[发明专利]一种适用于窄缝的微量点胶装置及方法

说明书

技术领域

本发明专利涉及点胶技术领域，尤其涉及一种适用于窄缝的微量点胶装置及方法。

背景技术

点胶技术广泛应用微装配、生物工程、快速制造等各个领域及行业，随着微机电系统（MEMS）迅猛发展，对微量点胶的要求越来越高。点胶技术追求着更微量、更快速、精度更高、可靠性更强的方向发展。

目前常见的点胶方式有：活塞式、螺杆泵式、喷射式和时间/压力式。活塞式点胶受到黏度、温度、气压等因素的影响较小，均一性较好，但体积在2μL-2mL内，且受点胶装置的结构限制，难以实现在窄逢内微量点胶。螺杆泵式点胶适用胶液粘度范围广，但受到螺杆参数的影响较大，分配精度较低。喷射式点胶具有胶滴均一性好、点胶速度快等优点，但受胶液粘度影响很大，很难适用于高粘度胶液，且用低粘度胶液进行高速点胶易产生卫星滴等现象，影响胶滴质量。由于点胶装置的结构限制，时间压力型虽然针头可以做得很细，但只能实现黏度小于500cp胶液的窄缝点胶，且由于原理上原因，无法保证点胶的均匀性。目前对于高黏度的胶液，国内外无法实现在窄缝内的微量点胶。

本发明在华南理工大学张勤提出的超微量点胶方法的基础上进一步改进，实现高速化微量点胶，最高频率能达130Hz，且解决了目前无法实现在窄逢（微米级）处的微量点胶。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的上述不足，提供一种适用于窄缝的微量点胶装置及方法，本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种适用于窄缝的微量点胶装置，包括驱动机构、移液针调整机构、微管调整机构，所述的驱动机构包括支撑架，安装在支撑架上的旋转马达、联轴器、偏心轮机构和与偏心轮机构连接的移液针安装板，所述旋转马达的输出端通过联轴器与偏心轮机构驱动连接；

所述的移液针调整机构包括安装在移液针安装板上的移液针夹持器和夹持固定在移液针夹持器上的移液针；

所述的微管调整机构包括微管支架、固定在所述微管支架上的微管，所述的微管支架包括具有x、y、z方向移动功能的微小调整模块和设置在微小调整模块上的姿态调整部件。

进一步地，所述的驱动机构传动部件为偏心轮机构和联轴器，所述偏心轮机构包括偏心轮、从动轴，所述从动轴固定安装在偏心轮上，所述从动轴通过联轴器与旋转马达相连接，移液针安装板上设置有与所述偏心轮相配合的圆孔。

进一步地，所述的偏心轮上设置多个偏心距不同的从动轴安装孔，从动轴带动偏心轮旋转，不同的从动轴安装孔用于改变移液针的运动行程，当需要不同的移液针的运动行程时，可选择相应的从动轴安装孔来固定从动轴。

进一步地，所述移液针夹持器包括外壳、设置在所述外壳空腔中的夹持轴、凸字形内套筒、下套筒、上套筒和压缩弹簧，所述外壳的空腔中设置有隔板，隔板中心设置有与所述的夹持轴中部滑动配合的导向孔，所述的夹持轴的上下两端对称设置有锥形夹持部，内部沿轴线设置有穿插移液针的通孔；所述的下套筒、上套筒为内设锥形通孔的Y形柱状结构，分别与夹持轴两端的锥形夹持部相配合；所述内套筒套在夹持轴上；所述压缩弹簧套在内套筒的小端上，其一端与内套筒的阶梯面接触，另一端与外壳内腔中的阶梯面相接触；所述内套筒的大端端面在压缩弹簧作用下紧抵于上套筒的阶梯面，所述下套筒的阶梯面在压缩弹簧作用下紧压于外壳下端面，所述的上套筒的上端面与外壳的止位端板之间嵌入有中空的T形挤压块。

进一步地，所述锥形夹持部包括三块相互间隔一定间隙的弹性夹片，各弹性夹片在所述下套筒、上套筒的锥形通孔作用下实现对移液针2的收拢夹紧和松开。

进一步地，所述移液针夹持器用于夹持和调节移液针，移液针夹持器中的移液针的伸出长度可调，移液针伸出微管的长度高于窄缝的深度1-2mm。

进一步地，所述的微管调整机构为可移动式，所述姿态调整部件固定安装在上述微小调整模块的前端，所述微管固定在所述姿态调整部件上。

进一步地，所述姿态调整部件由上至下依次包括微管夹紧部、球冠高度可调的三个支撑柱，通过调整三个支撑柱的高度，调节微管绕x、y轴的转动姿态。

本发明还公开了一种采用所述超微量点胶装置的点胶方法，包括步骤：

1）选择移液针，根据窄缝高度选择移液针的长度，根据窄缝宽度和胶液黏度，选择移液针先端的直径，移液针先端的直径为窄缝宽度的1/2~2/3倍；

2）安装移液针，用移液针夹持器夹持移液针，使移液针垂直于窄缝面，同时调整移液针的伸出长度，移液针伸出微管的长度大于窄缝高度1~2mm；