气囊与夹爪一体式微夹持器制造技术

本发明专利技术公开了一种气囊与夹爪一体式微夹持器，包括承载座和驱动夹持机构，驱动夹持机构包括相对设置的两个驱动夹持组件，每个驱动夹持组件包括一端设置于承载座上的主气囊、一体成型于主气囊的另一端的夹爪，每个主气囊均与承载座相连通，通过两个主气囊充气或放气带动两个夹爪张开或闭合。本发明专利技术的主气囊与夹爪一体成型，提高主气囊与夹爪之间连接的稳固性，打印良品率高；减少两个夹爪末端之间的对准偏差，使得两个夹爪的末端对准好，夹持稳定性好；主气囊与夹爪在同一延长线上，结构非常紧凑，便于在狭小空间操作；能在溶液中操作；本发明专利技术整体尺寸在毫米左右，张合量分辨率能达到亚微米，夹持精度高，能够实现对生物微结构的精细操作。精细操作。精细操作。

【技术实现步骤摘要】
气囊与夹爪一体式微夹持器


[0001]本专利技术涉及微操作
，尤其涉及一种气囊与夹爪一体式微夹持器。

技术介绍

[0002]微夹持器是在微操作或者微装配过程中直接与被夹持对象接触，其性能好坏直接影响到操作或装配质量和效率。现有静电驱动微夹持器、形状记忆合金驱动微夹持器、压电驱动微夹持器、电热驱动微夹持器、电磁驱动微夹持器以及流体驱动微夹持器。静电驱动产生令人满意的输出力，但在富含离子的液体中难以操作。形状记忆合金驱动虽然产生高力和位移，但由于与微器件的高表面体积比相关的热损失使得在液体环境中存在问题，这可能会损坏生物环境。而且形状记忆合金的位移由于其热机械非线性而难以控制。压电驱动提供高速和良好的运动分辨率，但位移输出是有限的，并且所需的施加电压会损坏生物系统。电热驱动能提供大的输出力但钳口温度易受驱动器影响从而对生物环境造成影响。由于磁场的不利结构，电磁驱动微夹持器具有较低的输出力，并且由于导电材料的热耗散和漏电的可能性，其性能也受到限制。此外电磁场可能对来自细胞和类器官的非常微弱的电生理信号(在皮安范围内)产生干扰影响。
[0003]现有虽然存在一些气动的柔性机械手，但是其体积很大，无法实现微型化。就算其结构在等比例缩小后，由于其结构布局的限制，在制作过程中容易存在气囊破裂、夹爪断裂或气道堵塞等多重问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术不足，本专利技术的目的在于提供一种气囊与夹爪一体式微夹持器。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术一实施例提供的技术方案如下：r/>[0006]一种气囊与夹爪一体式微夹持器，包括承载座和驱动夹持机构，所述驱动夹持机构包括相对设置的两个驱动夹持组件，每个所述驱动夹持组件包括一端设置于所述承载座上的主气囊、一体成型于所述主气囊的另一端的夹爪，每个所述主气囊均与所述承载座相连通，通过两个所述主气囊充气或放气带动两个所述夹爪张开或闭合。
[0007]作为本专利技术的进一步改进，所述主气囊的壁厚越小，所述主气囊的两相对内侧壁之间的间距、两个所述主气囊之间的间距均越大。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，所述主气囊的壁厚为15
‑
25μm，所述主气囊的两相对内侧壁之间的间距为65
‑
110μm，两个所述主气囊之间的间距为65
‑
90μm。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，所述主气囊具有第一侧部、与所述第一侧部相对的第二侧部，所述第一侧部的壁厚小于所述第二侧部的壁厚，所述第一侧部的壁厚为15
‑
25μm，所述第一侧部的内侧壁与所述第二侧部的内侧壁之间的间距为65
‑
110μm，相邻所述第一侧部之间的间距为65
‑
90μm。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述主气囊的横截面呈矩形。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，两个所述主气囊之间连通有第一通气部，所述第一通
气部延伸至所述承载座。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，两个所述主气囊之间连通有至少一个辅助气囊。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述辅助气囊与所述主气囊之间连通有第二通气部，所述第二通气部延伸至所述承载座。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述夹爪的末端中心设置有容纳腔，所述夹爪的末端开设有至少一个漏液通道，所述漏液通道与所述容纳腔相连通。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，所述承载座内设置有依次相连通的气道、缩径孔和安装孔，所述气道连通于所述主气囊。
[0016]本专利技术的有益效果是：
[0017](1)本专利技术的主气囊与夹爪一体成型，提高气囊与夹爪之间连接的稳固性，打印良品率高。
[0018](2)减少两个夹爪末端之间的对准偏差，使得两个夹爪的末端对准好，夹持稳定性好。
[0019](3)主气囊与夹爪在同一延长线上，结构非常紧凑，便于在狭小空间操作。
[0020](4)采用气动使气囊膨胀驱动夹爪张开，使用起来灵活方便，具有输出力大、驱动位移大、功率密度大、张合量分辨率高的优点。
[0021](5)采用气动驱动的微夹持器不仅能在溶液中操作，生物相容性也非常好，具有非常广阔的应用前景。
[0022](6)本专利技术整体尺寸在毫米左右，实现在尺寸较小的情况下能够达到一个较大的极限张合量，张合量分辨率能达到亚微米，夹持精度高，夹持对象在微米左右且夹持力达到14mN，能够实现对生物微结构的精细操作。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，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的附图。
[0024]图1为本专利技术的优选实施例一的结构示意图；
[0025]图2为本专利技术的优选实施例一的主视图；
[0026]图3为本专利技术的优选实施例一的侧视图；
[0027]图4为本专利技术的优选实施例一的竖向剖视图；
[0028]图5为本专利技术的优选实施例一的横向剖视图；
[0029]图6为本专利技术的优选实施例一的夹爪末端的结构示意图；
[0030]图7为本专利技术的优选实施例一的两个夹爪张开的结构示意图；
[0031]图8为本专利技术的优选实施例一的单个夹爪的总变形仿真图；
[0032]图9为本专利技术的优选实施例一的沿着X轴的变形仿真图；
[0033]图10为本专利技术的优选实施例一的等效弹性应变仿真图；
[0034]图11为本专利技术的优选实施例一的等效应力仿真图；
[0035]图12为本专利技术的优选实施例二的结构示意图；
[0036]图13为本专利技术的优选实施例二的主视图；
[0037]图14为本专利技术的优选实施例二的侧视图；
[0038]图15为本专利技术的优选实施例二的竖向剖视图；
[0039]图16为本专利技术的优选实施例二的横向剖视图；
[0040]图17为本专利技术的优选实施例二的两个夹爪张开的结构示意图；
[0041]图18为本专利技术的优选实施例二的显微镜下的两个夹爪的闭合和张开状态图；
[0042]图19为本专利技术的优选实施例二的显微镜下的两个夹爪夹持并分拣ICR小鼠活体卵母细胞的状态图；
[0043]图20为本专利技术的优选实施例二的单个夹爪的总变形仿真图；
[0044]图21为本专利技术的优选实施例二的沿着X轴的变形仿真图；
[0045]图22为本专利技术的优选实施例二的等效弹性应变仿真图；
[0046]图23为本专利技术的优选实施例二的等效应力仿真图。
具体实施方式
[0047]为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气囊与夹爪一体式微夹持器，其特征在于，包括承载座和驱动夹持机构，所述驱动夹持机构包括相对设置的两个驱动夹持组件，每个所述驱动夹持组件包括一端设置于所述承载座上的主气囊、一体成型于所述主气囊的另一端的夹爪，每个所述主气囊均与所述承载座相连通，通过两个所述主气囊充气或放气带动两个所述夹爪张开或闭合。2.根据权利要求1所述的气囊与夹爪一体式微夹持器，其特征在于，所述主气囊的壁厚越小，所述主气囊的两相对内侧壁之间的间距、两个所述主气囊之间的间距均越大。3.根据权利要求2所述的气囊与夹爪一体式微夹持器，其特征在于，所述主气囊的壁厚为15
‑
25μm，所述主气囊的两相对内侧壁之间的间距为65
‑
110μm，两个所述主气囊之间的间距为65
‑
90μm。4.根据权利要求3所述的气囊与夹爪一体式微夹持器，其特征在于，所述主气囊具有第一侧部、与所述第一侧部相对的第二侧部，所述第一侧部的壁厚小于所述第二侧部的壁厚，所述第一侧部的壁厚为15
‑
25μm，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵悦，武灏，陈立国，王阳俊，潘磊，朱易辰，庞焱，袁德涛，
申请(专利权)人：苏州迪纳精密设备有限公司，
类型：发明
国别省市：