称设置的两个镊体和设置在镊体上两个镊尖，两个所述镊体的底部通过柔性铰链连接，所述镊体与膨胀套的内壁固定连接，所述镊尖延伸到膨胀套外部。

进一步地，所述促动器的促动轴、筒夹、套筒和膨胀套的中轴线重叠。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型一种微操作、微力夹持装置，通过管壳设计将直线运动转化为微夹开合运动，夹持的力度可以通过促动器的轴运动距离调节，从而可以精确控制夹持力度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，其中：

图1是本实用新型一种微操作、微力夹持装置的待夹持的结构示意图；

图2是本实用新型一种微操作、微力夹持装置的夹持时的结构示意图；

图3是本实用新型一种微操作、微力夹持装置的爆炸示意图；

图4是本实用新型一种微操作、微力夹持装置的微镊示意图；

图中标记：1-促动器、2-筒夹、3-连杆、4-套筒、5-膨胀套、6-微镊、601-镊体、602-镊尖、603-柔性铰链、7-滑槽、8-扦插孔、9-紧固螺栓、10-安装孔。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

实施例

如图1、图2所示、本实用新型较佳实施例提供的一种微操作、微力夹持装置，包括促动器1、筒夹2、连杆3、套筒4、膨胀套5、微镊6，所述筒夹2固定在促动器1的外壳上，所述筒夹2远离促动器1的一端与膨胀套5连接，所述膨胀套5的前端连接微镊6，所述套筒4套设在筒夹2上，所述连杆3贯穿套筒4和筒夹2，所述促动器1的促动轴延伸到筒夹2内与连杆3连接，所述促动器1的促动轴驱动连杆3带动套筒4沿筒夹2的轴向做直线运动收紧或松开膨胀套5，所述膨胀套5收紧或松开带动微镊6向内挤压或向外松开。

本实用新型的工作原理为：促动器1的促动轴在控制下做非旋转的轴向直线运动，促动器1的促动轴向前推动时通过连杆3带动套筒4沿筒夹2的轴向向前推动。如图2所示，推动到一定位置时套筒4位于膨胀套5上对膨胀套5进行挤压，导致膨胀套5收紧，膨胀套5收紧导致微镊6向内挤压实现向内闭合从而实现夹取微小零件的夹持动作。促动器1的促动轴向后缩回时带动套筒4沿筒夹2的轴向向后推动。如图1所示，推动到一定位置，原本位于膨胀套5上的套筒4退出松开膨胀套5，导致膨胀套5失去束缚松开，膨胀套5松开导致微镊6向外松开，从而微镊6也实现了松开释放的动作。通过管壳设计将直线运动转化为微夹开合运动，夹持的力度可以通过促动器1的轴运动距离调节，从而可以精确控制夹持力度。

如图3所示，具体地，所述筒夹2沿轴向方向设置有两个相互平行的滑槽7，所述连杆3穿过两个所述滑槽7与筒夹2滑动连接。实施时，连杆3依次穿过两个滑槽7与筒夹2连接，便于连杆3在两个滑槽7内沿筒夹2的轴向方向做直线往复运动，从而实现连杆3带动套筒4沿筒夹2的轴向方向做直线往复运动。

如图3所示，具体地，所述套筒4上对称设置有两个扦插孔8，所述连杆3穿过两个所述扦插孔8与套筒4可拆卸连接。实施时，连杆3穿过两个扦插孔8与套筒4可拆卸连接，便于安装、拆卸。

如图3所示，优选地，还包括紧固螺栓9，所述连杆3上设置有安装孔10，所述连杆3通过紧固螺栓9穿过安装孔10与促动器1的促动轴螺纹连接。实施时，通过紧固螺栓9穿过连杆3上开设的安装孔10与促动器1的促动轴螺纹连接，从而实现连杆3与促动器1的促动轴的稳定连接，安装、拆卸方便。

如图4所示，具体地，所述微镊6包括对称设置的两个镊体601和设置在镊体601上两个镊尖602，两个所述镊体601的底部通过柔性铰链603连接，所述镊体601与膨胀套5的内壁固定连接，所述镊尖602延伸到膨胀套5外部。实施时，将两个对称设置的镊体601安装在膨胀套5内与膨胀套5的内壁进行固定连接，而两个对称设置的镊尖602延伸到膨胀套5外部。套筒4对膨胀套5进行挤压时，膨胀套5收紧挤压柔性链接603部位带动两个镊体601向内挤压带动两个镊尖602向内挤压从而实现夹取微小零件的夹持动作。套筒4松开膨胀套5时，膨胀套5松开导致柔性链接603部位复位带动两个镊体601向外释放带动两个镊尖602向外松开从而实现了松开释放的动作。

优选地，所述促动器1的促动轴、筒夹2、套筒4和膨胀套5的中轴线重叠。实施时，促动器1的促动轴、筒夹2、套筒4和膨胀套5的中轴线重叠从而保证了整个夹持装置的夹持精度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型的保护范围，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。