[發明專利]一種液滴微操作機械手及控制方法

有效

• 申請號: 201210554568.9
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN103009387A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 張勤;甘裕明;劉俊;青山尚之
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10;B25J9/14
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種液滴微操作機械手，其特征在于：包括上、下定位板及設在上、下定位板之間的定位環；上定位板上安裝有多個微型步進馬達；所述機械手還包括毛細微管，毛細微管的下端穿過定位環及下定位板；下定位板上安裝有與微型步進馬達相同數目的多個三角形連接板，每個微型步進馬達的絲桿式輸出軸與導軌均穿過定位環安裝在一個三角形連接板上，且該三角形連接板能夠沿著該微型步進馬達的導軌移動；毛細微管的下端環繞有與三角形連接板相同數目且拉直的多根鎢絲棒，每個鎢絲棒的上端與一個三角形連接板連接；每個鎢絲棒的下端也穿過下定位板，液體通過毛細微管流入鎢絲棒所圍成的環形區域并在鎢絲棒所圍成的環形區域的下端端面形成液滴。

2.根據權利要求1所述的液滴微操作機械手，其特征在于：所述鎢絲棒為6-10根，且鎢絲棒的下端面表面光滑。

3.根據權利要求2所述的液滴微操作機械手，其特征在于：所述鎢絲棒為6根，6根鎢絲棒的直徑一致，其長度為5cm-6cm，鎢絲棒直線度小于為0.008mm，其直徑為300μｍ-500μｍ。

4.根據權利要求3所述的液滴微操作機械手，其特征在于：微型步進馬達為6個，其單步移動的步長為小于0.3um。

5.根據權利要求4所述的液滴微操作機械手，其特征在于：微型步進馬達的頂端設有固定板，毛細微管的上端穿過該固定板；微型步進馬達的絲桿式輸出軸通過矩形螺母安裝在三角形連接板上,?矩形螺母能夠沿著微型步進電機的導軌運動,每個鎢絲棒通過膠水與對應的三角形連接板固定連接。

6.根據權利要求1-5任一項所述的液滴微操作機械手，其特征在于：所述毛細微管的外徑為1mm—0.5mm，內徑為0.3-0.7mm，且毛細微管的下端面縮進六根鎢絲棒的下端面1.5mm—2mm，液體通過注射器注入毛細微管中。

7.一種根據權利要求1-6任一項所述的液滴微操作機械手的控制方法，其特征在于：往毛細微管中注入液體，液體流經鎢絲棒所圍成的環形區域，在鎢絲棒所圍成的環形區域的下端端面形成液滴；通過控制各鎢絲棒的上下移動量，改變鎢絲棒所圍成的環形區域的下端端面形狀，使端面形成液滴的形態也隨之改變，基于表面張力吸附在液滴上的微小部件的姿態將隨之變化；當鎢絲棒的上下移動時，液滴的位置隨之改變，從而實現對于微小部件位置和姿態的控制。

8.根據權利要求7所述的控制方法，其特征在于：通過改變每根鎢絲棒的直徑和根數，從而調整微小部件姿態控制的精度。

9.根據權利要求7所述的控制方法，其特征在于：每根鎢絲棒分別由一個的微型步進馬達獨立驅動，每個微型步進馬達通過控制每根鎢絲棒的上下移動，改變鎢絲棒群所圍成的環形區域的下端端面形狀，控制液滴的形態，從而改變吸附在液滴表面的微小部件的姿態。

10.根據權利要求7所述的控制方法，其特征在于：通過改變液體的種類，從而可以改變吸附的微小部件的重量限度。