JPH0674213A - Micro-gripper mechanism - Google Patents

Micro-gripper mechanism

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Publication number
JPH0674213A
JPH0674213A JP4252102A JP25210292A JPH0674213A JP H0674213 A JPH0674213 A JP H0674213A JP 4252102 A JP4252102 A JP 4252102A JP 25210292 A JP25210292 A JP 25210292A JP H0674213 A JPH0674213 A JP H0674213A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
light guide
micro
bimorph
pinch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4252102A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keizo Higashiyama
恵三 東山
Keisuke Yamamoto
啓介 山本
Hirotaka Ito
弘孝 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Cable Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Cable Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Cable Industries Ltd
Priority to JP4252102A priority Critical patent/JPH0674213A/en
Publication of JPH0674213A publication Critical patent/JPH0674213A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a micro-gripper mechanism having its structure simplified, capable of being miniaturized, not requiring temperature control, not affected by solenoid noise, not having any problem of electric shock and capable of being safety used for blood vessel, etc. CONSTITUTION:A micro-gripper mechanism is provided with a pinch rod 2 composed of an optically-strained bimorph, a light guide 4 for radiating light on one side thereof and a pinch rod 1 in an optionally non-strained system subjected to pressure contact of the pinch rod 2 deformed by irradiation of light through the light guide. Holding/releasing state can be controlled by deformation of only one side of the pinch rod 1, moreover the light guide 4 is positioned on the deformation side thereof so that this micro-gripper mechanism may be formed in a simple structure to be housed in its compact size.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、細管内でのサンプルの
採取・搬送用機器の形成等に好適な、光歪バイモルフを
利用したマイクログリッパ機構に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microgripper mechanism using a photostrictive bimorph, which is suitable for forming a sample collecting / transporting device in a thin tube.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、圧電材料や形状記憶合金を利用し
たマイクログリッパが提案されていた。しかしながら、
圧電材料を用いたものでは生体内や電磁ノイズの大きい
ところでは使用できない問題点があつた。また形状記憶
合金を用いたものでは、温度の制御機構を要して装置が
複雑化する難点があった。
2. Description of the Related Art Conventionally, a micro gripper using a piezoelectric material or a shape memory alloy has been proposed. However,
The piezoelectric material has a problem that it cannot be used in a living body or in a place where electromagnetic noise is large. Further, in the case of using the shape memory alloy, there is a problem that the device is complicated because a temperature control mechanism is required.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、構造がシン
プルで容易に小型化でき、温度制御が不要で電磁ノイズ
の影響を受けず、かつ感電の問題もなく、血管等に安全
に適用できるマイクログリッパ機構の開発を課題とす
る。
The present invention has a simple structure and can be easily miniaturized, does not require temperature control, is not affected by electromagnetic noise, has no problem of electric shock, and can be safely applied to blood vessels and the like. Development of a micro gripper mechanism is an issue.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、光歪バイモル
フからなる挾み棒と、その一方の側に光を照射するため
のライトガイドと、そのライトガイドを介した光の照射
で変形した前記の挾み棒の圧接を受ける非光歪系の挾み
棒とからなることを特徴とするマイクログリッパ機構を
提供するものである。
The present invention is modified by a pinch rod made of a photostrictive bimorph, a light guide for irradiating light on one side thereof, and light irradiation through the light guide. The present invention provides a micro-gripper mechanism comprising a non-optical strain type gripping bar that is pressed against the gripping bar.

【0005】[0005]

【作用】光歪バイモルフからなる挾み棒の片側にライト
ガイドを介して光を照射することにより、かかる挾み棒
が他方の側を小径側として湾曲し、対置する非光歪系の
挾み棒に圧接して対象物を保持しうる状態を形成し、光
照射の停止で元の状態に復元して開放状態を形成する。
従って光の照射及びその停止でグリップ対象の保持・開
放動作を制御することができる。また復元時に前記の小
径に湾曲した側に光を照射することにより、光歪バイモ
ルフからなる挾み棒が今度は前記とは反対の変形挙動を
示し、これにより復元に要する時間を短縮することがで
きる。
[Function] By irradiating light to one side of a gripping rod made of a photostrictive bimorph via a light guide, the gripping rod is curved with the other side being a small diameter side, and the gripping of a non-optical distortion system opposite to each other. The rod is pressed to form a state in which the object can be held, and when light irradiation is stopped, the original state is restored to form an open state.
Therefore, the holding / opening operation of the grip target can be controlled by irradiating the light and stopping it. Further, by irradiating the curved side with the small diameter at the time of restoration, the pinch rod made of the optical strain bimorph exhibits a deformation behavior opposite to that described above, which can shorten the time required for restoration. it can.

【0006】[0006]

【実施例】本発明のマイクログリッパ機構は、光歪バイ
モルフからなる挾み棒と、その一方の側に光を照射する
ためのライトガイドと、そのライトガイドを介した光の
照射で変形した前記の挾み棒の圧接を受ける非光歪系の
挾み棒とからなる。図1にその例を示した。1が非光歪
系の挾み棒、2が光歪バイモルフからなる挾み棒、4が
ライトガイドである。
EXAMPLE A micro-gripper mechanism of the present invention includes a pinch rod made of a photostrictive bimorph, a light guide for irradiating light on one side thereof, and a light guide for deforming the light guide through the light guide. It consists of a non-photostrictive pinch bar that is pressed against the pinch pin. An example is shown in FIG. Reference numeral 1 is a non-light-distorting pinch bar, 2 is a pinch made of a light-distorting bimorph, and 4 is a light guide.

【0007】非光歪系の挾み棒1は、対象物の挾持に有
利なように先端部11が鉤形に形成されており、尾部が
スリーブ3とライトガイド4の被覆層41との間に挿入
固定されている。非光歪系の挾み棒は、光歪系でない適
宜な材料、例えば種々の金属やセラミック、ポリマーな
どにより形成することができ、その形態もグリップ対象
等に応じて適宜に決定することができる。従って非光歪
系の挾み棒は、1体又は2体以上を配置することができ
る。
[0007] The non-optical strain pinch bar 1 has a tip 11 formed in a hook shape so as to be advantageous for holding an object, and has a tail between the sleeve 3 and the cover layer 41 of the light guide 4. Inserted and fixed. The non-optical strain type claw rod can be formed of an appropriate material which is not the optical strain type, for example, various metals, ceramics, polymers, and the like, and the form thereof can be appropriately determined according to the grip target and the like. . Therefore, one or two or more non-optical strain type claw bars can be arranged.

【0008】光歪バイモルフからなる挾み棒2は、その
鉤形の先端部21が非光歪系の挾み棒1の先端部11に
圧接しうるよう隙間を設けて対置されており、尾部が非
光歪系の挾み棒に固着されている。光歪バイモルフから
なる挾み棒は、グリップ対象等に応じて適宜な形態とす
ることができ、1体又は2体以上を配置することができ
る。
The pinch rods 2 made of a photostrictive bimorph are opposed to each other with a gap so that the hook-shaped tip portions 21 of the pin rods 21 can come into pressure contact with the tip portions 11 of the non-photostrictive pinch rods 1. Is affixed to a non-light distortion type pincer. The pinch rod made of a photostrictive bimorph can have an appropriate form depending on the object to be gripped and the like, and one body or two or more bodies can be arranged.

【0009】光歪バイモルフは、光を照射すると伸長す
る光歪材と電界を加えると変形する電歪材(実質的に光
歪材と同じ)を、分極の方向が逆関係となるように並置
してその両端に電極を設けることにより形成することが
できる。これにより図1(B)の如く、光歪材23に光
を照射すると伸長すると共に電圧を発生し、その電圧が
両端の電極を介し電歪材22に印加されて電歪材が縮
む。その結果、光歪バイモルフは電歪材側を小径とする
湾曲状態を形成し、光照射の停止と共に元の状態に復帰
し、上記したように挾み棒を介したグリップ対象の保持
・開放を達成することができる。
In the photostrictive bimorph, a photostrictive material that expands when irradiated with light and an electrostrictive material that deforms when an electric field is applied (substantially the same as the photostrictive material) are juxtaposed so that the polarization directions are opposite to each other. Then, it can be formed by providing electrodes on both ends thereof. As a result, as shown in FIG. 1B, when the photostrictive material 23 is irradiated with light, it expands and generates a voltage, and the voltage is applied to the electrostrictive material 22 via the electrodes at both ends, and the electrostrictive material contracts. As a result, the photostrictive bimorph forms a curved state with a small diameter on the electrostrictive material side, returns to the original state when the light irradiation is stopped, and holds and releases the grip target via the pinch bar as described above. Can be achieved.

【0010】なお光歪材ないし電歪材としては、例えば
水晶、ZnS、La23、SbSI、SbSI・SbSBr、
KH2PO4、KH2PO4・KD2PO4、硫酸グリシン、
Rb2ZnBr4、α-LiIO3(Cr添加)、LiNbO3、L
iNbO3(Fe添加)、KNbO3(Fe添加)、SbNb
4、(Sr,Ba)Nb26、(Pb,La)Nb26、Ba
2NaNb515(Fe,Mo添加)、BaTiO3、BaTiO3
(Fe添加)、BaTiO3・CaTiO3、PbTiO3、Pb
TiO3・La(Zn2/3Nb1/3)O3、PbTiO3・Pb(M
g1/21/2)O3、PbZrO3・PbTiO3(Nb添加)、
(Pb,La)(Zr,Ti)O3、K(Ta,Nb)O3など
があげられる。
Examples of the photostrictive material or the electrostrictive material include quartz, ZnS, La 2 S 3 , SbSI, SbSI / SbSBr,
KH 2 PO 4 , KH 2 PO 4 · KD 2 PO 4 , glycine sulfate,
Rb 2 ZnBr 4 , α-LiIO 3 (Cr added), LiNbO 3 , L
iNbO 3 (Fe added), KNbO 3 (Fe added), SbNb
O 4 , (Sr, Ba) Nb 2 O 6 , (Pb, La) Nb 2 O 6 , Ba
2 NaNb 5 O 15 (Fe, Mo added), BaTiO 3 , BaTiO 3
(Fe addition), BaTiO 3 · CaTiO 3 , PbTiO 3 , Pb
TiO 3 · La (Zn 2/3 Nb 1/3) O 3, PbTiO 3 · Pb (M
g 1/2 W 1/2 ) O 3 , PbZrO 3 · PbTiO 3 (Nb added),
(Pb, La) (Zr, Ti) O 3 , K (Ta, Nb) O 3 and the like.

【0011】ライトガイド4は、光歪バイモルフからな
る挾み棒2における光歪材23側に光を照射できるよう
にスリーブ3内に装着されている。図例のライトガイド
4は、光ファイバ束42の外周に被覆層41を設けたも
のよりなるが、本発明においては適宜な形態のライトガ
イドを用いうる。なお光歪バイモルフからなる挾み棒に
光を照射するための光源は通例、ライトガイドの末端部
に配置される。
The light guide 4 is mounted in the sleeve 3 so as to irradiate light on the side of the light distortion material 23 of the pinch rod 2 made of light distortion bimorph. The light guide 4 in the illustrated example is formed by providing the coating layer 41 on the outer periphery of the optical fiber bundle 42, but in the present invention, a light guide of an appropriate form can be used. The light source for irradiating the pinch rod made of the photostrictive bimorph with light is usually arranged at the end of the light guide.

【0012】図1の実施例においては、光歪バイモルフ
からなる挾み棒2における光歪材23側にライトガイド
4を介して光を照射(矢印)することにより挾み棒2が
変形して、その先端部21が対置する挾み棒1の先端部
11に圧接するように形成されており(図1B)、これ
によりグリップ対象を保持することができる。
In the embodiment shown in FIG. 1, the gripping rod 2 is deformed by irradiating light (arrow) to the gripping rod 2 made of the photostrictive bimorph on the side of the photostrictive material 23 through the light guide 4. The tip end portion 21 is formed so as to be in pressure contact with the tip end portion 11 of the sandwiching bar 1 that is placed opposite thereto (FIG. 1B), whereby a grip target can be held.

【0013】一方、光歪バイモルフからなる挾み棒2の
復元(図1A)は、光の照射を停止することにより達成
でき、これによりグリップした対象物を開放することが
できる。
On the other hand, restoration of the pinch rod 2 made of a photostrictive bimorph (FIG. 1A) can be achieved by stopping the irradiation of light, whereby the gripped object can be released.

【0014】本発明においては、前記した光歪バイモル
フからなる挾み棒の復元に要する時間の短縮化をはかる
形態とすることもできる。その例を図2に示した。これ
は図1に示した実施例における非光歪系の挾み棒1の先
端部11の鉤部に光反射部5を設けると共に、その光反
射部5に光を照射するためのライトガイド6を設けたも
のからなる。
In the present invention, the time required for restoring the pinch rod made of the above-mentioned optical strain bimorph can be shortened. An example thereof is shown in FIG. In this embodiment, the light reflecting portion 5 is provided on the hook portion of the tip portion 11 of the non-optical distortion type pinch rod 1 in the embodiment shown in FIG. 1, and the light guide 6 for irradiating the light reflecting portion 5 with light. It is provided with.

【0015】従ってライトガイド6はその先端部61
が、非光歪系の挾み棒1と光歪バイモルフからなる挾み
棒2の間に位置するように配置されており、ライトガイ
ド6を介した照射光が挾み棒2の光歪材23側で遮蔽さ
れずに光反射部5に到達するように形成されている。
Therefore, the light guide 6 has its tip portion 61.
Is arranged so as to be located between the non-optical strain type pinch rod 1 and the pinch rod 2 made of the optical strain bimorph, and the light radiated through the light guide 6 is the optical strain member of the pinch rod 2. It is formed so as to reach the light reflecting portion 5 without being shielded on the 23 side.

【0016】前記によれば図2の如く、ライトガイド6
と光反射部5を介し、光歪バイモルフからなる挾み棒2
における電歪材22側に光を照射でき、これにより上記
とは逆に、電歪材22側が伸長して光歪材23側が縮
み、挾み棒2が速やかに復元する。従って、グリップ対
象の保持・開放を制御性よく行うことができる。
According to the above, as shown in FIG. 2, the light guide 6
And the light reflection part 5, and the pinch rod 2 made of a light distortion bimorph.
The light can be radiated to the electrostrictive material 22 side in the above, and conversely to the above, the electrostrictive material 22 side expands and the photostrictive material 23 side contracts, and the pinch bar 2 is quickly restored. Therefore, the grip target can be held / released with good controllability.

【0017】本発明のマイクログリッパ機構は、例えば
イメージガイドに設けたライトガイドの先端部に設ける
などして、血管や配管の内部を観察しつつ必要なサンプ
ルを採取したり、薬品や補修材を所定の箇所に供給する
などの種々の方法に適用することができる。なお生体に
適用する場合には必要に応じ、抗血栓剤等による表面処
理方式などにより抗血栓性等の必要な機能が付与され
る。
The micro gripper mechanism of the present invention is provided, for example, at the tip of a light guide provided in an image guide, and collects a necessary sample while observing the inside of blood vessels and pipes, and collects chemicals and repair materials. It can be applied to various methods such as supplying to a predetermined place. When applied to a living body, a necessary function such as antithrombotic property is imparted by a surface treatment method with an antithrombotic agent or the like, if necessary.

【0018】[0018]

【発明の効果】本発明によれば、挾み棒の一方のみの変
形で保持・開放状態を制御でき、しかもその変形側にラ
イトガイドが位置することとなるので、シンプルな構造
でコンパクトに収容できて小型性に優れるマイクログリ
ッパ機構を得ることができる。また、光で駆動できて感
電の恐れがなく、温度や電磁ノイズの影響を受けず、血
管等の生体に対しても安全に適用することができる。
According to the present invention, the holding / opening state can be controlled by deforming only one of the pincers, and the light guide is located on the deformed side, so that the light guide can be housed compactly. It is possible to obtain a micro-gripper mechanism that is excellent and compact. Further, it can be driven by light, there is no fear of electric shock, it is not affected by temperature and electromagnetic noise, and it can be safely applied to a living body such as a blood vessel.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(A)実施例の開放状態を示した断面説明図。FIG. 1A is a sectional explanatory view showing an open state of an embodiment.

【図1】(B)実施例の保持状態を示した断面説明図。FIG. 1 (B) is a sectional explanatory view showing a holding state of the embodiment.

【図2】他の実施例の開放状態を示した断面説明図。FIG. 2 is a sectional explanatory view showing an open state of another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:非光歪系の挾み棒 2:光歪バイモルフからなる挾み棒 4,6:ライトガイド 5:光反射部 1: Non-light distortion type gripping bar 2: Light distortion bimorph gripping bar 4, 6: Light guide 5: Light reflection part

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光歪バイモルフからなる挾み棒と、その
一方の側に光を照射するためのライトガイドと、そのラ
イトガイドを介した光の照射で変形した前記の挾み棒の
圧接を受ける非光歪系の挾み棒とからなることを特徴と
するマイクログリッパ機構。
1. A gripping rod made of a photostrictive bimorph, a light guide for irradiating light on one side thereof, and pressure contact of the gripping rod deformed by light irradiation through the light guide. A micro-gripper mechanism characterized by comprising a non-optical distortion type pinch bar for receiving.
【請求項2】 非光歪系の挾み棒に光反射部を設け、か
つその光反射部に光を照射するためのライトガイドを設
けたことを特徴とする請求項1に記載のマイクログリッ
パ機構。
2. The micro gripper according to claim 1, wherein a non-optical distortion type pinch bar is provided with a light reflecting portion, and a light guide for irradiating the light reflecting portion with light is provided. mechanism.
JP4252102A 1992-08-26 1992-08-26 Micro-gripper mechanism Pending JPH0674213A (en)

Priority Applications (1)

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JP4252102A JPH0674213A (en) 1992-08-26 1992-08-26 Micro-gripper mechanism

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JP4252102A JPH0674213A (en) 1992-08-26 1992-08-26 Micro-gripper mechanism

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JP (1) JPH0674213A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996034417A1 (en) * 1995-04-27 1996-10-31 Elisabeth Smela A micromachined structure and use thereof, and a micromachined device and a method for the manufacture thereof
JP2009220252A (en) * 2008-03-18 2009-10-01 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Mechanical element and method of controlling vibration thereof
JP2015118380A (en) * 2007-04-12 2015-06-25 ガルトロニクス・オプティカル・リミテッド Optical switches and logic gates using optical switches

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