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一种集成微力检测的压电式微夹钳
维普资讯 第28卷第 1期 2006年1月 机器人 ROBOT VoJ1．28，No．1 an．，2006 文章编号：1002-0446(2006)01-0059-06 一 种集成微力检测的压电式微夹钳 蔡建华，黄心汉，吕遐东，王 敏 (华中科技大学控制科学与工程系，湖北武汉 430074) 摘 要：针对微装配任务设计了一种双悬臂梁结构的压电双晶片微夹钳，该微夹钳由两个压电双晶片驱动．建 立了压电双晶片的复合梁模型，并对它的微位移一电压特性、夹持力一应变特性进行了数学分析．通过检测悬臂梁 根部的应变信号实现对微夹钳夹持力的检测．实验证明该微夹钳工作可靠，能够满足微装配机器人装配任务的要 求． 关键词：压电双晶片；微夹钳；微力检测；微装配机器人 中图分类号：TP24 文献标识码：B A M icro-forceSensingIntegratedPiezoelectricM icrogripper CAIJian-hua，HUANGXin-han，LOXia-dong，WANGMin (DepartmentofControlScienceand 柳咖 ，Huazhong ofSceinceand Technology，Wuhan430074，China) Abstract：Amicrogripperwiththestructureofdualcantileversisdesignedtomeetthetaskofmicroassembly ． nadthemi． cmgripperisdrivenbytwopiezoelectricbimorphs．Wemodelthepiezoelectricbimorphnadgethtedisplacement．voltagere． 1afionshipnadforce—strainrelationship山eoreticaIy【．Thegrippercansen8ethegrippingforceaccordingtothestrainatthe baseofhtepiezoelectricbimorph．TheexperimentsindicatethatthegripperCna workreliablynadsafely，nadCallsatisfythe needsofmicmassemblytasks． Keywords：piezoelcetricbimorph；micmgripper；micro—forcesensing；micmassemblyrobot l 引言(Introduction) 成，结构比较复杂等． 本文设计了一种双悬臂梁结构的压电双晶片微 微装配机器人在微零件装配、微机 电系统 夹钳．在悬臂梁根部集成电阻应变片，通过检测应变 (MEMS)、精密光学等领域有着广泛的应用前景．而 信号同时实现微夹钳的闭环控制以及夹持力的检 微夹钳作为微装配机器人的末端执行器，直接决定 测．建立了压电双晶片的复合梁模型，分析了微夹钳 机器人的工作效果。研究具有微感知功能的微夹钳 悬臂梁的微位移一电压特性和夹持力一应变特性． 是微装配机器人研究中的一个重
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