CN207977906U - 位移操纵单元装置及功能平台系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种位移操纵单元装置，包含形变致动件与驱动变形结构；位移操纵单元装置，采用如下任一种方式：形变致动件上设置有通行孔与张合槽；通行孔沿形变致动件轴向方向延伸，多个所述张合槽中包含箝位槽与驱动槽；驱动变形结构驱动张合槽的两个槽壁面之间相互靠拢和/或远离；或者在驱动变形结构的驱动作用下，利用多个形变致动件所构成结构的可伸缩变形的特性，使得成对的形变致动件能够进行驱动或箝位。本实用新型还提供了一种包含上述位移操纵单元装置的功能平台系统。本实用新型结果简单，组成部件少，通过控制电磁铁实现在运动部动作的同时，箝位部能够起到箝位作用，从而具有良好的运动导向性与连续性，适用于不同的运动场合。

Description

位移操纵单元装置及功能平台系统

技术领域

本实用新型涉及生物医学操控系统、运动或加工制造操控领域，具体地，涉及一种紧凑结构简单电信号控制的直线位移操纵单元装置及整合多维运动操控或加工平台系统。

背景技术

近些年来，生物医学领域，微创技术的需求，或多维运动加工平台，都需要一种紧凑结构简单电信号控制的直线位移操纵单元装置及整合多维运动操控装置或平台系统。而目前这类系统多数为电机加速器为单元的整合系统，结构复杂，驱动效率和精度均存在问题。因此需要一种协同变形驱动的方法来实现紧凑结构下，微变形累积大变形，通知控制环节和信号简单的直接将变形转化成运动的新型装置。虽然基于材料变形可以研发高性能驱动运动装置。但是基于材料变形研制的运动装置，特别是对于单步累积大行程于东，由于没有性能匹配的结构简捷的变形与箝位协调机构，而使的这类变形驱动输出力和输出位移精度优势不能够得到充分发挥，致使这类电机不能用于实现紧凑结构的大行程驱动、传动功能。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种可实现直线位移操纵单元装置及整合多维运动操控和加工平台系统的装置。

根据本实用新型提供的位移操纵单元装置，包含形变致动件与驱动变形结构；

所述位移操纵单元装置，采用如下任一种方式：

所述形变致动件上设置有通行孔与张合槽；所述通行孔沿形变致动件轴向方向延伸，通行孔贯穿形变致动件沿轴向方向两个端面中的一个端面或全部两个端面；多个张合槽沿形变致动件轴向方向布置，多个所述张合槽中包含箝位槽与驱动槽；驱动变形结构驱动张合槽的两个槽壁面之间相互靠拢和/或远离；或者，

在驱动变形结构的驱动作用下，利用多个形变致动件所构成结构的可伸缩变形的特性，使得成对的形变致动件能够进行驱动或箝位。

优选地，张合槽与通行孔相互连通，所述箝位槽贯穿或不贯穿形变致动件的侧面；所述驱动槽贯穿形变致动件的侧面；

形变致动件包含运动部和/或箝位部；

箝位槽、驱动槽分别位于箝位部、运动部上；

槽口在形变致动件周向方向上的位置相反的两个驱动槽形成一个驱动组，运动部上设置有一个或多个驱动组。

优选地，还包含外壳与限位块；所述驱动变形结构包含驱动电磁体与动作磁体；

驱动电磁体安装在外壳上，动作磁体安装在形变致动件上；形变致动件通过所述限位块轴向固定在外壳上；动作磁体布置在张合槽的一侧或两侧。

优选地，外壳中安装有多个形变致动件；

多个所述形变致动件中包含有第一动向致动件与第二动向致动件；或者，多个所述形变致动件中包含有依次相连的第一箝位致动件、伸缩致动件以及第二箝位致动件；

多个形变致动件均配有独立的驱动电磁体；或者，多个形变致动件共用一个驱动电磁体。

优选地，通行孔在沿轴向延伸方向上内径存在变化；

第一箝位致动件和/或第二箝位致动件形成箝位致动件，所述动作磁体嵌入式安装在箝位致动件中；

箝位槽在径向延伸方向上位于箝位致动件外轮廓线之内，多个箝位槽在箝位致动件轴向方向上依次布置。

优选地，沿形变致动件轴向方向依次设置有第一箝位槽、第一驱动槽、第二驱动槽、第二箝位槽这四个张合槽；第一驱动槽与第二驱动槽构成所述驱动组；

动作磁体在第一箝位槽、第一驱动槽以及第二驱动槽处产生的磁极方向相同，动作磁体在第一箝位槽与第二箝位槽处产生的磁极方向相反。

优选地，所述动作磁体包含动作永磁体或动作电磁铁；或者，

动作磁体包含动作永磁体与动作电磁铁，动作电磁铁位于伸缩致动件在两个驱动槽之间的部分上；在伸缩致动件纵截面上，包含两个动作永磁体分布呈非对称磁力布置。

优选地，所述驱动变形结构包含以下任一种或任多种结构：

--压电材料件；

--形状记忆合金弹簧；

--热膨胀材料件；

--磁致伸缩材料件；

--静电电极板；

--液压膨胀体；

--气动膨胀体；

--磁流变液材料件；

驱动变形结构位于张合槽中以下任一个或任多个位置：

--靠近槽口的一端；

--靠近槽底面的一端；

--张合槽沿径向延伸方向的中部。

优选地，形变致动件上还设置有传感组件；

所述传感组件包含以下任一种或任多种结构：

--静电电极对；

--应变片；

--压阻材料件；

--导电碳纳米管；

--石墨烯件；

--光纤。

本实用新型还提供了一种功能平台系统，包含功能部与上述的位移操纵单元装置，功能部安装在运动件上；

运动件匹配安装在位移操纵单元装置的通行孔中；

箝位槽能够加持或释放运动件。

优选地，多个运动件通过张合槽的驱动变形形成由运动件构成的且发生结构变形的框架结构；或者所述功能部包括如下任一种部件：

-工作部；其中，工作部以共振方式振动、非共振方式振动或者不振动；

-测量部；

-能量传导部。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型结果简单，组成部件少，通过控制电磁铁实现在运动部动作的同时，箝位部能够起到箝位作用，从而具有良好的运动导向性与连续性，适用于不同的运动场合。

2、本实用新型通过电磁场对形变致动件进行驱动，避免了接触型机械驱动结构的复杂、灵活度不强的缺陷。

3、本实用新型通过对不同形变致动件的控制，可实现对自身结构或运动杆在多个方向上的驱动，且驱动力能够根据需要进行调节，另外通过箝位结构的设置，能够稳定地运行在小体积结构需求，负载体积比大的驱动、运动执行等场合中。

4、本实用新型能够应用于精密运动、以及机加工的磨削、光整处理、洁净处理、共振平移加工或运动实现等各种场合，通过多个部件组装可以形成复杂设备，多个复杂设备还可进一步组装联动，还能实现空间作业、立体多维加工、空间传运、多轴加工、手术操纵等功能。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为实施例1中第一动向致动件结构示意图；

图2为实施例1中第一动向致动件在驱动电磁铁通电后动作示意图；

图3为实施例1中第二动向致动件在驱动电磁铁通电后动作示意图；

图4为实施例2中第一动向致动件在驱动电磁铁通电后整体结构动作示意图；

图5为实施例2中第二动向致动件在驱动电磁铁通电后整体结构动作示意图；

图6为实施例3中本实用新型结构示意图；

图7为实施例4中动作磁体结构示意图；

图8为实施例4中优选结构示意图；

图9为实施例5中箝位致动件中通行孔沿一个方向倾斜时结构示意图；

图10为实施例5中箝位致动件中通行孔沿另一个方向倾斜时结构示意图；

图11为实施例6中本实用新型结构示意图；

图12为实施例7中伸缩致动件结构示意图；

图13为实施例8中张合槽中设置压电材料件结构示意图；

图14为实施例8中张合槽中设置热膨胀件结构示意图；

图15为实施例8中张合槽中设置磁致伸缩材料件结构示意图；

图16为实施例8中张合槽中设置静电电极板结构示意图；

图17为实施例8中增加传感组件后结构示意图；

图18为实施例8中张合槽中设置液压膨胀体后结构示意图；

图19为实施例8优选例中形变致动件为滑移杆组合体结构示意图；

图20为实施例8中滑移杆为椭球形时结构示意图；

图21为本实用新型第一种应用方式示意图；

图22为本实用新型第二种应用方式示意图；

图23为本实用新型第三种应用方式示意图；

图24为本实用新型第四种应用方式示意图；

图25为本实用新型第五种应用方式示意图；

图26为本实用新型第六种应用方式示意图；

图27为本实用新型第七种应用方式示意图；

图28为本实用新型第八种应用方式示意图；

图29为实施例9中本实用新型中配置刀具，刀具往返运动结构示意图；

图30为实施例9中本实用新型中刀具安装在运动杆上结构示意图；

图31为实施例9中本实用新型中刀具安装在形变致动件上结构示意图；

图32为实施例9中本实用新型中刀具安装在套筒中结构示意图；

图33为本实用新型中配置刀具后第一种应用方式示意图；

图34为本实用新型中配置刀具后第二种应用方式示意图；

图35为本实用新型中配置刀具后第三种应用方式示意图。

图中示出：

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

基本实施例：

本实用新型提供的位移操纵单元装置包含形变致动件100与驱动变形结构200，所述形变致动件100上设置有通行孔110与张合槽120，所述通行孔110沿形变致动件100 轴向方向延伸，并贯穿形变致动件100沿轴向方向两个端面中的一个端面或全部两个端面。张合槽120与通行孔110相互连通，包含多个张合槽120沿形变致动件100轴向方向布置，多个所述张合槽120中包含箝位槽121与驱动槽122，所述箝位槽121贯穿或不贯穿形变致动件100的侧面；所述驱动槽122贯穿形变致动件100的侧面。驱动变形结构200能够驱动张合槽120的两个槽壁面之间相互靠拢和/或远离。

实际应用中，所述通行孔110用于安装导轨301，张合槽120在驱动变形结构200 的驱动下，壁面相互靠拢或张开，进而使得通行孔110的内径产生减小的趋势。对于驱动槽122，在数量上采用成对设置的方式，槽口在形变致动件100周向方向上的位置相差180度的两个驱动槽122形成一个驱动组123，形变致动件100在一个驱动组123中两个驱动槽122对应的位置上的部分(定义为运动部131)产生类似弹簧拉伸或压缩时的产生形变，即在通行孔110径向方向的位移相互抵消，从而使得运动部131与导轨 301之间依然能够发生相对滑动；而形变致动件100在箝位槽121对应的位置上的部分 (定义为箝位部132)在通行孔110径向方向的位移无法被抵消，从而使得箝位部132 与导轨301之间的挤压力增大，摩擦力增大，从而限制箝位部132与导轨301之间的相对滑动，起到箝位作用。优选地，驱动变形结构200未加电时，导轨301与通行孔110 的孔壁之间可以是非接触的，驱动变形结构200由未加电到加电的过程中，导轨301与通行孔110的孔壁之间从有间隙变为无间隙。优选地，驱动变形结构200未加电时，导轨301与通行孔110的孔壁之间还可以是接触的，驱动变形结构200加电后，两者之间接触更加紧密。

优选地，所述导轨301也可以替换成运动杆302。对于导轨301，是指在空间位置上相对静止的一方，本实用新型提供的结构作为运动的一方沿导轨301运动；而对于运动杆302，则是指在空间位置上相对运动的一方，本实用新型提供的结构作为静止的一方驱动运动杆302运动。

以下对位移操纵单元装置基本实施例的各个优选例进行具体说明：

实施例1：

如图1所示，所述形变致动件100为具有弹性的结构，形变致动件100上设置有三个张合槽120，三个张合槽120均贯穿了形变致动件100的侧面。其中包含了两个驱动槽122与一个箝位槽121，两个所述驱动槽122构成所述驱动组123。所述驱动变形结构200包含驱动电磁铁210与动作磁体220，驱动电磁铁210安装在设置的外壳上，动作磁体220则直接安装在形变致动件100上，形变致动件100上位于两个驱动槽122之间的部分通过一限位块311轴向固定在外壳上。优选地，所述限位块311形状为环形。优选地，所述弹性的结构可以是弹簧，在弹簧上安装有由永磁体形成的动作磁体220

如图2、图3所示，动作磁体220为动作永磁体221，并紧固安装在形变致动件100 上通行孔110的内壁面上，在驱动电磁铁210产生的磁场的作用下，动作磁体220带动形变致动件100发生变形，张合槽120的两个槽壁面发生偏转并相互远离，运动部131 的轴向长度增大。通行孔110中安装有一运动杆302。如图2所示，所述箝位槽121位于驱动组123的右侧，箝位槽121的两个槽壁面相互张开，通行孔110的内径减小，箝位部132与运动杆302之间摩擦力增大，发生箝位而相对固定，驱动部变长而且在轴向方向上受到限位块311的运动限制，从而推动箝位部132与运动杆302向右运动。如图 3所示，所述箝位槽121位于驱动组123的左侧，驱动槽122的两个槽壁面相互张开，同理将推动运动杆302向左运动。同理，当张合槽120的槽壁面相互靠拢时，箝位部132 依然与运动杆302相对固定，并在驱动部的拉引下发生运动。优选地，在形变致动件100 的周向方向上，驱动组123的两个驱动槽122中与箝位槽121相对靠近的驱动槽122，其槽口与箝位槽121的槽口位置相同或不同。

实施例2：

本实施例提供的位移操纵单元装置包含了多个实施例1中所述的形变致动件100，多个所述形变致动件100安装在同一个外壳中，但每个形变致动件100均配有独立的驱动电磁铁210。多个所述形变致动件100中包含有第一动向致动件141与第二动向致动件142，第一动向致动件141与第二动向致动件142在对应的驱动电磁铁210单独通电时，自身沿导轨301运动的方向，或者驱动运动杆302运动的方向能够相应改变。如图 4所示，当第一动向致动件141对应的驱动电磁铁210通电时，驱动运动杆302向右运动；如图5所示，当第二动向致动件142对应的驱动电磁铁210通电时，驱动运动杆302 向左运动。优选地，第一动向致动件141的驱动电磁铁210与第二动向致动件142对应的驱动电磁铁210还可以同时通电，且上电的电极方向相反，此时能够进一步增大本实用新型的驱动力。

实施例3：

本实施例为对实施例1提供的结构的变形，如图6所示，多个形变致动件100中包含有第一箝位致动件151、伸缩致动件152以及第二箝位致动件153，第一箝位致动件 151、伸缩致动件152以及第二箝位致动件153之间依次连接。第一箝位致动件151、伸缩致动件152、第二箝位致动件153依次安装在同一个外壳中。其中，伸缩致动件152 通过所述限位块311轴向固定在外壳上，伸缩致动件152上设置有多个驱动槽122，多个驱动槽122构成一个或多个上述驱动组123。第一箝位致动件151与第二箝位致动件 153这两个箝位致动件上分别设置有一个或多个箝位槽121，沿形变致动件100的周向方向上，同一个箝位致动件中所有的箝位槽121的槽口位置相同。每个形变致动件100 均配有独立的驱动电磁铁210，也就是说，驱动电磁铁210上的线圈是相互独立的；优选地，所有形变致动件100由同一个驱动电磁铁210驱动，该驱动电磁铁210中线圈在绕线过程中存在顺时电流或逆时针电流，在不同的轴向位置上产生的磁场方向也存在变化，例如第一箝位致动件151对应位置的线圈与第二箝位致动件153对应位置的线圈之间为反接关系。实际应用过程中，箝位致动件中的张合槽120可以进行预变形或预设计，例如，使得断电状态下，第一箝位致动件151、第二箝位致动件153相对导轨301的状态分别是卡紧、放松；加电状态下，第一箝位致动件151、第二箝位致动件153相对导轨301的状态分别是放松、卡紧。通过循环断电加电，实现本实用新型提供的结构在导轨301上的尺蠖运动。

实施例4：

本实施例为对实施例1提供的结构的变形，如图7所示，动作磁体220不仅可以是动作永磁体221，还可以是动作电磁铁222，或者是同时包含有动作永磁体221与动作电磁铁222。优选地，如图8所示，形变致动件100中还可以不设置通行孔110，而是形变致动件100整体位于一套筒312中，通过对驱动变形结构200的控制，显示形变致动件100在套筒312中的运动。

实施例5：

本实施例为对实施例3提供的结构的变形，如图9、图10所示，对于箝位致动件，其通行孔110的纵截面形状为梯形，也就是说，通行孔110在沿轴向延伸方向上内径逐渐变化。所述动作磁体220嵌入式安装在箝位致动件中。此外，本实施例中，箝位致动件上的箝位槽121在径向延伸方向上并未贯穿箝位致动件的侧面。通过上述结构，使得本实用新型安装在导轨301上时，梯形截面的通行孔110便能起到预夹紧的作用，在驱动电磁铁210发生的磁场的影响下，动作磁体220的运动使得箝位致动件发生变形，增大与导轨301之间的摩擦力。通过预夹紧与变形两层作用，使得箝位致动件能够进行有效箝位。此外，通过预夹紧的作用力，还可以使得箝位致动件在断电时能够进行位置保持。

实施例6：

本实施例为对实施例3提供的结构的变形，如图11所示，形变致动件100上设置有两个驱动槽122与两个箝位槽121共四个张合槽120，两个驱动槽122构成上述驱动组123，两个箝位槽121分别位于驱动组123沿轴向的两侧。沿形变致动件100轴向方向依次将四个张合槽120定义为第一箝位槽、第一驱动槽、第二驱动槽、第二箝位槽。通过动作永磁体221的设置，可使得沿张合槽120的槽宽上的磁极方向具有如下规律：动作磁体220在第一箝位槽、第一驱动槽以及第二驱动槽处产生的磁极方向相同，动作磁体220在第一箝位槽与第二箝位槽处产生的磁极方向相反。例如：沿从左到右的方向上，张合槽120两侧槽壁面对应的磁极依次为NS-NS-NS-SN。此外，在形变致动件100 周向方向上，第一箝位槽与第一驱动槽的槽口位置相反，第二驱动槽与第二箝位槽的槽口位置相同。这样在未通电时，第一箝位槽处于松开状态，第二箝位槽在动作永磁体221 的作用下预先发生张开，从而起到箝位作用；当通电时，驱动电磁铁210产生的磁场将第二箝位槽处的动作永磁体221的磁场抵消掉，第二箝位槽松开，而第一箝位槽在驱动电磁铁210的作用下进行箝位。最终实现上述的尺蠖运动。，

实施例7：

本实施例为对实施例3提供的结构的变形，如图12所示，伸缩致动件152中的动作磁体220同时包含有动作永磁体221与动作电磁铁222，动作电磁铁222位于伸缩致动件152在两个驱动槽122之间的部分上；动作永磁体221则进行了偏置，即在伸缩致动件152纵截面上，两个动作永磁体221分布呈对角线布置。通过上述的偏置结构，使得在磁场的作用下，驱动槽122能够更有效开合。

实施例8：

本实施例对实施例1至实施例7中任一项中的驱动变形结构200进行了变化。所述驱动变形结构200包含以下任一种或任多种结构：压电材料件231；形状记忆合金弹簧；热膨胀材料件235；磁致伸缩材料件232；静电电极板233；液压膨胀体234；气动膨胀体；磁流变液材料件。如图13、图14所示，压电材料件231设置在张合槽120中，张合槽120的槽壁面具有初始偏口斜度，对压电材料件231产生预压应力，压电材料通断电时驱动张合槽120进行张开或合拢。对于形状记忆合金弹簧，也是安装在张合槽120 中，初始状态下，形状记忆合金弹簧处于压缩状态，当温度等条件发生变化时，形状记忆合金弹簧的形状发生变化，进而驱动张合槽120动作。对于热膨胀材料件，也可以改变温度来控制张合槽120动作。实际操作中，可以采用加电发热来进行控制温度。如图15所示，所述驱动变形结构200包含了磁致伸缩材料件232，通过磁场控制磁致伸缩材料件232进行伸缩变形，到达驱动张合槽120动作的效果。如图16所示，对于静电电极板233，可通过加正负电压驱动使张合槽120的开口扩大或缩小。如图18所示，对于液压膨胀体234或气动膨胀体，可通过加正负压强来驱动使开合槽的开口扩大或缩小。

优选地，驱动变形结构200位于张合槽120中以下任一个或任多个位置：靠近槽口的一端；靠近槽底面的一端；张合槽120沿径向延伸方向的中部。上述填充在张合槽120 中的驱动变形结构200越是靠近槽底面，驱动张合槽120进行张开或合拢所需产生的变形越小，所需产生的驱动力越大。优选地，如图17所示，形变致动件100上还设置有传感组件，传感组件优选为力电传感器，检测因应力的变化或者应变导致力的变化而生成电信号，从而生产传感效果。所述传感组件包含以下任一种或任多种结构：静电电极对243；应变片241；压阻材料件；导电碳纳米管；石墨烯件；光纤242。传感组件可用于通过直接或通过检测应变间接测量张合槽120被驱动时槽口的宽度变化量，从而知道整个位移操纵单元装置的驱动位移，形成自传感驱动装置。

优选地，形变致动件100可以是通过刚性件滑移整体变形来进行驱动和/或箝位的，如图19、图20所示，形变致动件100的驱动机构或者箝位机构包含滑移杆160，四根滑移杆160构成菱形结构，在驱动变形结构200的驱动作用下，利用菱形的可伸缩变形的特性，使得形变致动件100能够进行驱动或箝位。优选地，所述滑移杆160在轴向延伸方向上，横截面可以是不变的(例如圆杆，方杆等)；也可以是变化的(例如椭球形杆等)。左右两侧的滑移杆160分别配置有独立的驱动电磁铁210，在使用中通过对两个驱动电磁铁210的控制，使得一侧的滑移杆160实现箝位，另一侧的滑移杆160实现驱动。优选地，初始未加电时，滑移杆160能够进行预箝位或预放松。优选地，所述滑移杆160上设置有动作磁体220，或者滑移杆160本身构成动作磁体220，左右两侧的动作磁体220在与运动杆302接触的一端的磁极均相同，在同一个驱动电磁铁210的控制下，左右两侧的滑移杆160中一侧吸合，另一侧张开，滑移杆160本身由弹性，或者滑移杆160在与运动杆302接触的一端上设置有弹性接触垫，便能实现运动杆302的运动，能够驱动运动杆302沿轴向运动。

实施例9：

本实施例中包含有实施例1至实施例7中任一项所述的结构，另外，还包含功能部，功能部包括工作部、测量部(例如传感器)或者能量传导部(例如热源，例如磁能源)，所述工作部包含刀具320或针。对于刀具320，通过形变致动件100与刀具320的组合结构，实现刀具320的进给，所述刀具320可以是车刀、铣削结构、钻孔结构、磨削结构等等。如图29所示，刀具320嵌套安装在通行孔110中，形变致动件100为伸缩致动件152，驱动刀具320沿轴向来回运动。如图30所示，刀具320安装在运动杆302 上，通过运动杆302带动刀具320进给；如图31所示，刀具320安装在形变致动件100 上，通过形变致动件100在导轨301上位移实现刀具320进给。如图32所示，形变致动件100与刀具320安装在套筒312中，减小因形变致动件100的变形造成的刀具320 摆动。优选地，所述刀具320也可以替换成针型工具，工作原理与上述相同，实现针的操作系统。

实施方式：

如图21所示，形变致动件100上的通行孔110套接在运动杆302上，所述通行孔 110的横截面形状为圆形或者C形，位移操纵单元装置驱动紧固在运动杆302上的加工工具连续周向转动；或者，通行孔110套接在环形的导轨301上，位移操纵单元装置能够带动负载沿环形的导轨301连续转动。如图22所示，多个位移操纵单元装置在点线面体上进行组合运动，可应用与快递等物品的挑拣与归类。

如图23至图26所示，位移操纵单元装置用于磨削领域，图23为两台位移操纵单元装置联动，在被加工件330的测量同时进行磨削，同时在动作磁体220的吸引力作用下，两台位移操纵单元装置能够对被加工件330的夹紧力增加，提高磨削效果；图24中将其中一台位移操纵单元装置更换成一研磨安装块340，研磨安装块340上设置有联动磁体170，位移操纵单元装置上的磁体吸引联动磁体170，进而带动研磨安装块340同步运动。图25、图26中的结构一次仅对被加工件330的一侧进行磨削加工，通过斥力，使位移操纵单元装置或研磨安装块340紧贴在被加工件330的表面。另外，一台位移操纵单元装置上的形变致动件100在振动变形过程中，另一台位移操纵单元装置或者研磨安装块340会产生共振，在一定频率或共振的情况下，边振动，边移动，形成复合运动，进而完成联动加工。上述结构除了能够实现表面磨削的动作外，还能应用于光整处理、或洁净处理等。

如图27所示，位移操纵单元装置可以安装在平面或空间的任意框架或者结构的组合上，通过形变致动件100的变形拖动工作部，例如电机、刀具320、测量装置、被运输物件、装配部件等。如图28所示，多个位移操纵单元装置分布在立方体形框架上各个棱对应的轨道上，在立体空间的各个位置完成对被加工件330的加工，实现空间操作；优选地，所述用于空间操作的框架还可以是圆柱形，球形等其他形状，或通过驱动变形而实现的实时跟动框架结构。此外本实用新型还能应用于空间传运、实时变形交通工具的可控变形框架结构驱动装置、多维或多轴加工机床、手术操纵平台等领域上。优选地，本实用新型还可以是作为空间中相对静止的一方，上述的导轨301替换成运动杆302，运动杆302作为空间中相对运动的一方被本实用新型驱动。

对于配有刀具320位移操纵单元装置位移操纵单元装置，如图33所示，所述刀具320紧固安装在运动杆302上，位移操纵单元装置驱动刀具320连续周向运动完成切割。如图34、图35所示，被加工件330一侧被研磨，一侧被切割；或者两侧同时被切割。提高加工效率。配有刀具320的位移操纵单元装置在其他场合，如点线面体上的应用方式与上述内容相同。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (11)

1.一种位移操纵单元装置，其特征在于，包含形变致动件(100)与驱动变形结构(200)；

所述位移操纵单元装置，采用如下任一种方式：

所述形变致动件(100)上设置有通行孔(110)与张合槽(120)；所述通行孔(110)沿形变致动件(100)轴向方向延伸，通行孔(110)贯穿形变致动件(100)沿轴向方向两个端面中的一个端面或全部两个端面；多个张合槽(120)沿形变致动件(100)轴向方向布置，多个所述张合槽(120)中包含箝位槽(121)与驱动槽(122)；驱动变形结构(200)驱动张合槽(120)的两个槽壁面之间相互靠拢和/或远离；或者，

在驱动变形结构(200)的驱动作用下，利用多个形变致动件(100)所构成结构的可伸缩变形的特性，使得成对的形变致动件(100)能够进行驱动或箝位。

2.根据权利要求1所述的位移操纵单元装置，其特征在于，张合槽(120)与通行孔(110)相互连通，所述箝位槽(121)贯穿或不贯穿形变致动件(100)的侧面；所述驱动槽(122)贯穿形变致动件(100)的侧面；

形变致动件(100)包含运动部(131)和/或箝位部(132)；

箝位槽(121)、驱动槽(122)分别位于箝位部(132)、运动部(131)上；

槽口在形变致动件(100)周向方向上的位置相反的两个驱动槽(122)形成一个驱动组(123)，运动部(131)上设置有一个或多个驱动组(123)。

3.根据权利要求2所述的位移操纵单元装置，其特征在于，还包含外壳与限位块(311)；所述驱动变形结构(200)包含驱动电磁体(210)与动作磁体(220)；

驱动电磁体(210)安装在外壳上，动作磁体(220)安装在形变致动件(100)上；形变致动件(100)通过所述限位块(311)轴向固定在外壳上；动作磁体(220)布置在张合槽(120)的一侧或两侧。

4.根据权利要求3所述的位移操纵单元装置，其特征在于，外壳中安装有多个形变致动件(100)；

多个所述形变致动件(100)中包含有第一动向致动件(141)与第二动向致动件(142)；或者，多个所述形变致动件(100)中包含有依次相连的第一箝位致动件(151)、伸缩致动件(152)以及第二箝位致动件(153)；

多个形变致动件(100)均配有独立的驱动电磁体(210)；或者，多个形变致动件(100)共用一个驱动电磁体(210)。

5.根据权利要求4所述的位移操纵单元装置，其特征在于，通行孔(110)在沿轴向延伸方向上内径存在变化；

第一箝位致动件(151)和/或第二箝位致动件(153)形成箝位致动件，所述动作磁体(220)嵌入式安装在箝位致动件中；

箝位槽(121)在径向延伸方向上位于箝位致动件外轮廓线之内，多个箝位槽(121)在箝位致动件轴向方向上依次布置。

6.根据权利要求2所述的位移操纵单元装置，其特征在于，沿形变致动件(100)轴向方向依次设置有第一箝位槽、第一驱动槽、第二驱动槽、第二箝位槽这四个张合槽(120)；第一驱动槽与第二驱动槽构成所述驱动组(123)；

动作磁体(220)在第一箝位槽、第一驱动槽以及第二驱动槽处产生的磁极方向相同，动作磁体(220)在第一箝位槽与第二箝位槽处产生的磁极方向相反。

7.根据权利要求4所述的位移操纵单元装置，其特征在于，所述动作磁体(220)包含动作永磁体(221)或动作电磁铁(222)；或者，

动作磁体(220)包含动作永磁体(221)与动作电磁铁(222)，动作电磁铁(222)位于伸缩致动件(152)在两个驱动槽(122)之间的部分上；在伸缩致动件(152)纵截面上，包含两个动作永磁体(221)分布呈非对称磁力布置。

8.根据权利要求1所述的位移操纵单元装置，其特征在于，所述驱动变形结构(200)包含以下任一种或任多种结构：

--压电材料件(231)；

--形状记忆合金弹簧；

--热膨胀材料件(235)；

--磁致伸缩材料件(232)；

--静电电极板(233)；

--液压膨胀体(234)；

--气动膨胀体；

--磁流变液材料件；

驱动变形结构(200)位于张合槽(120)中以下任一个或任多个位置：

--靠近槽口的一端；

--靠近槽底面的一端；

--张合槽(120)沿径向延伸方向的中部。

9.根据权利要求1所述的位移操纵单元装置，其特征在于，形变致动件(100)上还设置有传感组件；

所述传感组件包含以下任一种或任多种结构：

--静电电极对(243)；

--应变片(241)；

--压阻材料件；

--导电碳纳米管；

--石墨烯件；

--光纤(242)。

10.一种功能平台系统，其特征在于，包含功能部与权利要求1至9中任一项所述的位移操纵单元装置，功能部安装在运动件上；

运动件匹配安装在位移操纵单元装置的通行孔(110)中；

箝位槽(121)能够加持或释放运动件。

11.根据权利要求10所述的功能平台系统，其特征在于，多个运动件通过张合槽(120)的驱动变形形成由运动件构成的且发生结构变形的框架结构；或者所述功能部包括如下任一种部件：

-工作部；其中，工作部以共振方式振动、非共振方式振动或者不振动；

-测量部；

-能量传导部。