一种基于压电原理的高精度微夹持器制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于压电原理的高精度微夹持器，通过压电陶瓷的驱动，能够实现快速并且高精度的微操作过程。第一压变片一端连接定位机构且设有引线，另一端连接第一微夹持头；第二压变片一端连接定位机构且设有引线，另一端连接第二微夹持头；定位机构包括大行程位移台、X轴位移台、Y轴位移台和Z轴位移台；X轴位移台固定在大行程位移台的移动台上，X轴位移台的移动台能沿X轴方向移动；Y轴位移台固定在X轴位移台的移动台上，Y轴位移台的移动台能沿Y轴方向移动；Z轴位移台固定在Y轴位移台的移动台上，Z轴位移台的移动台能沿Z轴方向移动；第一压变片一端连接Z轴位移台的移动台，第二压变片一端连接大行程位移台的移动台。

A high precision micro gripper based on piezoelectric principle

The utility model provides a high-precision micro-gripper based on piezoelectric principle, which can realize fast and high-precision micro-operation process by driving piezoelectric ceramics. One end of the first pressure transformer is connected with the positioning mechanism, and the other end is connected with the first micro-clamping head; the other end is connected with the positioning mechanism, and the other end is connected with the second micro-clamping head; the positioning mechanism includes the large stroke displacement platform, the X-axis displacement platform, the Y-axis displacement platform and the Z-axis displacement platform; the X-axis displacement platform is fixed in the large distance. On the mobile platform of the travel displacement platform, the mobile platform of the X-axis displacement platform can move along the X-axis direction; the Y-axis displacement platform is fixed on the mobile platform of the X-axis displacement platform, and the Y-axis displacement platform can move along the Y-axis direction; the Z-axis displacement platform is fixed on the mobile platform of the Y-axis displacement platform, and the Z-axis displacement platform can move along the Z-axis direction in the first compression; One end of the vane is connected with the movable platform of the Z-axis displacement platform, and the other end of the second pressure vane is connected with the movable platform of the large-stroke displacement platform.

【技术实现步骤摘要】
一种基于压电原理的高精度微夹持器
本技术属于微装配领域，涉及在微观尺度下针对微米级的目标进行高精度加持和放置的微操作技术，具体涉及一种基于压电原理的高精度微夹持器。
技术介绍
随着半导体产品功能的微型化、集成化，对微操作技术的发展提出了更高的要求，微操作中需要处理的操作对象尺寸不断变小，其特征尺寸主要介于几十微米到几百微米之间，使得对于微米级对象的转移和操作变得更加困难，因此，目前对于微操作装置的精度提出了更高的要求。但是，现有的微操作主要是通过驱动柔顺机构的柔性铰链，从而通过柔性铰链将驱动力传递至两个夹持臂上，实现两个夹持臂之间相对或相背移动，也就是实现微夹持机构对物体的抓取或释放，其精度低。为了提高操作精度，需要设计新的微夹持器，实现对半导体等微米级对象的高精度夹持和放置。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本技术提供一种基于压电原理的高精度微夹持器，通过压电陶瓷的驱动，精度高、响应速度快，能够实现快速并且高精度的微操作过程。本技术是通过以下技术方案来实现：一种基于压电原理的高精度微夹持器，包括定位机构、第一压变片、第二压变片、第一微夹持头和第二微夹持头；第一压变片的一端连接定位机构且设有引线，另一端连接第一微夹持头；第二压变片的一端连接定位机构且设有引线，另一端连接第二微夹持头；第一压变片和第二压变片呈相对设置。优选的，定位机构包括大行程位移台；第一压变片的一端和第二压变片的一端均连接大行程位移台的移动台。进一步的，定位机构还包括X轴位移台、Y轴位移台和Z轴位移台；X轴位移台固定在大行程位移台的移动台上，X轴位移台的移动台能够沿X轴方向移动；Y轴位移台固定在X轴位移台的移动台上，Y轴位移台的移动台能够沿Y轴方向移动；Z轴位移台固定在Y轴位移台的移动台上，Z轴位移台的移动台能够沿Z轴方向移动；第一压变片的一端连接Z轴位移台的移动台。再进一步的，还包括第一支撑臂和第二支撑臂，第一压变片的一端固定连接在第一支撑臂上，第一支撑臂固定连接在Z轴位移台的移动台上；第二压变片的一端固定连接在第二支撑臂上，第二支撑臂固定连接在大行程位移台的移动台上。再进一步的，还包括第一夹板、第二夹板、第一螺钉和第二螺钉；第一支撑臂、第一压变片一端及第一夹板依次层叠设置，通过第一螺钉将第一支撑臂和第一夹板固定连接使第一压变片一端固定夹持在第一支撑臂和第一夹板之间；第二支撑臂、第二压变片一端及第二夹板依次层叠设置，通过第二螺钉将第二支撑臂和第二夹板固定连接使第二压变片一端固定夹持在第二支撑臂和二夹板之间。再进一步的，第一夹板和第二夹板均为铝板。再进一步的，X轴位移台、Y轴位移台和Z轴位移台为电动位移台或者手动位移台。进一步的，还包括马达，用于驱动大行程位移台的移动。优选的，第一压变片的一端与第一微夹持头粘接，第二压变片的一端与第二微夹持头粘接。优选的，第一压变片和第二压变片呈平行设置。与现有技术相比，本技术具有以下有益的技术效果：本技术所述的基于压电原理的高精度微夹持器，将压变片和微夹持头直接连接，压变片通过引线接通电压的时候会水平左右摆动，直接驱动微夹持头进行开合动作，中间没有驱动力的传递过程，因此，能够将压变片的高精度动作直接传递给微夹持头，保持了动作的高精度，从而实现微夹持器的高精度夹持。并且压变片在压电陶瓷的驱动下响应速度快，使夹持操作速度提升，实现快速并且高精度的微操作过程，从而实现对微米级对象的精确夹持。进一步的，通过设置大行程位移台，可以将微夹持头定位在需要夹持的对象位置，通过X轴位移台、Y轴位移台和Z轴位移台可以在三个维度上对第一微夹持头的位置进行微调，实现微夹持头多自由度灵活的自对齐校准，降低夹持器的装配误差，提高微米级对象夹持的精确性。进一步的，将微夹持头粘结在压变片上，可以根据夹持对象的不同灵活的更换夹持头及调节夹持距离，根据需要采用有机溶剂将黏胶溶解，即可将微夹持头卸下，更换其他的微夹持头或调节夹持距离节，提高了设备的灵活性。附图说明图1是本技术基于压电原理的高精度微夹持器的结构图。图中：1-马达，2-大行程位移台，3-第一连接件，4-X轴位移台，5-Y轴位移台5，6-第二连接件，7-Z轴位移台7，8-第一微夹持头，9-第二微夹持头，10-第一压变片，11-第二压变片，12.1-第一夹板，12.2-第二夹板，13.1-第一螺钉，13.2-第二螺钉，14-第一支撑臂，15第二支撑臂，16-第三螺钉。具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步的详细说明，所述是对本技术的解释而不是限定。如图1所示，本技术的基于压电原理的微操作装置，包括定位机构、第一压变片10、第二压变片11、第一微夹持头8和第二微夹持头9；第一压变片10的一端连接定位机构且设有引线，另一端连接第一微夹持头8；第二压变片11的一端连接定位机构且设有引线，另一端连接第二微夹持头9；第一压变片10和第二压变片11呈相对且平行设置。将压变片和微夹持头直接连接，压变片在接通电压的时候会水平左右摆动，直接驱动微夹持头进行开合动作，中间没有驱动力的传递过程，因此，能够将压变片的高精度动作直接传递给微夹持头，保持了动作的高精度，从而实现微夹持器的高精度夹持。并且压变片在压电陶瓷的驱动下响应速度快，实现快速并且高精度的微操作过程。定位机构包括大行程位移台2、X轴位移台4、Y轴位移台5和Z轴位移台7；大行程位移台2的移动台上通过第三螺钉16固定连接有第一连接件3；X轴位移台4通过螺钉安装在第一连接件3上，从而X轴位移台4通过第一连接件3固定连接在大行程位移台2的移动台上，X轴位移台4的移动台能够沿X轴方向移动；Y轴位移台5通过螺钉固定在X轴位移台4的移动台上，Y轴位移台5和X轴位移台4相互垂直，Y轴位移台5的移动台能够沿Y轴方向移动；Z轴位移台7通过第二连接件6固定在Y轴位移台5的移动台上，Z轴位移台7的移动台能够沿Z轴方向移动。大行程位移台2的移动采用马达1进行驱动。本技术中的X轴位移台4、Y轴位移台5和Z轴位移台7可以为电动位移台，也可以是手动位移台。还包括平行设置的第一支撑臂14和第二支撑臂15，第一压变片10的一端固定连接在第一支撑臂14上，第一支撑臂14通过螺钉固定连接在Z轴位移台7的移动台上；第二压变片11的一端固定连接在第二支撑臂15上，第二支撑臂15通过螺钉固定在第一连接件3上，从而第二支撑臂15通过第一连接件3固定连接在大行程位移台2的移动台上。通过设置大行程位移台2，大行程位移台2能够调节两个微夹持头的位置，将第一微夹持头8和第二微夹持头9定位在需要夹持的对象位置，通过X轴位移台4、Y轴位移台5和Z轴位移台7可以对第一微夹持头8的位置进行微调，实现第一微夹持头8和第二微夹持头9多自由度灵活的自对齐，降低夹持器的装配误差，提高微米级对象夹持的精确性。还包括第一夹板12.1、第二夹板12.2、第一螺钉13.1和第二螺钉13.2；第一支撑臂14、第一压变片10一端及第一夹板12.1依次层叠设置，通过第一螺钉13.1将第一支撑臂14和第一夹板12.1固定连接使第一压变片10一端固定夹持在第一支撑臂14和第一夹板12.1之间；第二支撑臂15、第二压变片11一端及第二夹板12.2依次层叠设置，通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于压电原理的高精度微夹持器，其特征在于，包括定位机构、第一压变片(10)、第二压变片(11)、第一微夹持头(8)和第二微夹持头(9)；第一压变片(10)的一端连接定位机构且设有引线，另一端连接第一微夹持头(8)；第二压变片(11)的一端连接定位机构且设有引线，另一端连接第二微夹持头(9)；第一压变片(10)和第二压变片(11)呈相对设置。

【技术特征摘要】
1.一种基于压电原理的高精度微夹持器，其特征在于，包括定位机构、第一压变片(10)、第二压变片(11)、第一微夹持头(8)和第二微夹持头(9)；第一压变片(10)的一端连接定位机构且设有引线，另一端连接第一微夹持头(8)；第二压变片(11)的一端连接定位机构且设有引线，另一端连接第二微夹持头(9)；第一压变片(10)和第二压变片(11)呈相对设置。2.根据权利要求1所述的基于压电原理的高精度微夹持器，其特征在于，定位机构包括大行程位移台(2)；第一压变片(10)的一端和第二压变片(11)的一端均连接大行程位移台(2)的移动台。3.根据权利要求2所述的基于压电原理的高精度微夹持器，其特征在于，定位机构还包括X轴位移台(4)、Y轴位移台(5)和Z轴位移台(7)；X轴位移台(4)固定在大行程位移台(2)的移动台上，X轴位移台(4)的移动台能够沿X轴方向移动；Y轴位移台(5)固定在X轴位移台(4)的移动台上，Y轴位移台(5)的移动台能够沿Y轴方向移动；Z轴位移台(7)固定在Y轴位移台(5)的移动台上，Z轴位移台(7)的移动台能够沿Z轴方向移动；第一压变片(10)的一端连接Z轴位移台(7)的移动台。4.根据权利要求3所述的基于压电原理的高精度微夹持器，其特征在于，还包括第一支撑臂(14)和第二支撑臂(15)，第一压变片(10)的一端固定连接在第一支撑臂(14)上，第一支撑臂(14)固定连接在Z轴位移台(7)的移动台上；第二压变片(11)的一端固定连接在第二支撑臂(15)上，第二支撑臂(15)固定连接在大...

【专利技术属性】
技术研发人员：常博，刘恒，王政杰，朱朝飞，胡永帅，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61