一種面向光纖相位對準操作的復合式微夾鉗制造技術

本發明專利技術涉及微操作技術領域，特指一種面向光纖相位對準操作的復合式微夾鉗，包括壓電陶瓷微夾鉗、真空微夾鉗、真空吸附器、壓電陶瓷微致動器、基座與微型直流電機，壓電陶瓷微夾鉗與真空微夾鉗固定安裝于基座上，壓電陶瓷微致動器一安裝于壓電陶瓷微夾鉗的柔性鉸鏈與基座一之間，壓電陶瓷微致動器二安裝于真空微夾鉗的柔性鉸鏈與基座二之間，微型直流電機安裝于基座的凸臺上，真空吸附器安裝于真空微夾鉗上。本發明專利技術具有吸附夾持和旋轉搓動功能，微夾鉗末端既能通過吸附實現對光纖的吸附夾持避免損壞光纖表層，又能通過微夾鉗手指對光纖的旋轉搓動以實現光纖的相位對準操作。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及微操作
，特指一種面向光纖相位對準操作的復合式微夾鉗。
技術介紹
MEMS光開關的裝配是一個將光纖與硅芯片集成在一起的微裝配過程，需要用微夾鉗來抓取光纖，并將其準確地放入芯片上的輸入槽與輸出槽中，為了保證光路耦合效率，MEMS光開關裝配時需要滿足輸入槽與輸出槽中的光纖相位對準，由于光纖的尺寸比較小，直徑大約90微米，光纖與硅芯的裝配精度要求較高，并且光纖比較脆，直接夾取容易損傷表面，光纖的相位對準過程往往需要繞著光纖軸轉動光纖，然而這是傳統微夾鉗難于達到的。傳統的方法是通過讓微夾鉗整體繞一個圓弧形的軸承轉動來實現，但由于軸承間存在較大的間隙和摩擦力，這種方法很難滿足光纖精密對準的要求，因此需要高精度的既有吸附夾持又有旋轉搓動功能的復合式微夾鉗。微夾鉗具有三種常見的末端夾持方式：平行夾持、角夾持和真空吸附夾持。真空吸附夾持主要用于脆、易碎和易變形且表面光滑的微小物件的夾持和平面上的操作，由于光纖比較脆，易于損傷表面，故需要采用真空吸附夾持。
技術實現思路
針對以上問題，本專利技術提供了一種面向光纖相位對準操作的復合式微夾鉗，其具有吸附夾持和旋轉搓動功能，微夾鉗末端既能通過吸附實現對光纖的吸附夾持避免損壞光纖表層，又能通過微夾鉗手指對光纖的旋轉搓動以實現光纖的相位對準操作。為了實現上述目的，本專利技術采用的技術方案如下：一種面向光纖相位對準操作的復合式微夾鉗，包括壓電陶瓷微夾鉗、真空微夾鉗、真空吸附器、壓電陶瓷微致動器、基座與微型直流電機，壓電陶瓷微致動器包括壓電陶瓷微致動器一與壓電陶瓷微致動器二，基座包括基座一與基座二，壓電陶瓷微夾鉗固定安裝于基座一上，壓電陶瓷微致動器一安裝于壓電陶瓷微夾鉗的柔性鉸鏈與基座一之間，真空微夾鉗固定安裝于基座二上，壓電陶瓷微致動器二安裝于真空微夾鉗的柔性鉸鏈與基座二之間，基座一上設有凸臺，微型直流電機安裝于凸臺上，基座二通過微型直流電機安裝于基座一上，真空吸附器安裝于真空微夾鉗上。進一步而言，所述基座一上設有Y軸向板，基座二上設有X軸向板，X軸向板上設有沉頭孔一，沉頭孔一配合設有緊頂螺釘二，緊頂螺釘二穿過沉頭孔一后螺紋連接于壓電陶瓷微致動器二，Y軸向板上設有沉頭孔二，沉頭孔二配合設有緊頂螺釘一，緊頂螺釘一穿過沉頭孔二后螺紋連接于壓電陶瓷微致動器一。進一步而言，所述真空微夾鉗一側設有真空吸附器接頭，真空微夾鉗另一側設有吸附端，真空吸附器配合安裝于真空吸附器接頭上，吸附端上設有V型槽。進一步而言，所述基座一上設有通孔一，基座二上設有通孔二，微型直流電機的軸穿于通孔一與通孔二內，并通過多個螺釘固定，微型直流電機驅動基座二運動，基座二帶動真空微夾鉗運動。進一步而言，所述壓電陶瓷微夾鉗與真空微夾鉗采用非對稱安裝于基座上，壓電陶瓷微夾鉗與真空微夾鉗通過多個螺栓固定安裝于基座上。進一步而言，所述壓電陶瓷微致動器一采用RP150/5*5/30型號，所述壓電陶瓷微致動器二采用RP150/5*5/20型號。本專利技術有益效果：本專利技術所述壓電陶瓷微夾鉗與真空微夾鉗采用柔性鉸鏈杠桿機構設計，采用整塊板材線切割后裝配而成，相比傳統微夾鉗，其具有無間隙、無潤滑、無摩擦等優點，采用壓電陶瓷微致動器作為驅動源，可方便實現微夾鉗夾持末端的高精度定位；本專利技術所述復合式微夾鉗具有吸附夾持和旋轉搓動功能，并通過壓電陶瓷微夾鉗與真空微夾鉗協同作業完成對光纖相位調整及裝配的操作任務，有效避免損壞光纖表層；本專利技術所述壓電陶瓷微夾鉗與真空微夾鉗采用非對稱安裝于基座上，更加緊湊簡潔，有效節約成本和加工難度，且協同作業可控性更高。附圖說明圖1是本專利技術整體結構圖；圖2是本專利技術基座結構圖；圖3是本專利技術真空微夾鉗結構圖；圖4是本專利技術壓電陶瓷微夾鉗結構圖；圖5是本專利技術真空微夾鉗與壓電陶瓷微夾鉗對比圖；圖6是本專利技術夾持端放大圖；圖7是本專利技術變形點結構圖；圖8是本專利技術運動示意圖。1、壓電陶瓷微夾鉗；2、真空微夾鉗；21、吸附端；22、V型槽；3、真空吸附器；4、壓電陶瓷微致動器一；41、壓電陶瓷微致動器二；5、基座一；50、基座二；6、光纖；7、真空吸附器接頭；8、X軸向板；81、沉頭孔一；9、Y軸向板；91、沉頭孔二；10、螺栓；11、緊頂螺釘一；12、微型直流電機；13、螺釘；14、凸臺；15、通孔一；151、通孔二；161、切縫；162、板材；164、通孔三；18、緊頂螺釘二。具體實施方式下面結合附圖與實施例對本專利技術的技術方案進行說明。如圖1所示，本專利技術所述一種面向光纖相位對準操作的復合式微夾鉗，包括壓電陶瓷微夾鉗1、真空微夾鉗2、真空吸附器3、壓電陶瓷微致動器、基座與微型直流電機12，壓電陶瓷微致動器包括壓電陶瓷微致動器一4與壓電陶瓷微致動器二41，基座包括基座一5與基座二51，壓電陶瓷微夾鉗1固定安裝于基座一5上，壓電陶瓷微致動器一4安裝于壓電陶瓷微夾鉗1的柔性鉸鏈與基座一5之間，真空微夾鉗2固定安裝于基座二51上，壓電陶瓷微致動器二41安裝于真空微夾鉗2的柔性鉸鏈與基座二51之間，基座一5上設有凸臺14，微型直流電機12安裝于凸臺14上，基座二51通過微型直流電機12安裝于基座一5上，真空吸附器3安裝于真空微夾鉗2上。以上所述構成本專利技術基本結構。本專利技術采用將壓電陶瓷微夾鉗1固定安裝于基座一5上，并將壓電陶瓷微致動器一4安裝于壓電陶瓷微夾鉗1的柔性鉸鏈與基座一5之間，通過壓電陶瓷微致動器一4帶動壓電陶瓷微夾鉗1，可使壓電陶瓷微夾鉗1夾持端高精度定位，將真空微夾鉗2固定安裝于基座二51上，并將壓電陶瓷微致動器二41安裝于真空微夾鉗2的柔性鉸鏈與基座二51之間，通過壓電陶瓷微致動器二41帶動真空微夾鉗2，可使真空微夾鉗2夾持端高精度定位，采用壓電陶瓷微夾鉗1與真空微夾鉗2協同工作實現對光纖6旋轉搓動功能，同時真空微夾鉗2上設有真空吸附器3，起到對光纖6的吸附夾持功能，避免損壞光纖6表層。更具體而言，所述基座一5上設有Y軸向板9，基座二51上設有X軸向板8，X軸向板8上設有沉頭孔一81，沉頭孔一81配合設有緊頂螺釘二18，緊頂螺釘二18穿過沉頭孔一81后螺紋連接于壓電陶瓷微致動器二41，Y軸向板9上設有沉頭孔二91，沉頭孔二91配合設有緊頂螺釘一11，緊頂螺釘一11穿過沉頭孔二91后螺紋連接于壓電陶瓷微致動器一4。采用這樣的設置，通過壓電陶瓷微致動器二41帶動真空本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種面向光纖相位對準操作的復合式微夾鉗，包括壓電陶瓷微夾鉗(1)、真空微夾鉗(2)、真空吸附器(3)、壓電陶瓷微致動器、基座與微型直流電機(12)，其特征在于：所述壓電陶瓷微致動器包括壓電陶瓷微致動器一(4)與壓電陶瓷微致動器二(41)，所述基座包括基座一(5)與基座二(51)，所述壓電陶瓷微夾鉗(1)固定安裝于基座一(5)上，所述壓電陶瓷微致動器一(4)安裝于壓電陶瓷微夾鉗(1)的柔性鉸鏈(17)與基座一(5)之間，所述真空微夾鉗(2)固定安裝于基座二(51)上，所述壓電陶瓷微致動器二(41)安裝于真空微夾鉗(2)的柔性鉸鏈(17)與基座二(51)之間，所述基座一(5)上設有凸臺(14)，所述微型直流電機(12)安裝于凸臺(14)上，所述基座二(51)通過微型直流電機(12)安裝于基座一(5)上，所述真空吸附器(3)安裝于真空微夾鉗(2)上。

【技術特征摘要】
1.一種面向光纖相位對準操作的復合式微夾鉗，包括壓電陶瓷微夾鉗(1)、
真空微夾鉗(2)、真空吸附器(3)、壓電陶瓷微致動器、基座與微型直流電機
(12)，其特征在于：所述壓電陶瓷微致動器包括壓電陶瓷微致動器一(4)與
壓電陶瓷微致動器二(41)，所述基座包括基座一(5)與基座二(51)，所述壓
電陶瓷微夾鉗(1)固定安裝于基座一(5)上，所述壓電陶瓷微致動器一(4)
安裝于壓電陶瓷微夾鉗(1)的柔性鉸鏈(17)與基座一(5)之間，所述真空
微夾鉗(2)固定安裝于基座二(51)上，所述壓電陶瓷微致動器二(41)安裝
于真空微夾鉗(2)的柔性鉸鏈(17)與基座二(51)之間，所述基座一(5)
上設有凸臺(14)，所述微型直流電機(12)安裝于凸臺(14)上，所述基座二
(51)通過微型直流電機(12)安裝于基座一(5)上，所述真空吸附器(3)
安裝于真空微夾鉗(2)上。
2.根據權利要求1所述一種面向光纖相位對準操作的復合式微夾鉗，其特征
在于：所述基座一(5)上設有Y軸向板(9)，所述基座二(51)上設有X軸
向板(8)，所述X軸向板(8)上設有沉頭孔一(81)，所述沉頭孔一(81)配
合設有緊頂螺釘二(18)，所述緊頂螺釘二(18)穿過沉頭孔一(81)后螺紋連
接于壓電陶瓷微致動器二(41)，所述Y軸向板(9)上設有沉頭孔二(91)，
所述沉頭孔二(91)配合...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳國良，肖乾亮，朱咸強，馬輝，馮永，張釧釧，
申請(專利權)人：武漢理工大學，
類型：發明
國別省市：湖北;42