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一种连续两行程两级常力输出微夹钳及控制方法技术

技术编号:26156231 阅读:37 留言:0更新日期:2020-10-31 12:14
本发明专利技术提供了一种连续两行程两级常力输出微夹钳及控制方法,该夹钳属于柔顺一体化机构。其中,常力机构由四组双稳态负刚度梁与杠杆部分组成。两级常力机构的原理是通过四组双稳态负刚度梁的参数设计得到两级负刚度曲线,再并联杠杆部分,实现正刚度补偿,从而得到连续两级零刚度曲线。微夹钳可分别在两段有效行程内输出两级恒定的夹持力。本发明专利技术具有多尺寸适应性、体积小、无摩擦、免装配、运动灵敏度高等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种连续两行程两级常力输出微夹钳及控制方法
本专利技术涉及微操作的
,尤其涉及一种连续两行程两级常力输出微夹钳及控制方法。
技术介绍
微操作是指对特征尺寸在微米量级(1μm~1mm)的对象进行操作和处理。微操作系统的主要功能包括微夹持、微注射、微操纵、微加工、微装配等,被广泛应用在航空航天、生物医学工程、纳米制造、精密光学仪器等国防和民用领域。微夹钳是微操作技术的关键末端执行器,在操作过程中,需同时满足特定范围的行程和夹持力,保证一定的柔顺性,以免操作对象损坏或松脱。实现夹持过程中力、位移的精密控制可以采用力、位移传感器-控制器系统并结合自动控制算法对接触力进行检测和控制,但这会增加夹持器的尺寸和结构复杂性,并且,由于操作对象所需的夹持力通常很小,信号处理的难度很大。常力机构利用屈曲双稳机构的负刚度效应,可以在一定的变形范围内提供近似恒定的输出力,对操作对象的安全性和可靠性有着重要的影响。相比于前者,基于常力机构的微夹钳一方面通过一体化加工减小结构整体尺寸,避免为集成力传感器预留位置;另一方面无需复杂的控制算法,降低硬件成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续两行程两级常力输出微夹钳,其特征在于,包括双稳态负刚度梁A、双稳态负刚度梁B、双稳态负刚度梁C、双稳态负刚度梁D,梭杆a、梭杆b,杠杆,夹爪和基座:所述双稳态负刚度梁A、双稳态负刚度梁B一端同时与连接梭杆a连接,另一端同时与基座连接;所述双稳态负刚度梁C、稳态负刚度梁D一端同时与梭杆b连接,另一端同时与基座连接,所述梭杆a始端连接致动器,末端连接杠杆,所述梭杆b始端连接杠杆,末端为夹爪,致动器的输入位移传递到梭杆a,经由杠杆部分被放大再传递到梭杆b至夹爪。/n

【技术特征摘要】
1.一种连续两行程两级常力输出微夹钳,其特征在于,包括双稳态负刚度梁A、双稳态负刚度梁B、双稳态负刚度梁C、双稳态负刚度梁D,梭杆a、梭杆b,杠杆,夹爪和基座:所述双稳态负刚度梁A、双稳态负刚度梁B一端同时与连接梭杆a连接,另一端同时与基座连接;所述双稳态负刚度梁C、稳态负刚度梁D一端同时与梭杆b连接,另一端同时与基座连接,所述梭杆a始端连接致动器,末端连接杠杆,所述梭杆b始端连接杠杆,末端为夹爪,致动器的输入位移传递到梭杆a,经由杠杆部分被放大再传递到梭杆b至夹爪。


2.根据权利要求1所述的连续两行程两级常力输出微夹钳,其特征在于,夹爪包括可移动的梭杆b末端和不可移动的基座末端;所述梭杆b与杠杆部分,即基于柔性铰链的伪四杆机构连接,连接杆的平行端与基座连接,因此夹爪表现出平行夹持的特点,可靠性良好。


3.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员:凌杰肖晓晖叶婷婷冯朝明敏邱灿程
申请(专利权)人:武汉大学
类型:发明
国别省市:湖北;42

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