DE19523229A1 - Micro-gripper for micro-assembly with substrate and microstructure body - Google Patents

Micro-gripper for micro-assembly with substrate and microstructure body

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Abstract

The transfer points receiving the force following a voltage application are designed as bending joints (6,7,8,9), which are elastically deformed as a result. The force or the movement is so transferred with a translation ratio at the driven elements i.e. the gripper arms (2,3), that these move away from each other or move together. The gripping jaws of the micro-gripper are provided with V shaped elements. The gripping jaws are equipped with sensor components. The gripping surfaces are coated with piezoelectrical material, by means of which the gripping force can be converted in to electrical signals. The gripping arms are provided with electric conducting paths.

Description

Die Erfindung betrifft einen Mikrogreifer für die Mikromontage entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a micro gripper for micro assembly according to the Preamble of claim 1.

Der Mikrogreifer ist besonders für Greifen, Erfassen und Handhaben von mikro- optischen, mikroelektronischen, mikromechanischen und dergleichen Bauteilen geeignet. Greifer und Handhabungsroboter hoher Flexibilität und Zuverlässigkeit sind in der Elektronik und in vielen Gebieten des Maschinenbaus in breitem Ein­ satz. Aber dem Einsatz solcher herkömmlicher Greifsysteme in Mikrosystemen, Mikrohandling, Mikromontage und Mikrofügetechnik stehen sowohl die Abmaße der Gesamtsysteme als auch die Gestaltung, Steuerung und Sensibilisierung von Greifwerkzeugen entgegen. Eine lineare Verkleinerung klassischer Greifer kann nicht mehr erfolgen, da die geforderten Greifsysteme selbst mikrotechnische Systeme darstellen. Deshalb muß nach neuen Lösungen auf mikrotechnischer Basis gesucht werden. Einen weiteren besonderen Schwerpunkt der Entwicklung von Greifsystemen stellt die Integration sensorischer Fähigkeiten dar.The micro gripper is particularly suitable for gripping, gripping and handling of micro optical, microelectronic, micromechanical and similar components suitable. Grippers and handling robots of high flexibility and reliability are widely used in electronics and in many areas of mechanical engineering sentence. But the use of such conventional gripping systems in microsystems, Micro handling, micro assembly and micro joining technology both represent the dimensions of the overall systems as well as the design, control and awareness of Gripping tools. A linear reduction of classic grippers can no longer take place because the required gripping systems themselves are micro-technical Represent systems. Therefore, new solutions have to be found on microtechnical Base to be sought. Another special focus of development of gripping systems represents the integration of sensory capabilities.

Aufgabe der Erfindung ist, auf mikrotechnischer Basis einen Mikrogreifer zu ent­ wickeln, der durch seine Eigenschaften, wie Integration sensorischer Fähigkeit, Abmaße, Materialeigenschaften und verlust- und spielfreie Bewegungsübertra­ gung eine neue Lösung für den Einsatz von Mikrogreifern in der Mikromontage darstellt. Diese Aufgabe wird durch einen Mikrogreifer mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Die weiteren Ansprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung an.The object of the invention is to develop a micro-gripper based on microtechnology wrap through its properties, such as integrating sensory ability, Dimensions, material properties and loss-free and play-free motion transfer a new solution for the use of micro grippers in micro assembly represents. This task is carried out by a micro gripper with the characteristics of Claim 1 solved. The further claims give advantageous refinements of the invention.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren erläutert.The invention is explained below with reference to figures.

Fig. 1 zeigt vereinfacht eine perspektivische Ansicht des Mikrogreifers Fig. 1 schematically shows a perspective view of the micro-gripper

Fig. 2 zeigt in übertriebener Darstellung einen Mikrogreifer, wobei hier die Bewe­ gung einschließlich der Greiffunktion veranschaulicht wird. Fig. 2 shows an exaggerated representation of a micro gripper, the movement including the gripping function is illustrated here.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit vorteilhaften Eigenschaften. Fig. 3 shows an embodiment with advantageous properties.

In Fig. 1 ist vereinfacht ein Mikrogreifer perspektivisch dargestellt. Der Mikro­ greiferkörper 30 ist aus Silizium hergestellt und zusammen mit einem Piezotrans­ lator 4, der als monomorpher Antrieb dient, auf einem Substrat 1, etwa Siliziumwafer, so befestigt, daß sich bei einer Längenänderung des Piezo­ translators 4, hervorgerufen durch Anlegen elektrischer Spannung, die Kraftüber­ tragungsstellen, die gezielt so konstruiert sind, daß sie als elastische Biege­ gelenke (6, 7 und 8, 9) dienen, elastisch verformen und dadurch die Kräfte bzw. die Bewegung mit einem bestimmten Übersetzungsverhältnis weiterleiten, so daß sich die Greifarme 2, 3 auseinander bzw. zueinander (bei der Rückstellung) bewe­ gen. Diese Bewegung dient dem Greifen eines Elementes, das sich zwischen den beiden Greifflächen 19, 20 befindet.A micro gripper is shown in perspective in simplified form in FIG. 1. The micro gripper body 30 is made of silicon and together with a Piezotrans lator 4 , which serves as a monomorphic drive, attached to a substrate 1 , such as silicon wafer, so that when the length of the piezo translator 4 changes , caused by the application of electrical voltage Force transmission points, which are specifically designed so that they serve as elastic bending joints ( 6 , 7 and 8 , 9 ), deform elastically and thereby transmit the forces or the movement with a certain transmission ratio, so that the gripping arms 2 , 3rd move apart or towards each other (when resetting). This movement serves for gripping an element which is located between the two gripping surfaces 19 , 20 .

Die Herstellung eines nach diesem Prinzip funktionierenden Mikrogreifers kann wie folgt realisiert werden:
Silizium ist aufgrund seiner mechanischen Eigenschaften oftmals neben Glas das Basismaterial mikromechanischer Bauelemente. Da die Streckungsgrenze mit der Bruchspannung zusammenfällt, d. h. es treten keine plastische Verformungen auf, ist Silizium durch Hysteresefreiheit und Alterungsbeständigkeit als mechanischer Werkstoff ausgezeichnet einsetzbar. Diese vorteilhaften Eigenschaften werden hier für die Herstellung des Mikrogreifers eingesetzt.The production of a micro gripper that works according to this principle can be realized as follows:
Due to its mechanical properties, silicon is often the basic material of micromechanical components in addition to glass. Since the yield point coincides with the breaking stress, ie there are no plastic deformations, silicon can be used excellently as a mechanical material due to the absence of hysteresis and resistance to aging. These advantageous properties are used here for the production of the micro gripper.

Aus einem beidseitig polierten (100)-Siliziumwafer mit 240 µm Dicke wird die Greiferstruktur 30 mittels den bekannten Strukturierungsprozessen, Lithographie und anisotropes Ätzen herausgearbeitet, wobei hier der Siliziumwafer von beiden Seiten bearbeitet wird, bis eine Durchätzung erfolgt ist. Die auf diese Weise ge­ wonnene Greifstruktur besitzt einen sechseckigen Querschnitt, bedingt durch die Kristallorientierung des Siliziums.The gripper structure 30 is worked out from a double-sided polished (100) silicon wafer with a thickness of 240 μm by means of the known structuring processes, lithography and anisotropic etching, the silicon wafer being processed from both sides until an etching through has taken place. The gripping structure obtained in this way has a hexagonal cross section, due to the crystal orientation of the silicon.

Anschließend wird die Greiferstruktur 30 auf dem Siliziumsubstrat 1 angebracht und mittels Spezialkleber oder Bonden so befestigt, daß nur die gemeinsamen Berührungsflächen (14, 16) zwischen dem Substrat 1 und den Strukturteilen 10 und 12 geklebt bzw. gebondet werden. Der Rest der Greifstruktur 30 bleibt in Be­ rührung mit dem Substrat 1 ist aber entlang der gemeinsamen Berührungsfläche axial verschiebbar.The gripper structure 30 is then attached to the silicon substrate 1 and fastened by means of special adhesive or bonding such that only the common contact surfaces ( 14 , 16 ) between the substrate 1 and the structural parts 10 and 12 are glued or bonded. The rest of the gripping structure 30 remains in contact with the substrate 1 but is axially displaceable along the common contact surface.

Der Piezotranslator 4 der Dicke 200 µm wird durch Bonden oder durch speziellen Kontaktkleber kontaktiert und an seine Stirnfläche 17 mit der Stirnfläche des Strukturteils 12 waagerecht mit Spezialkleber geklebt. Das zweite Ende 18 des Piezotranslators 4 wird an einem Befestigungsteil 5, etwa aus Silizium, über der gemeinsamen Fläche 18 geklebt. Teil 5 wird auf dem Siliziumwafer 1 nachträglich mittels Bonden oder Kleben der gemeinsamen Berührungsfläche 13 befestigt.The piezotranslator 4 with a thickness of 200 μm is contacted by bonding or by means of special contact adhesive and is glued horizontally to its end face 17 with the end face of the structural part 12 using special adhesive. The second end 18 of the piezotranslator 4 is glued to a fastening part 5 , for example made of silicon, over the common surface 18 . Part 5 is subsequently attached to the silicon wafer 1 by means of bonding or gluing the common contact surface 13 .

Fig. 2 zeigt in übertriebener Darstellung einen Mikrogreifer, an dem die Funktionsweise verdeutlicht wird. Fig. 2 shows in an exaggerated manner, a micro-grippers to which the operation is illustrated.

Durch Anlegen einer elektrischen Spannung erfährt der Piezotranslator 4 eine Längenänderung und zieht sich zusammen (in diesem betrachteten Fall). Über das Strukturteil 12, das mit dem Piezotranslator in Bewegung gesetzt wird, wer­ den die Kräfte weiter an die Teile 6, 7 und 8, 9 übertragen. In diesen Teilen ent­ stehen mechanische Spannungen, die kleine lokale elastische Deformationen verursachen. Diese Strukturteile sind so konstruiert, daß sie sich unter mecha­ nischer Spannung, die weit unter der Bruchspannung von Silizium liegt, elastisch verformen. Das bedeutet, daß die kleinen elastischen Deformationen im elas­ tischen Bereich bleiben (Hooksches Gesetz). Die Auslenkung bzw. die Bewegung der Greiffläche 19, 20 der Greiferarme 2, 3 ist über ein Übersetzungsverhältnis, das von der Länge der Greiferarme sowie vom Abstand zwischen 6 und 7 bzw. 8 und 9 abhängt, ermittelbar. Ebenfalls lassen sich aufgrund der Hysteresefreiheit des Siliziums die Greifkräfte ermitteln.By applying an electrical voltage, the piezotranslator 4 undergoes a change in length and contracts (in this case considered). About the structural part 12 , which is set in motion with the piezotranslator, who transfers the forces to the parts 6 , 7 and 8 , 9 . Mechanical stresses arise in these parts, which cause small local elastic deformations. These structural parts are designed so that they deform elastically under mechanical stress, which is far below the breaking stress of silicon. This means that the small elastic deformations remain in the elastic range (Hook's law). The deflection or the movement of the gripping surface 19 , 20 of the gripper arms 2 , 3 can be determined via a transmission ratio which depends on the length of the gripper arms and on the distance between 6 and 7 or 8 and 9 . The gripping forces can also be determined on the basis of the freedom from hysteresis of the silicon.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, das weitere vorteilhafte Eigen­ schaften besitzt. Fig. 3 shows a further embodiment, which has other advantageous properties.

Die Biegegelenke 6, 7, 8, 9 haben hier eine andere Form, die bessere elastische Eigenschaften besitzt. Durch die Abdünnung wird die Elastizität dieser elastischen Gelenke erhöht.The bending joints 6 , 7 , 8 , 9 have a different shape here, which has better elastic properties. The thinning increases the elasticity of these elastic joints.

Eine weitere vorteilhafte Eigenschaft dieses Beispiels ist, daß die Greifarme 2, 3 mit elektrischen Leitungen 25, die als Zuleitung für elektronische Sensorkompo­ nenten 31, 33 auf der Oberfläche der Greifbacken dienen, versehen sind. Die unter 26 bezeichneten Teile dienen der Kontaktierung des Piezotranslators. Das Beispiel in Fig. 3 besitzt noch den Vorteil, daß die Greifbacken 27, 28 mit Form­ elementen 29 ausgestattet sind. Das Teil 29 kann aus Silizium durch anisotropes Ätzen hergestellt werden. Eine solche Anordnung ist für das Greifen bzw. Klemmen von Lichtwellenleitern (LWL) geeignet. Another advantageous property of this example is that the gripping arms 2 , 3 are provided with electrical lines 25 , which serve as a supply line for electronic sensor components 31 , 33 on the surface of the gripping jaws. The parts designated at 26 are used to contact the piezotranslator. The example in Fig. 3 has the advantage that the gripping jaws 27 , 28 are equipped with form elements 29 . The part 29 can be made of silicon by anisotropic etching. Such an arrangement is suitable for gripping or clamping optical fibers (LWL).

Der wesentliche Vorteil des erfindungsmäßigen Mikrogreifers besteht in dessen Herstellung aus Silizium. Dadurch ist die Möglichkeit der Integration anderer mikrotechnischer Elemente sowie die sensorische Fähigkeit gewährleistet. So ist es möglich, piezoelektrische Schichten, z. B. piezoresistive, an den Greifflächen zu integrieren, um die Greifkraft in ein elektrisches Signal umzuwandeln und dadurch kann die Greifkraft an das zu greifende Element angepaßt werden.The main advantage of the micro gripper according to the invention is that Manufactured from silicon. This is the possibility of integrating others micro-technical elements and the sensory ability guaranteed. So is it is possible to use piezoelectric layers, e.g. B. piezoresistive, on the gripping surfaces integrate to convert the gripping force into an electrical signal and thereby the gripping force can be adapted to the element to be gripped.

In dem hier entwickelten Mikrogreifer werden die mechanische Eigenschaften von Silizium genutzt. Die mechanischen Eigenschaften von Silizium, die teilweise denen von Stahl nachkommen, werden hier eingesetzt, um verlustfreie Rück­ stellung der Greiferbacken, durch die Elastizität der Biegegelenke zu erreichen. Durch die vorteilhafte Anordnung von Piezotranslator und Greiferstrukturen folgt die Kraftübertragung spielfrei und ohne Verluste, d. h. die vom Piezotranslator ver­ ursachte Auslenkung der Greiferbacken ist gleich aber entgegengesetzt der Auslenkung, die durch die Rückstellkraft der Biegegelenke entsteht.In the micro gripper developed here, the mechanical properties of Silicon used. The mechanical properties of silicon, some of which those of steel are used here to ensure lossless return position of the gripper jaws, due to the elasticity of the bending joints. The advantageous arrangement of the piezotranslator and gripper structures follows the power transmission without play and without losses, d. H. the ver from the piezo translator Caused deflection of the gripper jaws is the same but opposite Deflection caused by the restoring force of the flexible joints.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsmäßigen Mikrogreifers besteht darin, daß es möglich ist, in den selben Herstellungsschritten weitere Formelemente zu reali­ sieren, wie pyramidenförmige Vertiefungen, V-Nut oder definierte Strukturen auf die Greifbacken, die zum Greifen durch Formschluß oder zum Anbringen weiterer sensorischer Elemente dienen können.Another advantage of the micro gripper according to the invention is that it it is possible to realize further shaped elements in the same manufacturing steps such as pyramid-shaped depressions, V-groove or defined structures the gripping jaws for gripping by positive locking or for attaching further can serve sensory elements.

Die Greiferbacken bilden durch die günstige planare Anordnung der Greiferstruk­ turen ein Gehäuse für das Piezoelement, das so plaziert ist, daß es keinen zu­ sätzlichen Platz außerhalb des Mikrogreiferkörpers in Anspruch nimmt und da­ durch eine kompakte Bauform möglich ist.The gripper jaws form the gripper structure due to the favorable planar arrangement doors a housing for the piezo element, which is placed in such a way that it does not close takes up additional space outside the micro gripper body and there is possible due to a compact design.

Eine weitere vorteilhafte Eigenschaft ist, daß durch die Technologie und Her­ stellungsverfahren, mit denen der Mikrogreifer hergestellt wird, wie beispielsweise Ätzen, es möglich ist, verschiedene Mikrogreifer herzustellen, die sich in Hinsicht auf Abmaße, Form und Greifkräfte an das zu manipulierende Element anpassen.Another advantageous property is that through technology and fro Positioning processes with which the micro gripper is manufactured, such as Etching, it is possible to manufacture various micro-grippers that differ in terms adapt to dimensions, shape and gripping forces to the element to be manipulated.

Durch die vorteilhafte Anordnung von Mikrogreifer und Piezotranslator ist es mög­ lich, die Greiferstrukturen mit Leiterbahnen z. B. für die Sensorik zu versehen, ohne daß die Leiterbahnen beim Greifen mechanisch beansprucht werden, da sie sich auf der Oberfläche befinden, in der keine Deformationen stattfinden.The advantageous arrangement of the micro gripper and piezo translator makes it possible Lich, the gripper structures with conductor tracks z. B. for the sensors, without the conductor tracks being mechanically stressed when gripping, since they are on the surface in which no deformations take place.

Claims (9)

1. Mikrogreifer für die Mikromontage, bestehend aus
  • a) einem Substrat,
  • b) einem aus Silizium mikrotechnisch hergestellten Mikrostrukturkörper, der seinerseits aus b1) elastisch verformbaren Biegegelenken und
  • b2) zwei Abtriebsgliedern, die die Greiferarme bilden, besteht und
  • c) einem Piezotranslator, der als monomorpher Antrieb angeordnet ist,
1. Micro gripper for micro assembly, consisting of
  • a) a substrate,
  • b) a microstructured body made of silicon using micro technology, which in turn consists of b1) elastically deformable bending joints and
  • b2) two output members, which form the gripper arms, and
  • c) a piezotranslator which is arranged as a monomorphic drive,
dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrostrukturkörper (30) zusammen mit dem Piezotranslator (4) auf dem Substrat (1) derart befestigt ist, daß sich bei einer Längenänderung des Piezotranslators (4), hervorgerufen durch Anlegen einer elektrischen Spannung, die Kraftübertragungsstellen, die gezielt so konstruiert sind, daß sie als Biegegelenke (6, 7, 8, 9) dienen, elastisch verformen und da­ durch die Kraft bzw. die Bewegung mit einem bestimmten Übersetzungsverhält­ nis an den Abtriebsgliedern (Greiferarmen) (2, 3) so übertragen, daß sich die Greiferarme (2, 3) auseinander bzw. zueinander bewegen. characterized in that the microstructure body ( 30 ) is fastened together with the piezotranslator ( 4 ) on the substrate ( 1 ) in such a way that when the piezotranslator ( 4 ) changes in length, caused by the application of an electrical voltage, the force transmission points, which are specifically so are constructed so that they serve as bending joints ( 6, 7, 8, 9 ), deform elastically and because of the force or the movement with a certain transmission ratio nis on the output members (gripper arms) ( 2, 3 ) transmitted so that move the gripper arms ( 2, 3 ) apart or towards each other. 2. Mikrogreifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifbacken (27, 28) mit V-Nut-Formelement (29) versehen sind.2. Micro gripper according to claim 1, characterized in that the gripping jaws ( 27, 28 ) are provided with a V-groove shaped element ( 29 ). 3. Mikrogreifer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifbacken (27, 28) mit sensorischen Komponenten (31, 32) ausgestattet sind.3. Micro gripper according to claim 2, characterized in that the gripping jaws ( 27, 28 ) are equipped with sensor components ( 31, 32 ). 4. Mikrogreifer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifflächen mit piezoelektrischem Material beschichtet sind, durch das die Greifkräfte in elektrische Signale umgewandelt werden.4. Micro gripper according to claim 1, characterized in that the gripping surfaces are coated with piezoelectric material, through which the gripping forces in electrical signals are converted. 5. Mikrogreifer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifarme (2, 3) mit elektrischen Leiterbahnen versehen sind.5. Micro gripper according to one of claims 1 to 4, characterized in that the gripping arms ( 2, 3 ) are provided with electrical conductor tracks. 6. Mikrogreifer nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (1) aus Silizium ist.6. Micro gripper according to one of the preceding claims, characterized in that the substrate ( 1 ) is made of silicon. 7. Mikrogreifer nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Piezotranslator zwischen den beiden Greiferarmen (2, 3) angeordnet ist.7. Micro gripper according to one of the preceding claims, characterized in that the piezotranslator is arranged between the two gripper arms ( 2, 3 ). 8. Mikrogreifer nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegegelenke (6, 7, 8, 9) sechseckigen Querschnitt besitzen.8. Micro gripper according to one of the preceding claims, characterized in that the bending joints ( 6 , 7 , 8 , 9 ) have a hexagonal cross section.
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Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19715083A1 (en) * 1997-04-11 1997-08-28 Univ Ilmenau Tech Mechanical gripper for handling small objects in micro-systems technology
DE19729942A1 (en) * 1997-07-12 1999-01-14 Schunk Fritz Gmbh Gripping device
EP0963033A1 (en) * 1997-08-04 1999-12-08 Seiko Epson Corporation Actuator, and clock and annunciator mounted with the same
DE19644502C2 (en) * 1996-10-25 2002-04-25 Fraunhofer Ges Forschung Gripper device for micro-assembly of small workpieces with at least two gripper elements
FR2818050A1 (en) * 2000-12-12 2002-06-14 Semco Engineering Sa ELECTROSTATIC GRIPPING DEVICE OF A WAFER OF ELECTRONIC COMPONENT
DE10114551C1 (en) * 2001-03-24 2002-10-02 Karlsruhe Forschzent microgrippers
WO2003055652A1 (en) * 2002-01-04 2003-07-10 Eberhard-Karls-Universität Tübingen Sampling and gripper device
WO2003083957A2 (en) * 2002-03-27 2003-10-09 Viking Technologies, L.C. Piezoelectric actuator for moving folded-back arms
EP1376659A1 (en) * 2002-06-28 2004-01-02 ESEC Trading SA Clamping element with an integrated force sensor
US6993986B2 (en) 2002-06-28 2006-02-07 Esec Trading Sa Clamping element with an integrated force sensor
US7132781B2 (en) 2002-07-03 2006-11-07 Viking Technologies, L.C. Temperature compensating insert for a mechanically leveraged smart material actuator
DE102006023768A1 (en) * 2006-05-20 2007-11-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. microgrippers
CN101857187A (en) * 2010-05-12 2010-10-13 大连理工大学 Flexible electric heating micro gripper with parallel opening-closing jaw
US20120187802A1 (en) * 2009-10-01 2012-07-26 Parker Hannifin Corporation Nano Piezoelectric Actuator Energy Conversion Apparatus and Method of Making Same
CN102689300A (en) * 2012-06-04 2012-09-26 中国科学院自动化研究所 Piezoelectric driving micro clamping forceps for precise assembly and method for clamping parts
CN104647347A (en) * 2014-09-26 2015-05-27 浙江大学 Flexible hinge amplification-based piezoelectric microgripper
CN105798877A (en) * 2016-05-24 2016-07-27 苏州大学 Piezoelectric driving clamper
WO2016179435A1 (en) * 2015-05-07 2016-11-10 Massachusetts Institute Of Technology Self-assembling assemblers
IT201800002364A1 (en) * 2018-02-02 2019-08-02 St Microelectronics Srl MICRO-ELECTRO-MECHANICAL MICRO-MANIPULATOR DEVICE WITH PIEZOELECTRIC CONTROL, MOBILE IN THE HOB
CN110977821A (en) * 2019-12-13 2020-04-10 宁波大学 Multi-degree-of-freedom compliant micro gripper integrating multi-variable detection
CN111571621A (en) * 2020-05-11 2020-08-25 宁波大学 Structure-integrated clamp finger translation type compliant mechanism piezoelectric micro clamp
US10770643B2 (en) 2016-12-29 2020-09-08 Stmicroelectronics S.R.L. Piezoelectric micro-electro-mechanical actuator device, movable in the plane
DE102018205337B4 (en) 2018-04-10 2022-05-12 Festo Se & Co. Kg gripper

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005023767A1 (en) * 2005-05-19 2006-11-23 Otto-Von-Guericke-Universität Magdeburg Electrostrictive actuator for valve is mounted between legs of bent lift arm by draw elements
DE102006020513B4 (en) * 2006-05-03 2014-07-03 Martin Prasch High-performance standard device for flexible transport and handling of semiconductor components of different sizes
CN106141963A (en) * 2016-08-08 2016-11-23 上海大学 A kind of mechanical grip for laser collimator lens gripping

Cited By (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19644502C2 (en) * 1996-10-25 2002-04-25 Fraunhofer Ges Forschung Gripper device for micro-assembly of small workpieces with at least two gripper elements
DE19715083A1 (en) * 1997-04-11 1997-08-28 Univ Ilmenau Tech Mechanical gripper for handling small objects in micro-systems technology
DE19729942A1 (en) * 1997-07-12 1999-01-14 Schunk Fritz Gmbh Gripping device
WO1999002314A1 (en) * 1997-07-12 1999-01-21 Fritz Schunk Gmbh & Co. Kg Fabrik Für Spann- Und Greifwerkzeuge Gripping device
EP0963033A4 (en) * 1997-08-04 2003-02-05 Seiko Epson Corp Actuator, and clock and annunciator mounted with the same
EP0963033A1 (en) * 1997-08-04 1999-12-08 Seiko Epson Corporation Actuator, and clock and annunciator mounted with the same
FR2818050A1 (en) * 2000-12-12 2002-06-14 Semco Engineering Sa ELECTROSTATIC GRIPPING DEVICE OF A WAFER OF ELECTRONIC COMPONENT
WO2002049200A1 (en) * 2000-12-12 2002-06-20 Semco Engineering Sa Electrostatic device for holding an electronic component wafer
US6759790B1 (en) 2001-01-29 2004-07-06 Viking Technologies, L.C. Apparatus for moving folded-back arms having a pair of opposing surfaces in response to an electrical activation
WO2002076685A1 (en) * 2001-03-24 2002-10-03 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Micro-gripper
DE10114551C1 (en) * 2001-03-24 2002-10-02 Karlsruhe Forschzent microgrippers
WO2003055652A1 (en) * 2002-01-04 2003-07-10 Eberhard-Karls-Universität Tübingen Sampling and gripper device
DE10200834A1 (en) * 2002-01-04 2003-07-24 Univ Eberhard Karls Scanning and gripping device
CN100466317C (en) * 2002-03-27 2009-03-04 维京技术有限公司 An apparatus for moving folded-back arms having a pair of opposing surfaces in response to an electrical activation
WO2003083957A2 (en) * 2002-03-27 2003-10-09 Viking Technologies, L.C. Piezoelectric actuator for moving folded-back arms
WO2003083957A3 (en) * 2002-03-27 2004-02-26 Viking Technologies Lc Piezoelectric actuator for moving folded-back arms
EP1376659A1 (en) * 2002-06-28 2004-01-02 ESEC Trading SA Clamping element with an integrated force sensor
US6993986B2 (en) 2002-06-28 2006-02-07 Esec Trading Sa Clamping element with an integrated force sensor
US7132781B2 (en) 2002-07-03 2006-11-07 Viking Technologies, L.C. Temperature compensating insert for a mechanically leveraged smart material actuator
US8530855B2 (en) 2006-05-20 2013-09-10 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Method for producing a micro-gripper
DE102006023768A1 (en) * 2006-05-20 2007-11-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. microgrippers
US20120187802A1 (en) * 2009-10-01 2012-07-26 Parker Hannifin Corporation Nano Piezoelectric Actuator Energy Conversion Apparatus and Method of Making Same
CN101857187A (en) * 2010-05-12 2010-10-13 大连理工大学 Flexible electric heating micro gripper with parallel opening-closing jaw
CN101857187B (en) * 2010-05-12 2015-02-18 大连理工大学 Flexible electric heating micro gripper with parallel opening-closing jaw
CN102689300A (en) * 2012-06-04 2012-09-26 中国科学院自动化研究所 Piezoelectric driving micro clamping forceps for precise assembly and method for clamping parts
CN102689300B (en) * 2012-06-04 2015-10-28 中国科学院自动化研究所 The method of the micro-gripper clamp of the Piezoelectric Driving for Fine Boring and holding parts
CN104647347A (en) * 2014-09-26 2015-05-27 浙江大学 Flexible hinge amplification-based piezoelectric microgripper
CN104647347B (en) * 2014-09-26 2016-08-24 浙江大学 The piezoelectric microgripper amplified based on flexible hinge
WO2016179435A1 (en) * 2015-05-07 2016-11-10 Massachusetts Institute Of Technology Self-assembling assemblers
US10155314B2 (en) 2015-05-07 2018-12-18 Massachusetts Institute Of Technology Self-assembling assemblers and manipulators built from a set of primitive blocks
CN105798877A (en) * 2016-05-24 2016-07-27 苏州大学 Piezoelectric driving clamper
US10770643B2 (en) 2016-12-29 2020-09-08 Stmicroelectronics S.R.L. Piezoelectric micro-electro-mechanical actuator device, movable in the plane
EP3533569A1 (en) 2018-02-02 2019-09-04 STMicroelectronics S.r.l. Micro-electro-mechanical micro-manipulation device with piezoelectric driving, movable in the plane
IT201800002364A1 (en) * 2018-02-02 2019-08-02 St Microelectronics Srl MICRO-ELECTRO-MECHANICAL MICRO-MANIPULATOR DEVICE WITH PIEZOELECTRIC CONTROL, MOBILE IN THE HOB
US11123878B2 (en) 2018-02-02 2021-09-21 Stmicroelectronics S.R.L. Micro-electro-mechanical micro-manipulation device with piezoelectric driving, movable in plane
DE102018205337B4 (en) 2018-04-10 2022-05-12 Festo Se & Co. Kg gripper
CN110977821A (en) * 2019-12-13 2020-04-10 宁波大学 Multi-degree-of-freedom compliant micro gripper integrating multi-variable detection
CN110977821B (en) * 2019-12-13 2021-07-06 宁波大学 Multi-degree-of-freedom compliant micro gripper integrating multi-variable detection
CN111571621A (en) * 2020-05-11 2020-08-25 宁波大学 Structure-integrated clamp finger translation type compliant mechanism piezoelectric micro clamp
CN111571621B (en) * 2020-05-11 2021-09-03 宁波大学 Structure-integrated clamp finger translation type compliant mechanism piezoelectric micro clamp

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DE19648165A1 (en) 1997-04-17

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