[发明专利]一种高效纳米探针制备装置及控制方法

权利要求书

1.一种高效纳米探针制备装置，包括箱体，其特征在于，所述箱体上部设有顺次设置的送料装置、补液装置，所述箱体下部设有电化学刻蚀装置和PLC控制器；

所述送料装置包括设置在所述箱体上端面上的送料口、设置在所述送料口上方与之固连的送料盒、设置在所述送料盒下方与之相连的输丝管、与所述输丝管相连的支撑杆、与所述支撑杆弯折点滑动配合的滑轨、驱动所述支撑杆沿所述滑轨滑动的动力机构、设置在滑轨下方的外壳支撑板、与所述外壳支撑板相连的机芯外壳、设有机芯外壳下方与之相连的尖套、设置在所述尖套下方的剪切刀、设置在所述剪切刀下方的夹头；所述剪切刀、夹头和滑轨分别与所述箱体固连，所述箱体上设有检测夹头上校直钨丝的金属传感器，所述尖套内设有固定护芯管，所述支撑杆另一端设有与之相连的下压板，所述机芯外壳内设有顺次连接的机芯和卡头，所述机芯上端与所述下压板下端面固连，所述机芯外套设有弹簧，所述卡头和所述弹簧外套设有锁紧所述卡头的紧锁箍；

所述电化学刻蚀装置包括设置在箱体底面上与之转动配合的旋转圆台、与所述旋转圆台固连的固定锥台，所述旋转圆台上端面设有沿其周向等距排列的收纳盒，所述收纳盒上方相应位置处设有与之对应的液膜装置，所述液膜装置通过导电金属杆与所述固定锥台上端固连，所述箱体底面内设有蓄电池和驱动旋转圆台转动的刻蚀电机，所述固定锥台设置在所述旋转圆台中部、其下端穿过所述旋转圆台轴心与所述刻蚀电机转轴固连，所述固定锥台下端面设有与所述导电金属杆电连接的导电环，所述导电环、蓄电池、夹头上的校直钨丝串联形成刻蚀电路，所述刻蚀电路上设有继电器和电流传感器；所述PLC控制器与所述继电器、电流传感器、金属传感器、剪切刀、夹头、刻蚀电机、动力机构、补液装置相连。

2.根据权利要求1中所述一种高效纳米探针制备装置，其特征在于，所述补液装置包括设置在所述箱体上端面上的补液盒、设置在所述补液盒下方与之相连的补液管，所述补液管上设有控制补液管的蠕动泵，所述补液管上设有光纤传感器的探头，所述补液盒内设有电解液，所述光纤传感器设置在所述箱体上，所述PLC控制器与所述补液装置中的蠕动泵和光纤传感器相连。

3.根据权利要求2中所述一种高效纳米探针制备装置，其特征在于，所述动力机构包括设置在所述箱体侧壁上的输丝电机和凸轮机构，所述凸轮机构包括与箱体侧壁转动配合的凸轮、随凸轮从动的推杆、套设在推杆外的复位弹簧、与箱体侧壁固连的机架，所述输丝电机的转轴与所述凸轮中心固连，所述推杆设置在所述凸轮下方，所述推杆下端穿过所述机架与支撑杆的弯折端固连；所述PLC控制器与所述动力机构中的输丝电机相连。

4.根据权利要求3中所述一种高效纳米探针制备装置，其特征在于，所述箱体包括上箱板、左箱板、下箱板和右箱板，所述上箱板、左箱板和下箱板顺次连接形成匚字形结构，所述右箱板设置在所述上箱板下端面与所述左箱板平行设置，所述右箱板的长度小于所述左箱板的长度，所述左箱板、送料装置、右箱板与所述补液装置沿所述上箱板长度方向顺次设置。

5.根据权利要求4中所述一种高效纳米探针制备装置，其特征在于，所述滑轨包括设置在所述左箱板上的左滑轨和设置在所述右箱板上的右滑轨，所述左滑轨设置在所述左箱板与所述右箱板相对的侧面上，所述右滑轨设置在所述右箱板与所述左箱板相对的侧面上，所述左滑轨与所述右滑轨同向平行设置，所述支撑杆包括与所述左滑轨滑动连接的左支撑杆和与所述右滑轨滑动连接的右支撑板，所述左支撑板与所述右支撑板沿所述输丝管对称设置呈书名号状，所述左滑轨和所述右滑轨下端分别与所述外壳支撑板固连。

6.根据权利要求5中所述一种高效纳米探针制备装置，其特征在于，所述输丝管包括与送料盒螺纹连接的斗状上壳体、与支撑杆相连的下壳体，所述下壳体上端套设在所述上壳体内与之滑动配合。

7.根据权利要求6中所述一种高效纳米探针制备装置，其特征在于，所述外壳支撑板为肾形，所述支撑杆为L形，所述收纳盒至少为6个。

8.根据权利要求3所述的用于高效纳米探针制备装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：光纤传感器实时检测液膜装置并将检测数据传输给PLC控制器，PLC控制器将接受到的数据与预设的阈值进行判别，当光纤传感器发出的第一光信号与接受到的第二光信号的差值在预设的阈值范围内时，PLC控制器判别液膜装置上具有液膜，则PLC控制器控制刻蚀电机转动360°/N角度实现补液装置正对下一个液膜装置；当光纤传感器发出的第一光信号与接受到的第二光信号的差值不在预设的阈值范围内时，PLC控制器判别液膜装置上没有液膜，则控制蠕动泵工作对液膜装置进行补液，补液的同时光纤传感器实时检测并传输检测数据给PLC控制器处理直至PLC控制器判别液膜装置上具有液膜，PLC控制器控制蠕动泵停止工作并控制刻蚀电机带动旋转圆台转动360°/N角度实现补液管正对下一个液膜装置；

步骤2：重复步骤1直至PLC控制器判别刻蚀电机带动旋转圆台完成一个旋转周期，即完成对N个液膜装置的补液，PLC控制器控制刻蚀电机停止转动，所述旋转周期为旋转圆台旋转360°；

步骤3：PLC控制器输丝电机实现一次脉动出丝，金属传感器实时检测并将检测到的数据传输给PLC控制器，PLC控制器接收后并与预设的阈值进行判别；当金属传感器检测到的数值在预设的阈值范围内时判别液膜装置内具有校直钨丝；

当金属传感器检测到的数值不在预设的阈值范围内时则判别液膜装置内不具有校直钨丝，PLC控制器则控制输丝电机继续工作进行下一次脉动出丝直至PLC控制器判别液膜装置内具有校直钨丝；

步骤4：PLC控制器判别液膜装置内具有校直钨丝则控制输丝电机停止工作，控制夹头夹紧校直钨丝，控制剪切刀剪切校直钨丝；然后PLC控制器控制继电器导通刻蚀电路对剪切后的校直钨丝进行电化学刻蚀；

步骤5：电流传感器实时检测流经刻蚀电路的电流并传输给PLC控制器，PLC控制器接收后并与预设的阈值进行判别，当电流传感器检测到的数值在预设的阈值内时判别刻蚀电路完成纳米探针的制备；当电流传感器检测到的数值不在预设的阈值内时，PLC控制器控制继电器继续导通刻蚀电路直至PLC控制器判别刻蚀电路完成纳米探针的制备；PLC控制器判别刻蚀电路完成纳米探针的制备则控制继电器断开刻蚀电路，控制刻蚀电机带动旋转圆台转动360°/N角度实现送料装置正对下一个液膜装置；

步骤6：重复步骤3-步骤5直至PLC控制器判别刻蚀电机带动旋转圆台完成一个旋转周期，即完成与液膜装置数量相对应的N个纳米探针的制备，所述旋转周期为旋转圆台旋转360°。