CN105450082B - 一种双驱动微纳双夹持器 - Google Patents
一种双驱动微纳双夹持器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105450082B CN105450082B CN201510894626.6A CN201510894626A CN105450082B CN 105450082 B CN105450082 B CN 105450082B CN 201510894626 A CN201510894626 A CN 201510894626A CN 105450082 B CN105450082 B CN 105450082B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bridge
- type
- enlarger
- grades
- level flexibility
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 title claims abstract description 11
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 25
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 10
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/02—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing linear motion, e.g. actuators; Linear positioners ; Linear motors
- H02N2/04—Constructional details
- H02N2/043—Mechanical transmission means, e.g. for stroke amplification
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Abstract
本发明公开了一种双驱动微纳双夹持器，该夹持器采用双对称结构，包括上下对称布置的两个夹持钳口、左右对称布置的两个压电陶瓷驱动器、一个二级柔性桥式放大机构和左右对称布置的两个一级柔性桥式放大机构；一级柔性桥式放大机构的输入端与二级柔性桥式放大机构的输入端形成在一起；一级柔性桥式放大机构的输入端由压电陶瓷驱动器驱动，两个压电陶瓷驱动器分别安装在两个一级柔性桥式放大机构的内部；两个夹持钳口的内侧钳口板分别设置在二级柔性桥式放大机构的两个输出端上，两个夹持钳口的外侧钳口板各自通过一个两级连杆传递机构与一级柔性桥式放大机构的两个输出端连接。本发明具有夹持操作行程较大、效率较高、稳定性好的优点。
Description
技术领域
本发明属于微纳米操作技术领域，特别是涉及一种双驱动微纳双夹持器。
背景技术
随着科技的发展，在超精密加工、微电子工程、生物工程、纳米技术等领域都迫切需要亚微米级甚至纳米级的精密操作技术。精密操作技术最典型的应用在于微小电子器件和光电器件的操作和制造，精密操作技术是当今微纳操作研究领域中最富活力的研究方向，也是元器件小型化、智能化、高集成化等的主流发展方向。纳米器件由于具有潜在的巨大市场和国防价值，使得其设计和制造的方法、途径、工艺等成为众多科学家、政府和大型企业研究和投资的热点。所以大力发展微纳夹持操作技术是大势所趋，是创新科技进步的具体体现。
目前已经在用的微操作夹持器都是单个夹持，效率低。并且大部分微夹持器的行程较小，难以满足实际应用的需求。当前夹持器的研究以结构紧凑和大行程为主要方向。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种双驱动微纳双夹持器，该夹持器的夹持操作行程较大、效率较高、稳定性较好。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种双驱动微纳双夹持器，该夹持器采用双对称结构，包括上下对称布置的两个夹持钳口、左右对称布置的两个压电陶瓷驱动器、一个二级柔性桥式放大机构和左右对称布置的两个一级柔性桥式放大机构；在所述二级柔性桥式放大机构的左右两侧各设有一个输入端，在所述二级柔性桥式放大机构的上下两端各设有一个输出端；两个所述一级柔性桥式放大机构对称地布置在所述二级柔性桥式放大机构的左右两侧，所述一级柔性桥式放大机构与所述二级柔性桥式放大机构互相垂直；所述一级柔性桥式放大机构在靠近所述二级柔性桥式放大机构的一端形成有一个输入端，所述一级柔性桥式放大机构的输入端与所述二级柔性桥式放大机构的输入端形成在一起；在所述一级柔性桥式放大机构的上下两侧各形成有一个输出端；所述一级柔性桥式放大机构的输入端由一个所述压电陶瓷驱动器驱动，所述压电陶瓷驱动器安装在所述一级柔性桥式放大机构的内部；两个所述夹持钳口的内侧钳口板分别设置在所述二级柔性桥式放大机构的两个输出端上，两个所述夹持钳口的外侧钳口板的四个端部各通过一个两级连杆传递机构与两个所述一级柔性桥式放大机构的四个输出端连接；所述两级连杆传递机构的两端各通过一个柔性铰链Ⅰ与所述一级柔性桥式放大机构的输出端和所述夹持钳口的外侧钳口板的一个端部连接，所述两级连杆传递机构包括连杆Ⅰ和连杆Ⅱ，所述连杆Ⅰ和所述连杆Ⅱ通过一个柔性铰链Ⅱ连接。
在两个所述一级柔性桥式放大机构上固接有一支撑架。
在所述压电陶瓷驱动器的输出端上设有球接头，所述压电陶瓷驱动器通过球接头与所述一级柔性桥式放大机构的输入端接触。
本发明具有的优点和积极效果是：通过一级柔性桥式放大机构和二级柔性桥式放大机构将压电陶瓷驱动器的输出位移进行放大，并且采用双压电陶瓷驱动器形成对称驱动，使夹持器具有较大的夹持操作行程；通过结构对称布置形成两个夹持钳口，能够有效提高夹持器的夹持操作效率；通过两个一级柔性桥式放大机构与一个二级柔性桥式放大机构互相垂直布置，并将两个压电陶瓷驱动器设置在两个一级柔性桥式放大机构的内部，使夹持器的结构非常紧凑，操作稳定性好。并且本发明采用双驱动的双对称结构，结构简单、稳定，制造成本低。
附图说明
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的立体图之一；
图3为本发明的立体图之二。
图中：1、预紧螺栓，2、连接螺栓，3、一级柔性桥式放大机构，4、压电陶瓷驱动器，5、连杆Ⅰ，6、球形接头，7、连杆Ⅱ，8、夹持钳口的外侧钳口板，9、夹持钳口的内侧钳口板，10、二级柔性桥式放大机构，11、支撑架。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1～图3，一种双驱动微纳双夹持器，该夹持器采用双对称结构，包括上下对称布置的两个夹持钳口、左右对称布置的两个压电陶瓷驱动器4、一个二级柔性桥式放大机构10和左右对称布置的两个一级柔性桥式放大机构3。
在所述二级柔性桥式放大机构10的左右两侧各设有一个输入端，在所述二级柔性桥式放大机构10的上下两端各设有一个输出端。
两个所述一级柔性桥式放大机构3对称地布置在所述二级柔性桥式放大机构10的左右两侧，所述一级柔性桥式放大机构3与所述二级柔性桥式放大机构10互相垂直；所述一级柔性桥式放大机构3在靠近所述二级柔性桥式放大机构10的一端形成有一个输入端，所述一级柔性桥式放大机构3的输入端与所述二级柔性桥式放大机构10的输入端形成在一起；在所述一级柔性桥式放大机构3的上下两侧各形成有一个输出端。
所述一级柔性桥式放大机构3的输入端由一个所述压电陶瓷驱动器4驱动，所述压电陶瓷驱动器4安装在所述一级柔性桥式放大机构3的内部。
两个所述夹持钳口的内侧钳口板9分别设置在所述二级柔性桥式放大机构10的两个输出端上，两个所述夹持钳口的外侧钳口板8的四个端部各通过一个两级连杆传递机构与两个所述一级柔性桥式放大机构3的四个输出端连接，所述两级连杆传递机构的两端各通过一个柔性铰链Ⅰ与所述一级柔性桥式放大机构3的输出端和所述夹持钳口的外侧钳口板8的一个端部连接；所述两级连杆传递机构包括连杆Ⅰ5和连杆Ⅱ7，所述连杆Ⅰ5和所述连杆Ⅱ7通过一个柔性铰链Ⅱ连接。
在本实施例中，在两个所述一级柔性桥式放大机构3上固接有一支撑架11，所述一级柔性桥式放大机构3和所述支撑架11采用连接螺栓2相连。所述支撑架11用于安装和支撑该双夹持器，实现双夹持器灵活稳定的操作。在所述压电陶瓷驱动器4的输出端上设有球接头6，所述压电陶瓷驱动器4通过球接头6与所述一级柔性桥式放大机构3的输入端接触。所述压电陶瓷驱动器6设有预紧螺栓1，所述预紧螺栓1连接在所述一级柔性桥式放大机构3上，保证球形接头顶在所述一级柔性桥式放大机构3的输入端上，实现赫兹接触。
本发明的工作原理：
由计算机输出的控制电压信号，驱使两个压电陶瓷驱动器4按照指定的运动轨迹产生伸缩运动，分别驱动两个一级柔性桥式放大机构3和一个二级柔性桥式放大机构10；二级柔性桥式放大机构10带动两个夹持钳口的内侧钳口板9移动；一级柔性桥式放大机构3将压电陶瓷驱动器4的输出位移放大后经过柔性铰链Ⅰ的过渡和缓冲，作用在连杆Ⅰ5上，带动连杆Ⅰ5移动，连杆Ⅰ5带动连杆Ⅱ7移动，连杆Ⅱ7带动夹持钳口的外侧钳口板8移动；夹持钳口的内侧钳口板9和夹持钳口的外侧钳口板8相对运动，实现夹持功能，采用双压电陶瓷驱动的驱动方式，双对称结构的布置形式，使得夹持器具有较大的夹持操作行程和较高的夹持操作稳定性。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种双驱动微纳双夹持器，其特征在于，该夹持器采用双对称结构，包括上下对称布置的两个夹持钳口、左右对称布置的两个压电陶瓷驱动器、一个二级柔性桥式放大机构和左右对称布置的两个一级柔性桥式放大机构；
在所述二级柔性桥式放大机构的左右两侧各设有一个输入端，在所述二级柔性桥式放大机构的上下两端各设有一个输出端；
两个所述一级柔性桥式放大机构对称地布置在所述二级柔性桥式放大机构的左右两侧，所述一级柔性桥式放大机构与所述二级柔性桥式放大机构互相垂直；
所述一级柔性桥式放大机构在靠近所述二级柔性桥式放大机构的一端形成有一个输入端，所述一级柔性桥式放大机构的输入端与所述二级柔性桥式放大机构的输入端形成在一起；在所述一级柔性桥式放大机构的上下两侧各形成有一个输出端；
所述一级柔性桥式放大机构的输入端由一个所述压电陶瓷驱动器驱动，所述压电陶瓷驱动器安装在所述一级柔性桥式放大机构的内部；
两个所述夹持钳口的内侧钳口板分别设置在所述二级柔性桥式放大机构的两个输出端上，两个所述夹持钳口的外侧钳口板的四个端部各通过一个两级连杆传递机构与两个所述一级柔性桥式放大机构的四个输出端连接；所述两级连杆传递机构的两端各通过一个柔性铰链Ⅰ与所述一级柔性桥式放大机构的输出端和所述夹持钳口的外侧钳口板的一个端部连接，所述两级连杆传递机构包括连杆Ⅰ和连杆Ⅱ，所述连杆Ⅰ和所述连杆Ⅱ通过一个柔性铰链Ⅱ连接。
2.根据权利要求1所述的双驱动微纳双夹持器，其特征在于，在两个所述一级柔性桥式放大机构上固接有一支撑架。
3.根据权利要求1所述的双驱动微纳双夹持器，其特征在于，在所述压电陶瓷驱动器的输出端上设有球接头，所述压电陶瓷驱动器通过球接头与所述一级柔性桥式放大机构的输入端接触。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510894626.6A CN105450082B (zh) | 2015-12-07 | 2015-12-07 | 一种双驱动微纳双夹持器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510894626.6A CN105450082B (zh) | 2015-12-07 | 2015-12-07 | 一种双驱动微纳双夹持器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105450082A CN105450082A (zh) | 2016-03-30 |
| CN105450082B true CN105450082B (zh) | 2017-06-30 |
Family
ID=55559959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510894626.6A Expired - Fee Related CN105450082B (zh) | 2015-12-07 | 2015-12-07 | 一种双驱动微纳双夹持器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105450082B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109650329B (zh) * | 2019-01-30 | 2023-03-31 | 宁波大学 | 两转动一平动大行程无耦合并联压电微动平台 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19945042C2 (de) * | 1999-06-30 | 2002-12-19 | Pi Ceramic Gmbh Keramische Tec | Piezoelektrischer Antrieb, insbesondere piezoelektrischer Motor sowie Schaltungsanordnung zum Betreiben eines piezoelektrischen Motors |
| CN100335219C (zh) * | 2005-05-19 | 2007-09-05 | 上海交通大学 | 蠕动式微细电火花加工装置 |
| CN101738855B (zh) * | 2009-12-23 | 2012-08-29 | 天津大学 | 二自由度柔性微定位工作台 |
| CN202185917U (zh) * | 2011-02-25 | 2012-04-11 | 夏尊凤 | 一种基于柔顺铰链的微夹持器 |
| CN104167953B (zh) * | 2014-08-26 | 2016-06-15 | 哈尔滨工业大学 | 一种内驱动式被动箝位压电驱动器 |
| CN205195594U (zh) * | 2015-12-07 | 2016-04-27 | 天津大学 | 一种双驱动微纳双夹持器 |
-
2015
- 2015-12-07 CN CN201510894626.6A patent/CN105450082B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105450082A (zh) | 2016-03-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105406755B (zh) | 一种一体式微纳双夹持器 | |
| CN205195593U (zh) | 一种一体式微纳双夹持器 | |
| CN201168876Y (zh) | 三自由度精密定位工作台 | |
| CN106251909B (zh) | 一种高精度、大行程三自由度并联微定位平台 | |
| CN101286369A (zh) | X-y-z三自由度串联式纳米级微定位工作台 | |
| CN106981316B (zh) | 一种具有三级放大机构的微位移定位平台 | |
| CN108406738B (zh) | 一种二自由度微夹持器 | |
| CN111546312B (zh) | 一种具有三级放大机构的二自由度折展立体微机械手 | |
| CN105619377A (zh) | 一种基于柔顺机构的空间微夹持器 | |
| CN201153129Y (zh) | 微位移放大装置 | |
| CN105236349B (zh) | 压电驱动式高精度引线线夹 | |
| CN107414477A (zh) | 一种压电驱动式二自由度高精度微操作夹持器 | |
| CN102682857B (zh) | 微动定位平台改变行程范围的装置 | |
| CN203339985U (zh) | 新型尺蠖式仿生爬行压电精密驱动平台 | |
| CN105355572B (zh) | 压电驱动单臂式高速引线线夹 | |
| CN109909976A (zh) | 具有三级运动放大机构的对称式空间立体微机械手 | |
| CN107309895A (zh) | 一种用于包络抓取和平行夹紧的欠驱动末端执行器 | |
| CN105450082B (zh) | 一种双驱动微纳双夹持器 | |
| CN205195594U (zh) | 一种双驱动微纳双夹持器 | |
| CN203686505U (zh) | 一种三自由度精密定位平台 | |
| CN202662295U (zh) | 一种微动定位平台改变行程范围的装置 | |
| CN203818153U (zh) | 一种机械手夹持机构 | |
| CN103056867B (zh) | 一种柔性微动机械手 | |
| CN104852627B (zh) | 可实现单步大扭转角的尺蠖式压电扭矩作动器及作动方法 | |
| CN109654333A (zh) | 一种空间立体式三维大行程纳米操作平台 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: 300350 District, Jinnan District, Tianjin Haihe Education Park, 135 beautiful road, Beiyang campus of Tianjin University Patentee after: Tianjin University Address before: 300072 Tianjin City, Nankai District Wei Jin Road No. 92, Tianjin University Patentee before: Tianjin University |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170630 Termination date: 20201207 |