[发明专利]一种磁驱动液滴运动测试装置及其测试方法

说明书

本发明公开了一种磁驱动液滴运动测试装置及其测试方法。该测试装置包括承载平台，以及安装在承载平台上的磁场移动组件、相机组件和液滴移动组件。液滴进给组件位于磁场移动组件的一端。所述的磁场移动组件包括直线模组、第一三轴调节平台、磁体放置板和永磁体。磁体放置板通过第一三轴调节平台安装在直线模组上。液滴移动组件包括升降机构、第二三轴调节平台、碗状光源和液滴移动台板；相机组件包括相机、第一支架、第二支架、调整块、第一调节螺栓和第二调节螺栓。本发明能够利用移动永磁体的方式调整磁场，从而调动磁性液滴移动、分裂、合并。本发明将永磁体和磁性液体架高，使得测试中磁场更加稳定。

技术领域

本发明属于液滴操作技术领域，具体涉及一种磁驱动液滴运动测试装置及其测试方法。

背景技术

液滴操作是许多应用的基础，例如水收集、医疗诊断和药物输送。基于结构的液体操作在自然界和人工材料中都得到了广泛的应用。液滴的可控操作是广泛应用的关键，例如水的收集和运输、生物鉴定和化学反应。自然界中的许多植物和动物通过利用它们的结构来操作液滴。原型实例包括仙人掌、蜘蛛丝和纳米布沙漠甲虫，它们分别用锥形刺、周期突起结构和凸块结构收集和移动水滴。这些不对称的本征结构能够在水滴中引起拉普拉斯压力梯度差，致使液滴向预设方向移动。受这些液滴操作方法的启发，各种外力包括电、磁、声、光和润湿表面都被用来驱动液滴，其中利用磁力操作液滴具有远距离驱动、安全、易于控制等优势。为实现磁力驱动液滴，通常会将待测物与磁性材料相结合，通过操控外界磁场来控制待测物在不同操控平面内的移动，也即通过外界磁场提供磁性材料吸引力，使得与磁性材料结合的待测物依据外界磁场所提供的吸引力而产生运动。然而，这种通过磁场提供磁性材料吸引力来控制磁性材料移动的方法，通常都需要昂贵的设备以及特定技术支持，工艺复杂。此外，多数磁驱动液滴场合下，需要预先设计出复杂算法，用于固定运动轨迹下的液滴运动操作。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷提供一种磁驱动液滴运动测试装置及其测试方法，旨在提高磁驱动液滴测试的多样性和灵活性。

本发明一种磁驱动液滴运动测试装置，包括承载平台，以及安装在承载平台上的磁场移动组件、相机组件和液滴移动组件。液滴进给组件位于磁场移动组件的一端。所述的磁场移动组件包括直线模组、第一三轴调节平台、磁体放置板和永磁体。第一三轴调节平台安装在直线模组的滑块上；磁体放置板安装在第一三轴调节平台的末端调节板上。磁体放置板上安装有永磁体。磁体放置板采用非铁磁性材料。

所述的液滴移动组件包括升降机构、第二三轴调节平台、碗状光源和液滴移动台板；第二三轴调节平台安装在升降机构的升降板上。碗状光源和液滴移动台板均安装在第二三轴调节平台的末端调节板上。碗状光源位于液滴移动台板的正下方。液滴移动台板采用非铁磁性的透明材料。

所述的相机组件包括相机、第一支架、第二支架、调整块、第一调节螺栓和第二调节螺栓。竖直设置的第一支架固定在承载平台上；调整块与第一支架构成沿竖直方向滑动的滑动副或圆柱副，且通过第一调节螺栓在不同位置锁止。第二支架与调整块构成沿水平方向滑动的滑动副或圆柱副，且通过第二调节螺栓在不同位置锁止。相机安装在第二支架上，且头朝下设置。相机能够移动到液滴移动台板的正上方。

作为优选，所述的承载平台包括顶板、中间板、底板和型材架。型材架固定在底板上。中间板固定在型材架的中部。顶板固定在型材架的顶部。

作为优选，所述底板的底面安装有多个万向轮。

作为优选，所述的永磁体采用Nd-Fe-B永磁体，其表面磁场强度为1185Gs。

作为优选，所述直线模组一侧的两端均安装有两个光电开关。光电开关用于直线模组上滑块的限位。