CN108000486B - 三自由度柔顺压电微夹持器 - Google Patents
三自由度柔顺压电微夹持器 Download PDFInfo
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Abstract
基于柔性铰链放大的压电微夹钳，具有底座，底座上有至少三个单自由度夹持单元，单自由度夹持单元等角度均匀分布，每个单自由度夹持单元由各自的连接板固定于底座；每个单自由度夹持单元包含机架和机架上的三级放大机构，三级放大机构依次串联，第一级放大机构连接压电叠堆驱动器，第三级放大机构的输出件上固定夹头。压电叠堆驱动器形变产生的力依次经过三级放大机构，最后输出到夹头，三个夹头共同作用夹紧待夹持件。本发明具有能够既能实现微夹器的大夹持范围，又能产生纯平动输出且集成夹持力和位置检测的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种三自由度、纯平动输出的柔顺压电微夹持器。
技术背景
作为连接宏观系统与微观系统的关键部件，微夹持器在微操作与微装配技术领域中起着至关重要的作用，微夹持器被用来实现夹持、保持和释放等微操作任务，例如细胞的移动与排列、微小零件组装以及光纤对接等。
与形状记忆合金驱动、真空驱动、静电梳齿驱动、热驱动和电磁驱动等相比，压电驱动因具有分辨率高、驱动力大、响应速度快和动态特性好等优点，而广泛应用在各种高精度微夹持器中。另一方面，对于许多微操作任务和微装配任务，被操作物体往往在外形上不规则，在尺寸上横跨微米级到毫米级。在使用微夹持器对这类不规则、易碎且跨尺度的被操作物体进行操作时，被操作物体和夹头均易受到沿需微夹持器中轴方向的分力而产生相对滑移，影响微操作过程的精度和效率，也更容易损坏被操作对象。因此，微夹持器需要具有纯平动输出、高分辨率和大行程。此外，为了更好地解决微操作和微装配问题，也需要对微夹持器的夹持力和位置进行在线监测，并进行反馈控制。现有的压电微夹持器通常采用单级或两级位移放大机构，微夹持器夹持范围有限。同时，微夹持器末端也往往是转动输出或者经过单边平行四边形机构进行近似平动输出，平动效果也有限。而对微夹持器末端夹持力的检测也是采用粘贴单个应变片在末端柔性夹持臂根部的方式，检测时也会进一步加剧对被操作物体的偏转。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供了一种能够既能实现微夹器的大夹持范围，又能产生纯平动输出且集成夹持力和位置检测的三自由度柔顺压电微夹持器。
基于柔性铰链放大的压电微夹钳，具有底座，底座上有至少三个单自由度夹持单元，单自由度夹持单元等角度均匀分布，每个单自由度夹持单元由各自的连接板固定于底座；
每个单自由度夹持单元包含机架和机架上的三级放大机构，三级放大机构依次串联，第一级放大机构连接压电叠堆驱动器，第三级放大机构的输出件上固定夹头。压电叠堆驱动器形变产生的力依次经过三级放大机构，最后输出到夹头，三个夹头共同作用夹紧待夹持件。底座固定在宏动平台上，宏动平台以毫米/厘米级移动。
进一步，第一级放大机构为复合桥式机构，复合桥式机构包括纵向设置的一对的支撑臂和横向设置的至少一组第一导向放大杆组件与至少一组第二导向放大杆组件；支撑臂之间设置压电叠堆驱动器，压电叠堆驱动器在横向伸缩形变；
第一导向放大杆组件和第二导向放大杆组件分别由各自的左侧杆，中间杆和右侧杆组成；左侧杆和右侧杆分别一端与中间杆铰接；另一端与支撑臂铰接；中间杆远离压电叠堆驱动器使左侧杆和右侧杆倾斜，中间杆与压电叠堆驱动器平行；第一导向放大杆组件的中间杆与机架固定，第二导向放大杆组件的中间杆作为第一级放大机构的输出件。
进一步，第二导向放大组件的左侧杆与中间杆的铰链上、右侧杆与中间杆的铰链上分别设位置检测应变片。位置检测应变片的输出电压记为U1，U1＝ky，y为夹头的位移，k为比例系数。在本发明使用前需要先校准获得比例系数k。具体做法是：先用电容或者激光位移传感器检测出当前夹头的位移y0，位置检测应变片的输出电压U1，即可得到
进一步，左侧杆，中间杆和右侧杆三者等尺寸，左侧杆与右侧杆对称，左侧杆，中间杆和右侧杆的总长度大于两个支撑臂之间的距离。因此左侧杆，中间杆和右侧杆设置在两个支撑臂之间时呈中间高两边低的拱桥状。
当压电叠堆驱动器沿横向伸长时，左侧杆和右侧杆的外端跟随各自连接的支撑臂向外，左侧杆和右侧杆的内端带着中间杆向靠近压电叠堆驱动器的方向运动。左侧杆和右侧杆相当于杠杆，导向放大杆在横向方向的投影尺寸大于在纵向方向的投影尺寸时，对压电叠堆驱动器的形变量进行第一次放大。
进一步，第一导向放大杆组件有两组，且两组第一导向放大杆组件平行；第二导向放大杆组件有两组，且两组第二导向放大杆组件平行；两组第一导向放大杆组件的中间杆固连并与机架固定，两组第二导向放大杆组件的中间杆固连后作为第一级放大机构的输出件。
进一步，第二级放大机构为杠杆机构，杠杆机构由主动杆部和从动杆部组成，主动杆和从动杆交界处设置支点，支点与机架固定；主动杆的长度小于从动杆的长度，从动杆作为第二级放大机构的输出件；主动杆通过连接杆与第一级放大机构的输出件连接，连接杆一端与主动杆铰接，另一端与第一级放大机构的输出件铰接。从动杆的长度大于主动杆的长度，实现对驱动力的第二次放大。
进一步，主动杆和从动杆连成折线。即杠杆呈L形或√形。杠杆机构如此设置既可以缩小单自由度夹持单元的长度，又便于与第三级放大机构连接。
进一步，第三级放大机构为双摇杆机构，杠杆机构的从动杆作为双摇杆机构的主动摇杆，双摇杆机构的连架杆作为第三级放大机构的输出杆，夹头设置于连架杆的自由端。连架杆上主动摇杆铰接点与从动摇杆铰接点之间的距离小于从动摇杆铰接点到自由端的距离，连架杆形成杠杆，实现对驱动力的第三次放大。
进一步，连架杆的自由端设有一排齿条；机架上设有柔性臂杆和止推爪，柔性臂杆一端固定在机架上，另一端为自由端，止推爪固定于自由端，柔性臂杆上有压电弯曲致动器，压电弯曲致动器使止推爪处于第一位置时，止推爪远离齿条；压电弯曲致动器使止推爪处于第二位置时，止推爪插入齿条内；齿条，柔性臂杆，止推爪和压电弯曲致动器组成钳位机构。
压电弯曲制动器得电时，使柔性臂杆向远离齿条的方向摆动，止推爪到达第一位置，止推爪远离齿条。压电完全制动器失电时，柔性臂杆恢复形变，止推爪插入齿条内，将连架杆的位置锁定，则夹头的位置被锁定。
进一步，连架杆与夹头之间设有夹持力检测应变片，夹持力检测应变片一端与夹头固定，另一端与连架杆铰接。夹持力检测应变片的输出电压记为U2，U2＝KF，F表示夹头的夹持力，K表示比例常数。获得比例系数K的方法是：先用力传感器检测出当前夹头的夹持力F0，获取此时夹持力检测应变片的输出电压U2，即可得到
进一步，机架、复合桥式机构、杠杆机构、平动连杆机构、钳位机构和力检测机构经线切割获得；机架、第一导向放大杆组件、竖直支撑杆、第二导向放大杆组件、连杆和和杠杆机构的主动杆之间为第一切割缝隙，机架、第一导向放大杆组件和第二切割缝隙，第二切割缝隙不闭合，第一导向放大杆组件的左侧杆、右侧杆、中间杆和支撑臂之间为第三切割缝隙，第三切割缝隙有一对；第一导向放大杆组件、支撑臂、输出杆、第二导向放大杆组件和机架立柱之间为第四切割缝隙，第四切割区域与压电叠堆驱动器间隙配合，两个第二导向放大杆组件、输出杆和支撑臂之间为第五切割缝隙，复合桥式机构的输出杆、第二导向放大杆组件、连杆和杠杆机构的从动杆之间为第六切割缝隙，，机架、杠杆机构从动杆和平动连杆机构的摇杆之间为第七切割缝隙，机架、平动连杆机构的摇杆、连架杆和钳位机构之间的为第八切割缝隙，力检测机构中间为第九切割缝隙；第一导向放大杆组件与机架之间的铰链、第一导向放大杆组件与支撑臂之间的铰链、输出杆与第二导向放大杆组件内端的铰链、输出杆与连杆的铰链、连杆与杠杆机构的主动杆的铰链、主动杆与机架的铰链、平动放大机构中摇杆与机架的铰链、摇杆与连架杆的铰链、连架杆与从动杆的铰链、连架杆与力检测机构的铰链均为双切口直圆型柔性铰链，复合桥式机构的第一导向放大杆组件的外端与支撑臂的铰链为叶型柔性铰链。
进一步，杠杆机构切割后呈Z形。
进一步，连架杆呈L形。
进一步，杠杆机构从动杆与连架杆的铰链、摇杆与连架杆的铰链和连架杆与力检测机构的铰链在一条直线上。
进一步，力检测机构呈回字形，夹持力检测应变片粘接固定于力检测机构中第九切割缝隙上。
进一步，位置检测应变片和夹持力检测应变片分别组成桥接电路，并通过应变放大器放大后，由A/D口通过PCI板卡传输到工控机上，工控机计算获得夹头的位移和夹持力。
进一步，夹头与力检测机构外侧通过胶粘或者焊接固联，夹头具有与力检测机构接触的安装部和夹持微操作对象的夹持面。
本发明在使用时，先使宏动平台移动到微操作对象的初始位置，再对压电弯曲致动器通过功率放大器放大后的电压，压电弯曲致动器伸长带动钳位机构的柔性臂杆逆时针方向弯曲，从而带动止推爪偏转；对压电叠堆驱动器施加通过功率放大器放大后的电压，压电叠堆驱动器伸长，压电叠堆驱动器将复合桥式机构的支撑臂向外推，第一导向放大杆和第二导向放大杆带动输出杆沿垂直方向向下运动，从而通过连接杆带动杠杆机构主动杆逆时针运动，进而带动杠杆机构从动杆逆时针运动，最终带动连架杆沿水平方向向外运动，带动夹头“夹持”被操作对象；同时，对压电弯曲致动器进行断电，钳位机构断电并且止推爪与齿条摩擦接触，然后对压电叠堆致动器断电，靠限位机构实现对被操作对象当前位姿的“保持”；宏动平台再次运动，带动微夹持器运动到目标位置，再次对压电弯曲致动器通过功率放大器放大后的电压，压电弯曲致动器伸长带动钳位机构的柔性臂杆逆时针方向弯曲，从而带动止推爪偏转，复合桥式放大机构、杠杆机构和双摇杆机构复位，带动齿条回到初始位置，实现对被操作对象的“释放”操作。双摇杆机构的以连架杆作为输出件，保证了微夹持器的纯平动输出。
本发明的优点在于：1.通过复合桥式机构、杠杆机构和双摇杆机构对压电叠堆驱动器的输出位移进行三级放大与导向，保证了微夹持器的纯平动输入与输出，并使得微夹持器具有大的夹持范围。
2.放大机构采用柔性铰链，并通过线切割加工而成，具有体积小、无机械摩擦、导向精度高、加工精度易于保证的优点。
3.集成了位置和夹持力检测，便于对微小易碎零件或者细胞等进行微操作。
4.三个夹持臂分别驱动，微夹持器具有更多的自由度，更易对复杂装配任务进行操作。微夹持器输出端具有钳位机构，使得微夹持器不需对压电叠堆致动器施加电压即可实现对被操作对象的“保持”操作，微夹持器控制更为方便，且避免了控制电压波动而导致的被操作对象的损坏。
5.重量轻、操作方便，适用于微操作机器人系统和微机电系统。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是柔性铰链机构结构示意图。
图3是钳位机构和力检测机构示意图。
图4是柔性铰链机构运动示意图。
图5是钳位过程示意图。
图6是本发明控制结构示意图。
图7是夹头结构示意图。
具体实施方式
参照附图，进一步说明本发明：
如图1所示，基于柔性铰链放大的压电微夹钳，包括底座1，均匀分布且固连于底座1上的三个连接板2，固连于每个连接板2上的单自由度微夹持机构3，压电叠堆驱动器9，压电叠堆驱动器的预紧螺钉，压电弯曲致动器5，力检测机构和安装于力检测机构末端的夹头8；单自由度微夹持机构将压电叠堆驱动器9的形变转换为夹头8的位移并对微夹持器的输出进行钳位保持，单自由度微夹持机构3包括机架31，复合桥式机构，杠杆机构36，双摇杆机构和钳位机构；机架31上设置有三个立柱，复合桥式机构固连于中间立柱上，压电叠堆驱动器9位于间，压电叠堆驱动器的形变作为复合桥式机构的驱动力；复合桥式机构包括在压电叠堆驱动器9两侧对称设置的一对支撑臂33，两对第一导向放大杆321与322，两对第二导向放大杆341与342和输出杆351；支撑臂33和第一导向放大杆321与322、第二导向放大杆341与342之间铰接，第一导向放大杆321上的固定端与机架31上的中间立柱铰接，输出杆351一端与第二导向放大杆341与342铰接，另一端与连接杆352铰接；杠杆机构36包含主动杆，支撑铰链E和从动杆，主动杆一端与机架31延伸段相铰接，另一端与连接杆352铰接，从动杆一端与机架31铰接，另一端与双摇杆机构铰接；双摇杆机构包含摇杆37和连架杆39，摇杆37一端与机架31铰接，另一端与连架杆39铰接，连架杆39与杠杆机构36的从动杆，摇杆37和力检测机构铰接；钳位机构包含齿条391和止推爪382，止推爪382通过柔性臂杆381与机架31连接，齿条391在双摇杆机构的连架杆39的输出末端；力检测机构与连架杆39铰接。第二导向放大杆341与342与支撑臂33之间的铰链B3与B4上贴有位置检测应变片4，位置检测应变片4的输出电压U1＝ky，y为夹头8的位移，k为比例系数；力检测机构上设有夹持力检测应变片6，夹持力检测应变片6的输出电压U2＝KF，F为夹头8上的夹持力，K为比例系数。
本发明在使用前，需要先校准获得比例系数k。具体做法是：先用电容或者激光位移传感器检测出当前夹头8的位移y0，获得此时位置检测应变片4的输出电压U1，即可得到获得比例系数K的做法是：先用力传感器检测出当前夹头8的夹持力F0，获取此时夹持力检测应变片6的输出电压U2，即可得到/>
如图2所示，机架31、复合桥式机构、杠杆机构36、双摇杆机构、钳位机构和力检测机构经线切割获得，机架31、第一导向放大杆321、支撑臂33、第二导向放大杆342、连接杆352和和杠杆机构36的主动杆之间为第一切割缝隙301，机架31、第一导向放大杆321和支撑臂33之间为第二切割缝隙，第二切割缝隙不闭合，第一导向放大杆321与322、机架31中间立柱和支撑臂33之间为第三切割缝隙303，第一导向放大杆322、支撑臂33、输出杆351、第二导向放大杆341和机架31立柱之间为第四切割缝隙304，第四切割缝隙304与压电叠堆驱动器9间隙配合，两个第二导向放大杆341与342、输出杆351和支撑臂33之间为第五切割缝隙305，复合桥式机构的输出杆351、第二导向放大杆342、连接杆352和杠杆机构36的从动杆之间为第六切割缝隙306，第六切割缝隙306不闭合，机架31、杠杆机构36从动杆和双摇杆机构的摇杆37之间为第七切割缝隙307，机架31、双摇杆机构的摇杆37、连架杆39和钳位机构之间为第八切割缝隙308，力检测机构中间为第九切割缝隙309；第一导向放大杆321、322与机架31之间的铰链A1与A2、第一导向放大杆321、322与支撑臂33之间的铰链B1与B2、输出杆351与第二导向放大杆341与342内端的铰链A3与A4、输出杆351与连接杆352的铰链C、连接杆352与杠杆机构36的主动杆的铰链D、主动杆与机架31的铰链E、平动放大机构中摇杆37与机架31的铰链F、摇杆37与连架杆39的铰链H、连架杆39与从动杆的铰链G、连架杆39与力检测机构的铰链I均为双切口直圆型柔性铰链，复合桥式机构的第一导向放大杆341与342的外端与支撑臂33的铰链B3与B4为叶型柔性铰链。
的第一导向放大杆321与322、第二导向放大杆341与342在水平方向的投影尺寸大于在竖直方向的投影尺寸。
位置检测应变片4粘接固定于第一导向放大杆341与342内端与输出杆351之间的叶型柔性铰链B3与B4上。
机架31呈单边切开的口形。
如图2所示，杠杆机构36呈Z形，从杠杆机构36与连接杆352的铰链D到杠杆机构36与机架31的支撑铰链E的直线作为主动杆，以支撑铰链E到杠杆机构与连架杆39的铰链G的直线作为从动杆，从动杆的长度大于主动杆长度。
连架杆39呈L形，杠杆机构36与连架杆39的铰链G、摇杆37与连架杆39的铰链H和连架杆39与力检测机构的铰链I在一条直线上，铰链G到铰链H的直线距离小于铰链H到铰链I的直线距离。力检测机构呈回字形，夹持力检测应变片6粘接固定于力检测机构中第九切割缝隙309上。
位置检测应变片4和夹持力检测应变片6分别组成桥接电路，并通过应变放大器放大后，由A/D口通过多通道数据卡传输到工控机上，工控机计算获得夹头8的位移和夹持力。
机架31通过连接板2与底座1相连，连接板呈L型，底座固定在宏动平台上，宏动平台以毫米/厘米级移动。
夹头8与力检测机构外侧通过胶粘或者焊接固联，夹头8具有与力检测机构接触的安装部81和夹持微操作对象7的夹持面82，如图7所示。
本发明在使用时，先使宏动平台移动到微操作对象7的初始位置，再对压电弯曲致动器5通过功率放大器放大后的电压，压电弯曲致动器5伸长带动钳位机构的柔性臂杆381逆时针方向弯曲，从而带动止推爪382偏转；对压电叠堆驱动器9施加通过功率放大器放大后的电压，压电叠堆驱动器9伸长，压电叠堆驱动器9将复合桥式机构的支撑臂33向外推，第一导向放大杆321与322和第二导向放大杆341与342带动输出杆351沿垂直方向向下运动，从而通过连接杆352带动杠杆机构36主动杆逆时针运动，进而带动杠杆机构36从动杆逆时针运动，最终带动连架杆39沿水平方向向外运动，带动夹头8“夹持”被操作对象7；同时，对压电弯曲致动器6进行断电，钳位机构断电并且止推爪与齿条391摩擦接触，然后对压电叠堆致动器9断电，靠限位机构实现对被操作对象7当前位姿的“保持”；宏动平台再次运动，带动微夹持器运动到目标位置，再次对压电弯曲致动器5通过功率放大器放大后的电压，压电弯曲致动器5伸长带动钳位机构的柔性臂杆381逆时针方向弯曲，从而带动止推爪382偏转，复合桥式放大机构、杠杆机构36和双摇杆机构复位，带动齿条391回到初始位置，实现对被操作对象7的“释放”操作。
由此可知，复合桥式放大机构作为第一级放大机构和平动输入导向机构，当第一导向放大杆的做侧杆322和右侧杆321、第二导向放大杆的左侧杆342和右侧杆341在横向的投影尺寸大于在纵向的投影尺寸时，对压电叠堆驱动器9的形变量进行第一次放大，而两层桥式机构的复合则保证了输入位移的平动；杠杆机构36作为第二级放大机构，当杠杆机构36的从动杆尺寸大于主动杆的尺寸时，对压电叠堆驱动器9的形变量进行第二级放大；双摇杆机构作为第三级放大和导向机构，当连架杆39延伸段的尺寸大于连架杆不含延伸段的尺寸时，对压电叠堆驱动器9的形变量进行第三次放大，杠杆机构36从动杆与连架杆39的铰链G、摇杆37与连架杆39的铰链H和连架杆39与力检测机构的铰链I在一条直线上，则保证了微夹持器的纯平动输出。
位置检测应变片6和夹持力检测应变片5分别组成桥接电路，并通过应变放大器放大后，由A/D口通过PCI板卡传输到工控机上，工控机计算获得夹头4的位移和夹持力，从而实现对微夹钳位置和夹持力的检测，如图6所示。
本发明的优点在于：
1.通过复合桥式机构、杠杆机构和四杆机构对压电叠堆驱动器的输出位移进行三级放大与导向，保证了微夹持器的纯平动输入与输出，并使得微夹持器具有大的夹持范围。
2.放大机构采用柔性铰链，并通过线切割加工而成，具有体积小、无机械摩擦、导向精度高、加工精度易于保证的优点。
3.集成了位置和夹持力检测，便于对微小易碎零件或者细胞等进行微操作。
4.三个夹持臂分别驱动，微夹持器具有更多的自由度，更易对复杂装配任务进行操作。微夹持器输出端具有钳位机构，使得微夹持器不需对压电叠堆致动器施加电压即可实现对被操作对象的“保持”操作，微夹持器控制更为方便，且避免了控制电压波动而导致的被操作对象的损坏。
5.重量轻、操作方便，适用于微操作机器人系统和微机电系统。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
Claims (8)
1.基于柔性铰链放大的压电微夹钳，具有底座，其特征在于：底座上有至少三个单自由度夹持单元，单自由度夹持单元等角度均匀分布，每个单自由度夹持单元由各自的连接板固定于底座；
每个单自由度夹持单元包含机架和机架上的三级放大机构，三级放大机构依次串联，第一级放大机构连接压电叠堆驱动器，第三级放大机构的输出件上固定夹头；
第一级放大机构为复合桥式机构，复合桥式机构包括纵向设置的一对的支撑臂和横向设置的至少一组第一导向放大杆组件与至少一组第二导向放大杆组件；支撑臂之间设置压电叠堆驱动器，压电叠堆驱动器在横向伸缩形变；
第一导向放大杆组件和第二导向放大杆组件分别由各自的左侧杆，中间杆和右侧杆组成；左侧杆和右侧杆分别一端与中间杆铰接；另一端与支撑臂铰接；中间杆远离压电叠堆驱动器使左侧杆和右侧杆倾斜，中间杆与压电叠堆驱动器平行；第一导向放大杆组件的中间杆与机架固定，第二导向放大杆组件的中间杆作为第一级放大机构的输出件；
左侧杆，中间杆和右侧杆三者等尺寸，左侧杆与右侧杆对称，左侧杆，中间杆和右侧杆的总长度大于两个支撑臂之间的距离。
2.如权利要求1所述的基于柔性铰链放大的压电微夹钳，其特征在于：第二导向放大组件的左侧杆与中间杆的铰链上、右侧杆与中间杆的铰链上分别设位置检测应变片。
3.如权利要求1所述的基于柔性铰链放大的压电微夹钳，其特征在于：第一导向放大杆组件有两组，且两组第一导向放大杆组件平行；第二导向放大杆组件有两组，且两组第二导向放大杆组件平行；两组第一导向放大杆组件的中间杆固连并与机架固定，两组第二导向放大杆组件的中间杆固连后作为第一级放大机构的输出件。
4.如权利要求3所述的基于柔性铰链放大的压电微夹钳，其特征在于：第二级放大机构为杠杆机构，杠杆机构由主动杆部和从动杆部组成，主动杆和从动杆交界处设置支点，支点与机架固定；主动杆的长度小于从动杆的长度，从动杆作为第二级放大机构的输出件；主动杆通过连接杆与第一级放大机构的输出件连接，连接杆一端与主动杆铰接，另一端与第一级放大机构的输出件铰接。
5.如权利要求4所述的基于柔性铰链放大的压电微夹钳，其特征在于：第三级放大机构为双摇杆机构，杠杆机构的从动杆作为双摇杆机构的主动摇杆，双摇杆机构的连架杆作为第三级放大机构的输出杆，夹头设置于连架杆的自由端。
6.如权利要求1-5之一所述的基于柔性铰链放大的压电微夹钳，其特征在于：连架杆的自由端设有一排齿条；机架上设有柔性臂杆和止推爪，柔性臂杆一端固定在机架上，另一端为自由端，止推爪固定于自由端，柔性臂杆上有压电弯曲致动器，压电弯曲致动器使止推爪处于第一位置时，止推爪远离齿条；压电弯曲致动器使止推爪处于第二位置时，止推爪插入齿条内；齿条，柔性臂杆，止推爪和压电弯曲致动器组成钳位机构。
7.如权利要求6所述的基于柔性铰链放大的压电微夹钳，其特征在于：连架杆与夹头之间设有夹持力检测应变片，夹持力检测应变片一端与夹头固定，另一端与连架杆铰接。
8.如权利要求7所述的基于柔性铰链放大的压电微夹钳，其特征在于：机架、复合桥式机构、杠杆机构、平动连杆机构、钳位机构和力检测机构经线切割获得；机架、第一导向放大杆组件、竖直支撑杆、第二导向放大杆组件、连杆和杠杆机构的主动杆之间为第一切割缝隙，机架、第一导向放大杆组件和第二切割缝隙，第二切割缝隙不闭合，第一导向放大杆组件的左侧杆、右侧杆、中间杆和支撑臂之间为第三切割缝隙，第三切割缝隙有一对；第一导向放大杆组件、支撑臂、输出杆、第二导向放大杆组件和机架立柱之间为第四切割缝隙，第四切割区域与压电叠堆驱动器间隙配合，两个第二导向放大杆组件、输出杆和支撑臂之间为第五切割缝隙，复合桥式机构的输出杆、第二导向放大杆组件、连杆和杠杆机构的从动杆之间为第六切割缝隙，机架、杠杆机构从动杆和平动连杆机构的摇杆之间为第七切割缝隙，机架、平动连杆机构的摇杆、连架杆和钳位机构之间的为第八切割缝隙，力检测机构中间为第九切割缝隙；第一导向放大杆组件与机架之间的铰链、第一导向放大杆组件与支撑臂之间的铰链、输出杆与第二导向放大杆组件内端的铰链、输出杆与连杆的铰链、连杆与杠杆机构的主动杆的铰链、主动杆与机架的铰链、平动放大机构中摇杆与机架的铰链、摇杆与连架杆的铰链、连架杆与从动杆的铰链、连架杆与力检测机构的铰链均为双切口直圆型柔性铰链，复合桥式机构的第一导向放大杆组件的外端与支撑臂的铰链为叶型柔性铰链。
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