具体实施方式

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

图1为本申请示例性的光电-静电斥力复合驱动的微夹钳（基体半剖）的侧视图；图2为本申请示例性的一种第一夹持组件与基体装配结构的立体结构示意图；图3为本申请示例性的一种第一夹持组件与基体装配结构的俯视图；图4为本申请示例性的一种第一夹持组件、第二夹持组件以及基体（部分）的装配关系立体结构示意图；图5为本申请示例性的另一种第一夹持组件与基体装配结构的立体结构示意图；图6为本申请示例性的另一种第一夹持组件与基体装配结构的俯视图；图7为本申请示例性的另一种第一夹持组件、第二夹持组件以及基体（部分）的装配关系立体结构示意图；图8为本申请示例性的光电-静电斥力复合驱动的电路连接关系及工作原理示意图。

请参阅图1-图8，本申请示例性的一种光电-静电斥力复合驱动的微夹钳，包括基体30、电源组件、第一夹持组件10以及第二夹持组件20；

所述基体30内部形成有空腔（图中未标示），且基体30的一侧形成有与所述空腔连通的开口（图中未标示）；所述基体30的空腔内分别形成有平行的顶面和底面；所述第一夹持组件10安装在所述空腔的顶面，所述第二夹持组件20安装在所述空腔的底面；

所述电源组件安装在所述基体30外部，并与所述第一夹持组件10和所述第二夹持组件20电连接；

所述第一夹持组件10包括第一锚固块11、第一支撑弹簧12、第一固定电极16、第一接地电极15、第一移动电极17、第一支撑梁13以及第一爪勾14；所述第一锚固块11固定在所述空腔的顶面，所述第一支撑弹簧12的一端固定在所述第一锚固块11上，其另一端与所述第一支撑梁13的一端固定连接，所述第一支撑梁13的另一端与所述第一爪勾14固定连接；所述第一移动电极17安装在所述第一支撑梁13上，所述第一固定电极16和所述第一接地电极15分别安装在所述空腔的顶面，所述第一固定电极16与所述第一移动电极17平行且对应设置，第一固定电极16与所述第一接地电极15交错排布；

所述第二夹持组件20包括第二锚固块、第二支撑弹簧、第二固定电极、第二接地电极、第二移动电极、第二支撑梁以及第二爪勾24；所述第二锚固块固定在所述空腔的底面，所述第二支撑弹簧的一端固定在所述第二锚固块上，其另一端与所述第二支撑梁的一端固定连接，所述第二支撑梁的另一端与所述第二爪勾24固定连接；所述第二移动电极安装在所述第二支撑梁上，所述第二固定电极和所述第二接地电极分别安装在所述空腔的底面，所述第二固定电极与所述第二移动电极平行且对应设置，第二固定电极与所述第二接地电极交错排布；

所述第一支撑梁13与所述第二支撑梁分别贯穿所述基体30的开口；

所述第一爪勾14与所述第二爪勾24相对设置并形成夹爪；

所述第一移动电极17、所述第一固定电极16、所述第二移动电极以及所述第二固定电极分别与所述电源组件电连接，且极性相同。

在一些优选实施例中，所述电源组件包括第一极化陶瓷片41、第二极化陶瓷片42以及电路开关50，所述第一极化陶瓷片41与所述第二极化陶瓷片42通过导线分别首尾相连，并形成闭合回路；所述第一极化陶瓷片41安装在所述基体30的顶面，所述第二极化陶瓷片42安装在所述基体30的底面，且所述第一极化陶瓷片41与所述第二极化陶瓷片42的极化方向相反；

所述电路开关50的两极通过导线分别与所述第二极化陶瓷片42的两极连接，使得所述电路开关50与所述第二极化陶瓷片42串联，所述电路开关50与所述第一极化陶瓷片41并联；

所述第一移动电极17、所述第一固定电极16、所述第二移动电极以及所述第二固定电极的一端，分别连接在所述第一极化陶瓷片41与所述第二极化陶瓷片42之间的导线上；使得所述第一移动电极17、所述第一固定电极16、所述第二移动电极以及所述第二固定电极的极性相同。

在一些优选实施例中，所述第一接地电极15、所述第一固定电极16、所述第二接地电极以及所述第二固定电极分别呈梳齿状，所述第一接地电极15与所述第一固定电极16交错排布，所述第二接地电极与所述第二固定电极交错排布。

在一些优选实施例中，所述第一移动电极17与所述第二移动电极平行设置。

在一些优选实施例中，所述基体30为硅或者氮化硅材质。

在一些优选实施例中，还包括把手31，该把手31固定在所述基体30上。

在一些优选实施例中，所述第一接地电极15和所述第二接地电极分别为氮化硅材质。

在一些优选实施例中，所述第一移动电极17与所述第一固定电极16的间距为1-10um；所述第二移动电极与所述第二固定电极的间距为1-10um。

在一些优选实施例中，还包括第一光源51和第二光源52，所述第一光源51设置在所述第一极化陶瓷片41一侧，所述第二光源52设置在所述第二极化陶瓷片42一侧。

在一些优选实施例中，第一光源51和第二光源52发出的光分别为紫外光。

结合图2-图4，在一些优选实施例中，所述第一支撑梁13包括第一主梁131和第一副梁132，所述第一主梁131和所述第一副梁132分别垂直于所述第一移动电极17设置，且多个所述第一移动电极17的两端分别固定在所述第一主梁131和所述第一副梁132上；所述第二支撑梁（可参照第一支撑梁的结构）包括第二主梁和第二副梁，所述第二主梁和所述第二副梁分别垂直于所述第二移动电极设置，且多个所述第二移动电极的两端分别固定在所述第二主梁和所述第二副梁上；所述第一固定电极16与所述第一移动电极17对应设置，所述第二固定电极与所述第二移动电极对应设置。该示例中的第一移动电极17与另一个示例的第一移动电极17的排布方式不同，本示例中第一移动电极17沿长度方向设置，另一个示例中第一移动电极17沿宽度方向设置，沿宽度方向设置的第一移动电极17，其数量更多，面积更大，斥力更强，从而夹持和夹紧的效果更好。对于第一固定电极16、第二移动电极以及第二固定电极亦如此。

结合图5-图7，在一些优选实施例中，所述第一支撑梁13呈杆状，所述第一固定电极16、所述第一接地电极15、所述第一移动电极17分别垂直于所述第一支撑梁13的轴线设置，且所述第一移动电极17对称布置在所述第一支撑梁13的两侧；所述第二支撑梁呈杆状，所述第二固定电极、所述第二接地电极、所述第二移动电极分别垂直于所述第二支撑梁的轴线设置，且所述第二移动电极对称布置在所述第二支撑梁的两侧；所述第一支撑梁13的一端与所述第一爪勾14固定连接，其另一端与所述第一支撑弹簧12固定连接；所述第二支撑梁的一端与所述第二爪勾24固定连接，其另一端与所述第二支撑弹簧固定连接。

在一些优选实施例中，第一移动电极17、第一固定电极16、第二移动电极以及第二固定电极分别为金材质，或者分别为银材质；设置，第一移动电极17、第一固定电极16、第二移动电极以及第二固定电极分别为镀金或者镀银材质。

在一些优选实施例中，第一极化陶瓷片41和第二极化陶瓷片42分别为PLZT陶瓷。其中，PLZT陶瓷是指镧改性锆钛酸铅陶瓷。

在一些优选实施例中，基体30的一侧形成有把手31，该把手31用于抓握。

所述第二夹持组件20与所述第一夹持组件10的组成结构相同，但是两者的放置位置对称，并且工作原理相同。

本申请示例性的光电-静电斥力复合驱动的微夹钳的工作原理：

继续参阅图8，在一种状态下，电路开关50断开，第一光源51发光、第二光源52不发光。通过第一光源51的照射，使得第一极化陶瓷片41产生光生电压（或者光生伏特效应），此时由于电路开关50断开并且第二光源52不发光，使得电路开关50和第二极化陶瓷片42的电回路分别断开，第一极化陶瓷片41的低电位一端分别与第一移动电极17、第一固定电极16、第二移动电极以及第二固定电极连接，使得第一移动电极17、第一固定电极16、第二移动电极以及第二固定电极均为负极，由于同性相斥，且第一移动电极17与第二移动电极的间距，远大于第一移动电极17与第一固定电极16的间距；同时，第一移动电极17与第二移动电极的间距，远大于第二移动电极与第二固定电极的间距。所以，此时第一移动电极17和第二移动电极分别在斥力作用下，变得靠近，并带动第一爪勾14和第二爪勾24靠近夹紧，完成夹持动作。

在另一种状态下，电路开关50闭合，第一光源51不发光、第二光源52发光。通过第二光源52的照射，使得第二极化陶瓷片42产生光生电压（或者光生伏特效应），此时第二光源52不发光，使得第二极化陶瓷片42的电回路分别断开，同时由于电路开关50闭合，使得第一移动电极17、第一固定电极16、第二移动电极以及第二固定电极接入电路的正极（高电压），与上述状态的电性相反，进而使得正电荷与上述负电荷中和，最终使得第一移动电极17、第一固定电极16、第二移动电极以及第二固定电极均不带电。由于缺乏斥力，第一移动电极17与第一固定电极16靠近，第二移动电极与第二固定电极靠近；使得第一移动电极17远离第二移动电极，最终使得第一爪勾14远离第二爪勾24，恢复到初始的释放状态。

由于光照或者光源的控制，可以远程进行，同时又可以整体独立封装；这样，本申请示例性的光电-静电斥力复合驱动的微夹钳，可实现远程非接触式操控和快速响应，结构更为简洁，而且可以采取独立封装，避免外界扰动影响微夹钳的操纵精度，保证操作和加工的精度。

针对现有技术存在的问题，究其原因在于这些驱动方式均需导线与外界电源连接，从而无法实现独立封装，微小的扰动对系统产生的误差是不可忽略的，从而减小了精度，才导致上述缺点。具体地，首先，根本原因在于需要导线与外界电源连接，从而易受到外界扰动影响和引入电磁干扰，而由于微夹钳的控制属于微纳米级别，外界扰动和电磁干扰会极大地影响控制精度，甚至会造成误动作，造成微操纵任务失败；其次，目前静电驱动结构驱动行程受限（由于吸合效应），驱动电压高，且需要导线连接外电源供能。而本申请提供了一种无需外接电源连接的微夹钳，将光驱动特性与静电斥力驱动兼容性好、响应速度快和驱动行程不受限制等优势互补，以避免使用以上技术所造成的缺点。

本申请基于PLZT陶瓷反常光生伏特效应，利用光源（包括紫外光）照射下PLZT陶瓷的光生电压对静电斥力驱动结构驱动，实现光电-静电斥力复合驱动，克服了PLZT陶瓷光致应变直接驱动响应速度缓慢和不易集成等问题，还解决了静电吸引驱动结构驱动电压高、驱动行程短等问题，将光驱动特性与静电斥力驱动兼容性好、响应速度快和驱动行程不受限制等优势互补。本申请的微夹钳，尤其适用于真空、类真空等特殊独立环境中的微操作任务，可有效解决真空、类真空等特殊独立环境中微装配和微操纵的能量供给和非接触操控问题。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。