CN211590098U - 一种磁致伸缩微夹钳装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磁致伸缩微夹钳装置，包括底座，底座可拆卸的安装有柱形外壳，外壳的内部设有线圈骨架，线圈骨架上缠绕有线圈，底座的中间设有一对夹钳片，两夹钳片的一端固定安装在底座上，另一端伸出外壳的中心通孔，两夹钳片的外侧面上分别粘接有Galfenol薄片，两片夹钳片不平行设置，两片夹钳片之间具有一定的夹角。本实用新型采用磁致伸缩材料作为驱动器，通过控制通入的驱动电流可对夹片开口端的偏转位移进行精密控制，从而达到对物体进行精密点夹持的目的，本实用新型具有动作灵活、位移大、夹持力大、应用范围广的特点，可作为微机器人、微机械加工的执行器，具有广阔的应用前景。

Description

一种磁致伸缩微夹钳装置

技术领域

本实用新型涉及微驱动技术领域，具体是涉及一种磁致伸缩微夹钳装置。

背景技术

用于微型夹持器的常见驱动方式主要有静电、电热、形状记忆合金(SMA)、压电、电磁等。静电驱动微夹钳可与IC工艺兼容，体积可以做得很小，但夹持力很有限。热驱动微夹钳可以得到较大的夹持力，但这类夹钳响应时间较长，不利于快速操作与装配。SMA微夹钳响应速度也较慢，且形变呈阶跃性变化^[7]。电磁驱动微夹钳的夹持力与体积始终是一对不可调和的矛盾。压电驱动微夹钳由于采用压电材料作为驱动源，需要较高的驱动电压^[9]。磁致伸缩材料具有响应速度快、控制精度高、驱动力大等优点，已经广泛的应用于各种微型精密驱动器件的研究中。因此采用磁致伸缩材料作为驱动源制备的微夹钳在保证较大夹持力的同时，能拥有很快的响应速度和控制精度。

另外，目前的微型夹持器的双夹钳片一般为平行布置，对于平面类物体是不利的，难以实现点夹持。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种夹持力较大，响应速度快和控制精度高的磁致伸缩微夹钳装置。

本实用新型技术方案：

一种磁致伸缩微夹钳装置，包括底座，所述底座上可拆卸的安装有柱形外壳，外壳的内部设有线圈骨架，线圈骨架上缠绕有线圈，所述底座的中间设有一对夹钳片，两夹钳片的一端固定安装在底座上，另一端伸出外壳的中心通孔，所述两夹钳片的外侧面上分别粘接有Galfenol薄片，所述两片夹钳片不平行设置，两片夹钳片之间具有一定的夹角。

进一步，底座包括上台座和下台座，所述下台座的直径大于上台座的直径，所述上台座与外壳螺接连接或下台座与外壳之间通过螺丝固定。

进一步，所述上台座的外部具有外螺纹，外壳的内壁具有与外螺纹配合的内螺纹。

进一步，底座下有设连接部，连接部的纵截面呈矩形，所述连接部与外部机械操控装置相连。

进一步，底座中间设有凸起部，凸起部的纵截面呈等腰梯形，凸起部两斜边的角度与两片夹钳片之间的夹角角度一致，两片夹钳片的内侧面分别靠在凸起部相应的斜边上。

进一步，两片夹钳片之间的夹角为5°至15°。

进一步，两片夹钳片之间的夹角为10°。

本实用新型采用磁致伸缩材料作为驱动器，实现了夹钳片的在微小位移的情况下，完成微夹钳的夹持和松开动作，通过控制通入的驱动电流可对夹片开口端的偏转位移进行精密控制，从而达到对物体进行精密点夹持的目的，本实用新型具有动作灵活、位移大、夹持力大、应用范围广的特点，可作为微机器人、微机械加工的执行器，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型较佳实施例1的剖视图；

图2是本实用新型较佳实施例1的结构示意图；

图中：夹钳片1、外壳2、Galfenol薄片3、线圈4、线圈骨架5，底座6，上台座61，下台座62，连接部63，凸起部64。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

实施例1：参见图1和图2所示的一种磁致伸缩微夹钳装置，其结构包括：底座6、外壳2、线圈骨架5、线圈4、Galfenol薄片3和一对夹钳片1，两片夹钳片非平行布置，两片夹钳片1之间具有一定的夹角，夹角为5°至15°，优选为10度；两片夹钳片对称设置，两片夹钳片的一端固定安装在底座上，另一端伸出外壳2的中心通孔，Galfenol薄片对称粘接在夹钳片上面，线圈骨架安置于外壳内部空腔，线圈紧密缠绕于线圈骨架上，底座和外壳之间采用螺丝固定。

本实用新型工作原理：线圈中通入驱动电流时，会产生电磁感应，通电线圈将产生感应磁场，感应磁场使Galfenol薄片在磁场中会发生磁致伸缩现象，也就是说产生的感应磁场将驱动Galfenol薄片产生形变，变形的Galfenol薄片与夹钳片贴合在一起，带动夹钳片产生弯曲变形实现夹持,通过控制通入的驱动电流可对夹钳片开口端的偏转位移进行精密控制。

本案例中主要采用磁致伸缩材料驱动方式，与静电、电热、形状记忆合金(SMA)、压电、电磁相比较，磁致伸缩材料输出位移更大，输出也更大，使微夹钳操作更加灵活，夹取精确，并且使微夹钳具有较大的输出位移和较大的夹持力，能够完成一些精密的夹持动作，操作性能较好。

本实用新型利用了磁致伸缩效应效应，设计了一种新型的微夹钳装置实现了微夹钳的夹持和松开动作，其控制精密、夹持力大，可广泛应用于微机器人、微机械加工和微装配中。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种磁致伸缩微夹钳装置，包括底座，其特征在于，所述底座上可拆卸的安装有柱形外壳，外壳的内部设有线圈骨架，线圈骨架上缠绕有线圈，所述底座的中间设有一对夹钳片，两夹钳片的一端固定安装在底座上，另一端伸出外壳的中心通孔，所述两夹钳片的外侧面上分别粘接有Galfenol薄片，所述两片夹钳片不平行设置，两片夹钳片之间具有一定的夹角。

2.根据权利要求1所述的一种磁致伸缩微夹钳装置，其特征在于，底座包括上台座和下台座，所述下台座的直径大于上台座的直径，所述上台座与外壳螺接连接或下台座与外壳之间通过螺丝固定。

3.根据权利要求2所述的一种磁致伸缩微夹钳装置，其特征在于，所述上台座的外部具有外螺纹，外壳的内壁具有与外螺纹配合的内螺纹。

4.根据权利要求1所述的一种磁致伸缩微夹钳装置，其特征在于，底座还包括连接部，可通过连接部与外部机械操控装置进行连接。

5.根据权利要求1所述的一种磁致伸缩微夹钳装置，其特征在于，底座中间设有凸起部，凸起部的纵截面呈等腰梯形，凸起部两斜边的角度与两片夹钳片之间的夹角角度一致，两片夹钳片的内侧面分别靠在凸起部相应的斜边上。

6.根据权利要求1所述的一种磁致伸缩微夹钳装置，其特征在于，两片夹钳片之间的夹角为5°至15°。

7.根据权利要求6所述的一种磁致伸缩微夹钳装置，其特征在于，两片夹钳片之间的夹角为10°。

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