一种夹持力可控的夹持装置及夹持力确定方法与流程

本发明属于光器件芯片夹持设备技术领域，更具体地说，本发明涉及一种夹持力可控的夹持装置及夹持力确定方法。

背景技术：

在移动光器件的芯片时需要使用夹持装置进行夹取，由于芯片脆弱易碎的性质，需要精确控制夹持装置夹持力度的大小；对微小且易碎的物品夹持力很难控制，是困扰高速光器件开发的一大难题，现有技术的夹持装置无法精准控制夹持力度大小，夹持力过大会导致芯片损坏，夹持力过小会导致芯片夹持不稳而脱落；现有技术在移动芯片时，主要采用吸取的方式，根据不同尺寸芯片搭配专用尺寸的吸嘴，因此通用性不强；并且吸嘴均是平面吸附，使用范围有限制，无法吸附特殊非平面结构或尺寸过小的物体，现有吸取方式在被吸附的物件底部有胶水或有阻碍移动时，被吸附物体状态容易变化、脱落，夹持状态不够稳定；并且采用吸嘴吸附需要有抽真空设备，且需要配备不同大小口径即材质的吸嘴，使用时需要连接气管，整套系统成本高，且使用受较大的限制；采用有压力传感器的夹持装置，通过压力传感器反馈控制的机械夹持装置可以解决该问题，但是压力传感器安装需要一定的体积，在微小尺寸物品的夹持过程中，因整套系统的结构复杂成本较高，适用范围受限。

技术实现要素：

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种夹持力可控的夹持装置，包括：

夹持装置尾部，其上设置有u型槽，u型槽中设置有安装孔位；

夹持装置尖端，其上设置有插槽，所述插槽中设置有安装孔位；桥接弹簧片，其上设置有安装孔位，桥接弹簧片一端安装在所述夹持装置尾部的u型槽中，另一端通过长条孔安装在夹持装置尖端的插槽中。

优选的是，其中，所述夹持装置尾部、桥接弹簧片和夹持装置尖端之间的连接方式为螺栓连接。

优选的是，其中，所述夹持装置尾部优选为u型结构。

优选的是，其中，所述夹持装置尾部优选为电动夹持机构，所述电动夹持机构包括以下结构：

夹持外壳；

步进电机，其固定设置在所述夹持外壳内，且步进电机的电机轴上固定安装有传动凸轮；两个传动杆，其分别转动安装在所述传动凸轮两端；

滑轨，其设置在所述夹持外壳前端，且滑轨中部设置有镂空的矩形通槽；u型滑块，其连接端活动穿设在滑轨的矩形通槽中，u型滑块前端与所述滑轨滑动接触，且u型滑块与所述传动杆为转动连接；固定块，其固定安装在所述u型滑块上，且所述u型槽设置在固定块内侧，所述桥接弹簧片安装在固定块的u形槽中。

优选的是，其中，所述夹持装置尖端上设置有夹持凹槽。

优选的是，其中，本夹持装置夹持力确定方法包括以下步骤：

步骤一、将桥接弹簧片安装在夹持装置尾部和夹持装置尖端之间，其中桥接弹簧片的厚度为h，桥接弹簧片的宽度为b，桥接弹簧片的形变量为δ，桥接弹簧片的最大形变量δmax为两个桥接弹簧片之间的间距；

步骤二、通过调节安装孔位和长条孔的安装位置，调节桥接弹簧片伸出夹持装置尖端的长度，测量出桥接弹簧片位于夹持装置尾部和夹持装置尖端之间的长度，记为l；

步骤三、根据步骤一、步骤二的数据，计算桥接弹簧片的弹力，计算公式为：

其中e为桥接弹簧片的弹性系数，弹力f即为本夹持装置夹持芯片的夹持力，同理可得出夹持装置可获得的最大夹持力fmax：

步骤四、由步骤三的桥接弹簧片弹力计算公式可知，本夹持装置的夹持力大小与桥接弹簧片厚度h、宽度b和位于夹持装置尾部和夹持装置尖端的桥接弹簧片长度l有关，因此通过改变桥接弹簧片厚度h、宽度b，调节位于夹持装置尾部和夹持装置尖端之间桥接弹簧片的长度l，可实现调节夹持装置夹持力的目的；在桥接弹簧片厚度h和宽度b一定时，通过改变位于夹持装置尾部和夹持装置尖端之间桥接弹簧片的长度l，即可实现调节夹持装置夹持力的目的；

步骤五、根据不同长度l计算出的弹力，在桥接弹簧片的长条孔上标记不同弹力所对应的长度刻度，即可根据所需夹持力，确定桥接弹簧片应该伸出夹持装置尖端的长度，以此得到长度l与不同夹持力的对应关系。

本发明至少包括以下有益效果：本夹持装置通过设置在中部的桥接弹簧片长度、厚度以及形变量大小来调整夹持力大小，不再依赖人为手部施力大小来控制夹持力大小，传导到夹持装置尖端的夹持力只由桥接弹簧片决定，避免了被夹芯片因夹持力过大而损坏或夹持力过小而脱落，通过调节桥接弹簧片长度及形变量即可调节夹持力大小，结构简单，成本低，适用性强。在桥接弹簧片上设置了长条孔，在夹持装置尖端上设置了插槽，这两个结构的设置实现了桥接弹簧片长度调节的功能；设置为电动夹持机构的夹持装置尾部节省了人力操作，相对于形变量δ固定的u型结构，电动夹持机构增大了形变量δ变化的范围，适用范围更广。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明：

图1为本发明提供的夹持力可控的夹持装置夹持尖端结构示意图；

图2为本发明提供的夹持力可控的夹持装置桥接弹簧片结构示意图；

图3为本发明采用u型结构作为夹持装置尾部的结构示意图；

图4为本发明夹持装置尾部采用电动夹持机构的结构示意图；

图5为本发明采用电动夹持机构未安装固定块的正面结构示意截面图；

图6为本发明提供的夹持力可控的夹持装置固定块结构示意图；

图7为本发明提供的夹持力可控的夹持装置滑轨结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-7所示：本发明的一种夹持力可控的夹持装置，包括：

夹持装置尾部1，其上设置有u型槽101，u型槽101中设置有安装孔位102；

夹持装置尖端2，其上设置有插槽201，所述插槽201中设置有安装孔位203；桥接弹簧片3，其上设置有安装孔位302，桥接弹簧片3一端安装在所述夹持装置尾部1的u型槽101中，另一端通过长条孔301安装在夹持装置尖端2的插槽201中。

在上述技术方案中，所述夹持装置尾部1、桥接弹簧片3和夹持装置尖端3之间的连接方式为螺栓连接。

在上述技术方案中，所述夹持装置尾部1优选为u型结构，这种设置结构简单，操作简便，只需要操作人员用手对u型结构施加压力，即可完成对芯片的夹持操作。

在上述技术方案中，所述夹持装置尾部1优选为电动夹持机构，所述电动夹持机构包括以下结构：

夹持外壳4；

步进电机5，其固定设置在所述夹持外壳4内，且步进电机5的电机轴6上固定安装有传动凸轮7；两个传动杆8，其分别转动安装在所述传动凸轮7两端；

滑轨16，其设置在所述夹持外壳4前端，且滑轨16中部设置有镂空结构的矩形通槽161；u型滑块，其连接端902活动穿设在滑轨中部的矩形通槽161中，u型滑块前端901与所述滑轨16滑动接触，且u型滑块9与所述传动杆8为转动连接；固定块17，其固定安装在所述u型滑块9上，且所述u型槽101设置在固定块17上，所述桥接弹簧片安装在固定块的u形槽内侧；参见图4，步进电5驱动传动凸轮7逆时针转动时，两个u型滑块9相向靠近，使得固定在u型滑块上的固定块17带动桥接弹簧片3和夹持装置尖端2合拢，对芯片进行夹持；步进电5驱动传动凸轮7顺时针转动，桥接弹簧片3和夹持装置尖端2远离，释放所夹持的芯片。

在上述技术方案中，所述夹持装置尖端2上设置有夹持凹槽202，这种设置使得夹持装置尖端2对芯片的夹持更稳固，芯片不易脱落。

在上述技术方案中，本夹持装置夹持力确定方法包括以下步骤：

步骤一、将桥接弹簧片3安装在夹持装置尾部1和夹持装置尖端2之间，其中桥接弹簧片3的厚度为h，桥接弹簧片3的宽度为b，桥接弹簧片3的形变量为δ，桥接弹簧片3的最大形变量δmax为两个桥接弹簧片3之间的间距；

步骤二、通过调节安装孔位102和长条孔301的安装位置，调节桥接弹簧片3伸出夹持装置尖端2的长度，测量出桥接弹簧片3位于夹持装置尾部1和夹持装置尖端2之间的长度，记为l；

步骤三、根据步骤一、步骤二的数据，计算桥接弹簧片3的弹力，计算公式为：

其中e为桥接弹簧片3的弹性系数，弹力f即为本夹持装置夹持芯片的夹持力，同理可得出夹持装置可获得的最大夹持力fmax：

步骤四、由步骤三的桥接弹簧片3弹力计算公式可知，本夹持装置的夹持力大小与桥接弹簧片3厚度h、宽度b和位于夹持装置尾部1和夹持装置尖端2的桥接弹簧片长度l有关，因此通过改变桥接弹簧片3厚度h、宽度b，调节位于夹持装置尾部1和夹持装置尖端2之间桥接弹簧片3的长度l，可实现调节夹持装置夹持力的目的；在桥接弹簧片3厚度h和宽度b一定时，通过改变位于夹持装置尾部1和夹持装置尖端2之间桥接弹簧片的长度l，即可实现调节夹持装置夹持力的目的；

步骤五、根据不同长度l计算出的弹力，在桥接弹簧片3的长条孔301上标记不同弹力所对应的长度刻度，即可根据所需夹持力，确定桥接弹簧片3应该伸出夹持装置尖端2的长度，以此得到长度l与不同夹持力的对应关系。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。