[發明專利]一種基于液體薄層超聲效應的無接觸傳輸方法和裝置

有效

• 申請號: 202110432732.8
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113173424B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 閆娜;耿德路;魏炳波
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: B65G54/02
• 分類號: B65G54/02
• 代理公司: 北京知元同創知識產權代理事務所(普通合伙) 11535
• 代理人: 梁田;聶稻波

本發明公開了一種基于液體薄層超聲效應的無接觸傳輸方法和裝置，包括信號發生器和與其連接的功率放大器，功率放大器一端連接有用于顯示和監測輸出電信號波形特征的示波器，另一端與超聲換能器連接；變幅桿一端連接有超聲換能器，另一端緊密連接有發射端，且發射端的端面涂有液體介質薄層；電信號由信號發生器發出，經功率放大器放大后輸入至超聲換能器，將電信號轉換為機械振動并通過變幅桿放大后在發射端發出超聲波，在液體介質薄層的輔助下吸附起待吸附物體如液態、固態及藥物微單元等。利用超聲波在液體薄膜中產生的流體力學現象和空化效應等實現物體的吸附，吸附物體尺寸大，重量高，穩定性好，能夠實現對物體的長/中/短距離和長時間無接觸傳輸。

技術領域

本發明屬于超聲懸浮設備技術領域，具體而言，涉及一種基于液體薄層超聲效應的無接觸傳輸方法和裝置。

背景技術

隨著科學技術的不斷發展，電子電氣等行業對小型化和高精密生產的要求越來越高。許多元器件對表面精度有著極為苛刻的要求，由于傳統的接觸傳輸技術有著許多弊端，如在生產加工過程中的微小顆粒會劃傷材料表面、接觸部位會產生污染、磨損和變形等缺陷，這就要求傳統的接觸式操作方式亟需更新換代，這樣亟需出現一種可以降低工件表面機械磨損，元件加載力小且能夠有效避免材料接觸污染，降低次品率并提高加工效率的操控技術。采用非接觸傳輸技術對元器件進行加工處理，可有效降低表面的機械磨損，元件局部變形小，避免接觸過程中對材料的污染，降低次品率并提高加工效率。

發明內容

本發明旨在提供一種基于液體薄層超聲效應的無接觸傳輸方法和裝置，利用液體薄層中的超聲效應實現對物體的吸附能力，從而實現對物體的長/中/短距離傳輸。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種基于液體薄層超聲效應的無接觸傳輸裝置，包括信號發生器和與其連接的功率放大器，功率放大器一端連接有用于顯示和監測輸出電信號波形特征的示波器，另一端與超聲換能器連接；變幅桿一端與超聲換能器緊密連接，另一端緊密連接有發射端，發射端的端面上涂有液體介質薄層；電信號由信號發生器發出，經由功率放大器放大后輸入至超聲換能器，超聲換能器將電信號轉換為機械振動并通過變幅桿放大后在發射端發出超聲波，在液體介質薄層的輔助下吸附起待吸附物體。

根據本發明，所述發射端的端面為平面，其尺寸為5～50mm。

根據本發明，所述液體介質薄層的厚度為10μm～5mm。

根據本發明，在所述發射端的端面周側設置有液體霧化器或濕度儀，以降低和測定液體介質的蒸發速率。

根據本發明的另一方面，還提供了一種基于液體薄層超聲效應的無接觸傳輸裝置傳輸吸附物體的方法，包括以下步驟：S1、在發射端的端面上加載液體介質薄層；S2、打開信號發生器的開關，輸出電信號經過功率放大器放大后輸入至超聲換能器，超聲換能器將功率放大器放大后輸入的電信號轉換為機械振動并通過變幅桿放大后在發射端發出超聲波；S3、在液體介質薄層的輔助下吸附起待吸附物體。

根據本發明，通過示波器顯示和監測輸出電信號的波形特征。

根據本發明，液體介質薄層為有機溶液或無機溶液，優選為水、酒精、硅油和細胞培養液體等。

根據本發明，液體介質的表面張力為1～1000mN/m；黏度為0.1～1000mPa·s。

本發明的有益效果