磁致伸缩式微装配系统的制作方法

本实用新型涉及微驱动技术领域，具体涉及一种磁致伸缩式微装配系统。

背景技术：

磁致伸缩式微装配系统是微操作系统中的关键，将微夹钳的运动推向二维，把微夹钳的运动自由度提高了。作为一种典型的微执行系统，磁致伸缩式微装配系统在微细零件加工、装配、生物医学工程和光学等领域已呈现出广泛的应用前景。压电陶瓷材料是一种广泛应用在微执行器领域的材料，利用压电陶瓷的逆压电效应，可方便地实现精密的位置控制，制成微动夹钳，例如蔡建华在其论文《新型微夹钳技术研究》中提出的一种基于压电双晶片驱动的微夹钳。虽然压电驱动微夹钳变形分辨率高、相应快、对温度不敏感、工作频率宽，但同时其驱动电压高、变形量小、与半导体工艺难兼容。

Galfenol材料是一种新型的磁致伸缩材料，具有大应变、高精度、输出力大、响应快速及可靠性高等优势，并且具有优良的机械性能，是构造精密驱动器的理想材料。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种以Galfenol薄片为驱动源的变形精度高、驱动电压低的磁致伸缩式微装配系统。本实用新型所采用的技术方案是：一种磁致伸缩式微装配系统，包括夹持部分和精密电动升降平台，所述夹持部分包含钳体，所述钳体一端封闭，另一端开口，钳体外部缠绕线圈；钳体内设有两片平直的弹片，两片弹片相对设置，弹片的一端与钳体的封闭端面连接，弹片的另一端伸出钳体的开口端并互相靠近；弹片位于钳体内部的内侧面上粘贴Galfenol薄片，Galfenol薄片的最大磁致伸缩方向与弹片的长度方向一致，所述精密电动升降平台包括精密弹簧、非导磁弹性板材支撑架、精密弹簧轨和固定板，所述精密弹簧轨为电动可伸缩杆，精密弹簧轨一端和所述非导磁弹性板材支撑架固定连接，另一端固定连接所述固定板，所述钳体固定在固定板上，所述精密弹簧套在精密弹簧轨上，精密弹簧的一端固定在所述非导磁弹性板材支撑架上，另一端固定在精密弹簧轨的伸缩部位上，用于防止突然的上升和下降损坏微夹钳。

进一步地，所述钳体、弹片为一体化成型结构，采用非导磁弹性板材整体切割而成。

进一步地，所述Galfenol薄片呈长矩形，厚度为0.3～0.5mm，所述钳体的壁厚超过10mm，所述弹片的厚度为0.8～1mm，弹片位于钳体内的长度与其伸出钳体外的长度的比值大于1：1。

进一步地，所述固定板和所述精密弹簧轨之间、所述精密弹簧轨和所述非导磁弹性板材支撑架之间至少有一处采用螺纹连接。

本实用新型的工作原理和有益效果是：

磁致伸缩薄片在通电的线圈磁场中沿弹片长度方向伸长，驱动弹片弯曲变形，弹片的弯曲度随磁致伸缩薄片的伸长量增大而增大；弹片向内弯曲，两夹钳的口距逐渐加大。此时可以移动微动夹钳，使得其放在被夹物中间。当微动夹钳移动到合适的位置时，断开电源。由于失去磁场的作用，磁致伸缩薄片恢复原来状态，两弹片开始恢复原来的状态，由于弹片具有微小弹性能力，实现微距夹持。本实用新型可通过调整线圈电流的大小来控制夹持范围。

精密电动升降平台由精密弹簧、非导磁弹性板材制作而成，主要用于调微夹钳的升降，增加了其运动的自由度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型所述夹持部分的结构示意图；

图2为本实用新型的总体结构图；

其中：1、线圈；2、钳体；3、Galfenol薄片；4、弹片；5、精密弹簧轨；6、精密弹簧；7、非导磁弹性板材支撑架；8、固定板。

具体实施方式

下面结合附图，并结合实施例对本实用新型做进一步的说明。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内侧”、“外侧”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，仅为方便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必须具有特定的方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1和图2所示，一种磁致伸缩式微装配系统，包括夹持部分和精密电动升降平台。所述夹持部分包含钳体2，钳体2一端封闭，另一端开口，钳体2外部缠绕线圈1。钳体2内设有两片平直的弹片4，两片弹片4相对设置，弹片4的一端与钳体2的封闭端面连接，弹片4的另一端伸出钳体2的开口端并互相靠近；弹片4位于钳体2内部的内侧面上粘贴Galfenol薄片3，Galfenol薄片3的最大磁致伸缩方向与弹片4的长度方向一致。所述精密电动升降平台包括精密弹簧6、非导磁弹性板材支撑架7、精密弹簧轨5和固定板8，精密弹簧轨5为电动可伸缩杆，精密弹簧轨5一端和非导磁弹性板材支撑架7固定连接，另一端固定连接固定板8，钳体2固定在固定板8上；精密弹簧6套在精密弹簧轨5上，精密弹簧6的一端固定在非导磁弹性板材支撑架7上，另一端固定在精密弹簧轨5的伸缩部位上，用于防止突然的上升和下降损坏微夹钳。

钳体、弹片为一体化成型结构，采用非导磁弹性板材整体切割而成。Galfenol薄片3加工成长矩形，厚度选用0.3～0.5mm均能获得良好效果；钳体2的壁厚为10mm；Galfenol弹片3的厚度选用0.8～1mm，弹片位于钳体内的长度与其伸出钳体外的长度的比值大于1：1。

以上对本实用新型所提供的技术方案进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。