一種適用于微小透光零件的照明夾持器和夾持方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微小透光零件的照明夾持器，該照明夾持器包括：固定組件，包括聯(lián)接件、LED貼片和緊定螺釘；移動(dòng)組件包括定位件、玻璃板、靜電薄膜和壓圈；光源控制器包括變壓器和電位計(jì)；聯(lián)接件對(duì)照明夾持器進(jìn)行固定和支撐；LED貼片膠接于聯(lián)接件內(nèi)底面上，實(shí)現(xiàn)照明；定位件放置在聯(lián)接件的頂部；玻璃板放置在定位件的圓柱槽上；壓圈用于固定玻璃板；靜電薄膜放置在玻璃板上，夾持微小透光零件；緊定螺釘對(duì)移動(dòng)組件進(jìn)行固定和拆卸；電位計(jì)用于調(diào)節(jié)輸出給LED貼片的電壓；變壓器為電位計(jì)輸出電壓。本發(fā)明利用背光照明和靜電吸附方式實(shí)現(xiàn)了微小透光零件的照明和夾持，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便、重復(fù)定位精度高，可應(yīng)用于微小透光零件的裝配檢測等領(lǐng)域。
【專利說明】一種適用于微小透光零件的照明夾持器和夾持方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微小零件操作領(lǐng)域，尤其是一種適用于微小透光零件的照明夾持器和夾持方法。
【背景技術(shù)】
[0002]微小零件尤其是亞毫米級(jí)微小零件的夾持一直是微操作領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。常見的微小零件夾鉗類型有真空夾鉗、靜電夾鉗、液壓夾鉗、氣動(dòng)夾鉗、壓電夾鉗、記憶合金夾鉗和熱夾鉗等。夾鉗設(shè)計(jì)的力太大，會(huì)損壞零件，太小又容易使得零件滑落。夾鉗的重復(fù)定位精度也非常重要，好的重復(fù)定位精度可以避免更換零件時(shí)零件或者其上的特征超出顯微視覺系統(tǒng)的景深或者視場。另外，從零件的下方打背光對(duì)零件進(jìn)行照明對(duì)于操作空間擁擠的微操作平臺(tái)和顯微成像系統(tǒng)來說都是很好的解決辦法。調(diào)研結(jié)果顯示，目前國內(nèi)外文獻(xiàn)中還沒有既能夾持微小透明零件又能提供背光照明的夾持器和相應(yīng)的夾持方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為了實(shí)現(xiàn)對(duì)于亞毫米級(jí)微小透光零件的高重復(fù)定位精度夾持，提供背光照亮零件的輪廓以及零件上的特征孔，滿足零件微裝配任務(wù)的需要，本發(fā)明提供一種適用于微小透光零件的集照明和夾持功能于一體的夾持器和夾持方法。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明一方面，提供一種微小透光零件照明夾持器，該照明夾持器包括:固定組件、移動(dòng)組件和光源控制器，其中:
[0005]所述固定組件包括聯(lián)接件、LED貼片和緊定螺釘；
[0006]所述移動(dòng)組件包括定位件、玻璃板、靜電薄膜和壓圈；
[0007]所述光源控制器包括變壓器和電位計(jì)；
[0008]所述聯(lián)接件與微操作平臺(tái)上對(duì)應(yīng)的零件操作機(jī)械手末端連接，用于對(duì)于所述照明夾持器進(jìn)行固定和支撐；
[0009]所述LED貼片膠接于所述聯(lián)接件的內(nèi)底面上，用于對(duì)待夾持的微小透光零件進(jìn)行照明；
[0010]所述定位件放置在所述聯(lián)接件的頂部，用于承載待夾持的微小透光零件；
[0011]所述玻璃板放置在所述定位件的圓柱槽上；
[0012]所述壓圈為圓環(huán)形狀，其上刻有與定位件的內(nèi)螺紋相配合的外螺紋，用于固定玻璃板；
[0013]所述靜電薄膜放置在所述玻璃板上，用于夾持所述微小透光零件；
[0014]所述緊定螺釘上設(shè)有外螺紋，與所述聯(lián)接件上的內(nèi)螺紋相配合，用于通過手動(dòng)擰緊和松開等操作對(duì)移動(dòng)組件進(jìn)行固定和拆卸；
[0015]所述電位計(jì)與LED貼片連接，用于通過旋鈕對(duì)于輸出給所述LED貼片的電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)；
[0016]所述變壓器與所述電位計(jì)連接，用于為所述電位計(jì)輸出電壓。[0017]根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供一種利用所述微小透光零件的照明夾持器實(shí)現(xiàn)微小透光零件照明和夾持的方法，該方法包括以下步驟:
[0018]步驟1，通過聯(lián)接件上的通孔，將照明夾持器安裝到微操作平臺(tái)上對(duì)應(yīng)的機(jī)械手末端;
[0019]步驟2，松開緊定螺釘，將移動(dòng)組件從固定組件上取下，放到高倍數(shù)顯微鏡下，將微小透光零件放置到靜電薄膜上，使得微小透光零件的中心盡量與玻璃板上的幾何中心標(biāo)志線重合；
[0020]步驟3，將移動(dòng)組件安裝到固定組件上，擰緊緊定螺釘；
[0021]步驟4，調(diào)節(jié)光源控制器以調(diào)節(jié)LED貼片的照明光強(qiáng)，照亮所述微小透光零件的輪廓及其上的細(xì)節(jié)特征，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于微小透光零件的夾持和照明。
[0022]本發(fā)明以亞毫米級(jí)微小透光零件為夾持對(duì)象，提供一種照明夾持器和相應(yīng)的夾持方法，該夾持器結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小，同時(shí)具有照明和夾持兩個(gè)功能，并且能夠保證零件重復(fù)定位的精度，照明光源的強(qiáng)度也可調(diào)整。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明微小透光零件照明夾持器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0025]圖1為本發(fā)明微小透光零件照明夾持器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，該照明夾持器包括:聯(lián)接件1、LED貼片2、緊定螺釘7、定位件3、玻璃板4、壓圈6、靜電薄膜5、變壓器9和電位計(jì)8，其中:
[0026]所述聯(lián)接件I與微操作平臺(tái)上對(duì)應(yīng)的零件操作機(jī)械手末端連接，用于對(duì)于所述照明夾持器進(jìn)行固定和支撐；
[0027]所述聯(lián)接件I呈“凹”形，其底部邊緣開設(shè)有與零件操作機(jī)械手末端相聯(lián)接的通孔，頂部設(shè)有與定位件3相配合的內(nèi)圓柱面和平面，側(cè)面開設(shè)有與緊定螺釘7相配合的螺紋孔；
[0028]所述LED貼片2使用高熔點(diǎn)膠膠接于所述聯(lián)接件I的內(nèi)底面上，用于對(duì)待夾持的微小透光零件進(jìn)行照明，在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述LED貼片2發(fā)白色光；
[0029]所述定位件3放置在所述聯(lián)接件I的頂部，用于承載待夾持的微小透光零件；
[0030]所述定位件3呈中通的“凸”形，其底面加工有與所述聯(lián)接件I相配合的外圓柱面和平面，中部加工有放置玻璃板4的圓柱槽,所述圓柱槽的一側(cè)開設(shè)有與壓圈6相配合的內(nèi)螺紋；
[0031]所述玻璃板4放置在所述定位件3的圓柱槽上；
[0032]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述玻璃板4由K9材料制成，其上刻有幾何中心的標(biāo)志線。
[0033]所述壓圈6為圓環(huán)形狀，其上刻有與定位件3的內(nèi)螺紋相配合的外螺紋，用于固定玻璃板4 ；
[0034]所述靜電薄膜5放置在所述玻璃板4上，用于夾持所述微小透光零件；[0035]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述靜電薄膜5透光，其背面帶有背膠，貼在所述玻璃板4的上表面，所述靜電薄膜5的正面可吸附放置在其上的待夾持微小透光零件；
[0036]其中，定位件3、玻璃板4、靜電薄膜5和壓圈6組成移動(dòng)組件；
[0037]所述緊定螺釘7上設(shè)有外螺紋，與所述聯(lián)接件I上的內(nèi)螺紋相配合，用于通過手動(dòng)擰緊和松開等操作對(duì)移動(dòng)組件進(jìn)行固定和拆卸；
[0038]其中，聯(lián)接件1、LED貼片2和緊定螺釘7組成固定組件；
[0039]所述電位計(jì)8與LED貼片2連接，用于通過旋鈕對(duì)于輸出給所述LED貼片2的電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述輸出給LED貼片2的電壓在0-5V之間變換。
[0040]所述變壓器9與所述電位計(jì)8連接，用于為所述電位計(jì)8輸出電壓，所述變壓器9的輸入為220V電壓，輸出為5V電壓。
[0041]其中，變壓器9和電位計(jì)8構(gòu)成光源控制器。
[0042]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述LED貼片2選用美國GREE生產(chǎn)的功率IOW電壓3.8V的自然白光燈珠；所述玻璃板4選用大恒光電生產(chǎn)的型號(hào)為GCG-YP929的分劃板；所述靜電薄膜5選用GEL PARK公司生產(chǎn)的Gel-film ;所述聯(lián)接件1、定位件3、壓圈6、變壓器8和電位計(jì)7自行設(shè)計(jì)加工和裝調(diào)。整個(gè)照明夾持器的外形尺寸為038mmX25.4mm。
[0043]根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供一種利用微小透光零件的照明夾持器實(shí)現(xiàn)微小透光零件照明和夾持的方法，該方法包括以下步驟:
[0044]步驟1，安裝照明夾持器:通過聯(lián)接件I上的通孔，將照明夾持器安裝到微操作平臺(tái)上對(duì)應(yīng)的機(jī)械手末端；
[0045]步驟2，安裝微小透光零件:松開緊定螺釘7，將移動(dòng)組件從固定組件上取下，放到高倍數(shù)顯微鏡下，人工將微小透光零件放置到靜電薄膜5上，使得微小透光零件的中心盡量與玻璃板4上的幾何中心標(biāo)志線重合；
[0046]步驟3，將移動(dòng)組件安裝到固定組件上，擰緊緊定螺釘7 ；
[0047]步驟4，調(diào)節(jié)光源控制器以調(diào)節(jié)LED貼片2的照明光強(qiáng)，照亮所述微小透光零件的輪廓及其上的細(xì)節(jié)特征，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于微小透光零件的夾持和照明。
[0048]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述被夾持微小透光零件為由半透明的CH材料制成的空心球形零件，零件外徑為0.5mm,壁厚50 μ m，表面打孔，孔徑約12 μ m。
[0049]按照所述的操作步驟反復(fù)進(jìn)行5次夾持，在顯微鏡下測量被夾持零件相對(duì)于夾持器固定組件的位置變化情況，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，被夾持零件的定位誤差在500 μ m以內(nèi)。
[0050]由上，本發(fā)明提供了一種適用于微小透光零件的照明夾持器，該夾持器可實(shí)現(xiàn)亞毫米級(jí)微小零件的高重復(fù)精度夾持和照明，該夾持器結(jié)構(gòu)簡單，外輪廓尺寸小，大大節(jié)省了微小零件的裝配檢測空間，保證了每次零件放置的位置不超出顯微檢測系統(tǒng)的視場和景深。
[0051]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種微小透光零件照明夾持器，其特征在于，該照明夾持器包括:固定組件、移動(dòng)組件和光源控制器，其中: 所述固定組件包括聯(lián)接件、LED貼片和緊定螺釘； 所述移動(dòng)組件包括定位件、玻璃板、靜電薄膜和壓圈； 所述光源控制器包括變壓器和電位計(jì)； 所述聯(lián)接件與微操作平臺(tái)上對(duì)應(yīng)的零件操作機(jī)械手末端連接，用于對(duì)于所述照明夾持器進(jìn)行固定和支撐； 所述LED貼片膠接于所述聯(lián)接件的內(nèi)底面上，用于對(duì)待夾持的微小透光零件進(jìn)行照明； 所述定位件放置在所述聯(lián)接件的頂部，用于承載待夾持的微小透光零件； 所述玻璃板放置在所述定位件的圓柱槽上； 所述壓圈為圓環(huán)形狀，其上刻有與定位件的內(nèi)螺紋相配合的外螺紋，用于固定玻璃板； 所述靜電薄膜放置在所述玻璃板上，用于夾持所述微小透光零件； 所述緊定螺釘上設(shè)有外螺紋，與所述聯(lián)接件上的內(nèi)螺紋相配合，用于通過手動(dòng)擰緊和松開等操作對(duì)移動(dòng)組件進(jìn)行 固定和拆卸； 所述電位計(jì)與LED貼片連接，用于通過旋鈕對(duì)于輸出給所述LED貼片的電壓進(jìn)行調(diào)節(jié); 所述變壓器與所述電位計(jì)連接，用于為所述電位計(jì)輸出電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明夾持器，其特征在于，所述聯(lián)接件呈“凹”形，其底部邊緣開設(shè)有與零件操作機(jī)械手末端相聯(lián)接的通孔，頂部設(shè)有與定位件相配合的內(nèi)圓柱面和平面，側(cè)面開設(shè)有與緊定螺釘相配合的螺紋孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明夾持器，其特征在于，所述定位件呈中通的“凸”形，其底面加工有與所述聯(lián)接件相配合的外圓柱面和平面，中部加工有放置玻璃板的圓柱槽，所述圓柱槽的一側(cè)開設(shè)有與壓圈相配合的內(nèi)螺紋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明夾持器，其特征在于，所述玻璃板由K9材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明夾持器，其特征在于，所述玻璃板上刻有幾何中心的標(biāo)志線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明夾持器，其特征在于，所述靜電薄膜透光，其背面帶有背膠，貼在所述玻璃板的上表面，所述靜電薄膜的正面可吸附放置在其上的待夾持微小透光零件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明夾持器，其特征在于，所述輸出給LED貼片的電壓在0-5V之間變換。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明夾持器，其特征在于，所述變壓器的輸入為220V電壓，輸出為5V電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明夾持器，其特征在于，所述LED貼片發(fā)白色光。
10.一種利用權(quán)利要求1所述的微小透光零件的照明夾持器實(shí)現(xiàn)微小透光零件照明和夾持的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 步驟1，通過聯(lián)接件上的通孔，將照明夾持器安裝到微操作平臺(tái)上對(duì)應(yīng)的機(jī)械手末端；步驟2，松開緊定螺釘，將移動(dòng)組件從固定組件上取下，放到高倍數(shù)顯微鏡下，將微小透光零件放置到靜電薄膜上，使得微小透光零件的中心盡量與玻璃板上的幾何中心標(biāo)志線重合； 步驟3，將移動(dòng)組件安裝到固定組件上，擰緊緊定螺釘； 步驟4，調(diào)節(jié)光源控制器以調(diào)節(jié)LED貼片的照明光強(qiáng)，照亮所述微小透光零件的輪廓及其上的細(xì)節(jié)特征，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于 微小透光零件的夾持和照明。
【文檔編號(hào)】B25J19/00GK103707280SQ201310722534
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】史亞莉, 李福東, 張正濤, 徐德 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所