[发明专利]基于毛细力的微操作装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于毛细力的微操作装置及方法，属于微操作技术领域，将液滴生成机构、移动操作机构和顶视图机构均设置在减振台上，在减振台上进行操作能够减小外部振动对微器件操作的影响，从而在毛细力的作用下完成对微器件的高效、高精度拾取、转移和释放。通过计算机能够集成控制微量推进泵、工业相机及三维电动位移平台，可实现微器件操作过程的自动化控制。本发明的基于毛细力的微操作装置结构简单，能够实现自动化控制，操作方便，易于实现工业化生产。

技术领域

本发明属于微操作设备技术领域，具体涉及一种基于毛细力的微操作装置及方法。

背景技术

随着智能设备与可穿戴设备的出现，进一步促进了电子产品向微小型化、多功能化、柔性化的方向发展，人们对电子产品的质量也提出了越来越高的要求。然而由于尺度效应的存在，使得对微器件的操作变得十分具有挑战性。目前常见的微操作技术主要分为接触式和非接触式：接触式微操作方法是基于压电、真空等。非接触式的微操作方法则是基于场力，例如电场、磁场、光、声波。

但是，现有技术中，接触式微操作方法容易对微型器件造成损坏，而基于场力的非接触式微操作装置易受外部因素干扰，且通常对器件材料有特殊要求，如基于磁场力，通常需要微器件本身具备磁性或做磁化处理；基于静电力，会产生静电破坏；基于光镊，会产生光损伤。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于毛细力的微操作装置及方法，采用常规材料和部件，利用非接触的方式实现对微器件的高效、高精度拾取、转移、释放。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开的基于毛细力的微操作装置，包括减振台，液滴生成机构，移动操作机构，斜视图机构，控制器以及计算机；

所述液滴生成机构包括微量推进泵和注射针头，微量推进泵上设置有第一注射器及第二注射器，使用时，第一注射器及第二注射器能够与注射针头连接；

所述移动操作机构包括电动移动平台和手动移动平台，电动移动平台为XYZ三维电动位移平台，手动移动平台包括XY二维手动移动平台和XYZ三维手动移动平台，上述三个移动平台均通过其各自的Y轴移动台固定在减振台上；

注射针头可拆卸固定在XYZ三维电动位移平台上，在XY二维手动移动平台上可拆卸固定有载物台；

在所述XYZ三维手动移动平台上设有第一显微镜头，在第一显微镜头上可拆卸连接有第一工业相机；

所述斜视图机构，包括第二显微镜头及与其可拆卸相连的第二工业相机，以及用于调整第二显微镜头和第二工业相机的位置及角度的调节机构；

所述控制器与计算机电性相连，计算机能够集成控制XYZ三维电动位移平台、微量推进泵、第一工业相机及第二工业相机作业。

优选地，所述第一显微镜头通过第一镜头夹持器可拆卸固定在所述XYZ三维手动移动平台上。

优选地，所述调节机构包括安装在减振台上的连接块，连接块上设有支撑杆，第二显微镜头通过第二镜头夹持器连接在支撑杆上。

优选地，所述注射针头设有若干个，所述第一注射器及第二注射器能够通过不同直径的塑料软管与若干个注射针头密封连接。

优选地，所述注射针头通过针头夹持器固定在XYZ电动位移平台上。

优选地，所述微量推进泵上还设置有手动操作面板，能够利用手动输入的方式对液体的输送量与速度进行控制。

优选地，所述控制器为四通道伺服控制器，XYZ三维电动位移平台的三个马达分别接至四通道伺服控制器的其中三个通道上；微量推进泵、第一工业相机及第二工业相机均采用自带电缆与所述计算机相连。