[发明专利]一种液体介质控制的微型构件拾放装置及方法

权利要求书

1.一种利用液体介质控制的微型构件拾放装置进行微型构件拾放的方法，其特征在于：所述液体介质控制的微型构件拾放装置包括位移控制模块、惯性释放模块、温度控制模块、末端执行器模块，所述位移控制模块包括安装架（1-1）、微型驱动电机（1-2）、联轴器（1-3）、滚珠丝杠（1-4）、丝杠螺母（1-5）、长连接板（1-6），所述惯性释放模块包括连接件（1-7）、电磁铁（1-8）、吸铁头（1-9）、弹簧（1-10），弹簧固定座（1-11），所述温度控制模块包括导热板（1-12）、两个固定螺栓（1-13）、四孔连接件（1-16）、两个固定挡板（1-17）、电热片（1-18）、制冷片（1-19）、水冷头（1-20）、两根软管（1-21），所述末端执行器模块包括垫圈A（2-1）、垫圈B（2-2）、姿态调整板（2-3）、探针（2-4）、弹性薄膜（2-5），所述安装架（1-1）和微型驱动电机（1-2）螺栓连接，微型驱动电机（1-2）与滚珠丝杠（1-4）通过联轴器（1-3）连接，丝杠螺母（1-5）的一端与滚珠丝杠（1-4）连接，另一端与长连接板（1-6）螺钉连接，所述连接件（1-7）的一端与长连接板（1-6）螺纹连接，另一端与电磁铁（1-8）螺纹连接，所述弹簧（1-10）的一端与吸铁头（1-9）连接，另一端与弹簧固定座（1-11）连接，所述吸铁头（1-9）穿过弹簧固定座（1-11）内孔和导热板（1-12）内孔与探针（2-4）螺纹连接，弹性薄膜（2-5）的一端与探针（2-4）末端胶粘固定，另一端与姿态调整板（2-3）胶粘固定，所述导热板（1-12）的上端面与弹簧固定座（1-11）螺纹固定连接，下端面与姿态调整板（2-3）固定连接，所述四孔连接件（1-16）的上端面通过固定通孔（1-15）与安装架（1-1）的下端面固定连接，所述导热板（1-12）的后侧凹槽内放置电热片（1-18），前侧凹槽内放置制冷片（1-19）和水冷头（1-20），两根软管（1-21）固定连接在水冷头（1-20）的两个通水口上，所述两个固定挡板（1-17）通过两个固定螺栓（1-13）将导热板（1-12）、四孔连接件（1-16）、电热片（1-18）、制冷片（1-19）、水冷头（1-20）固定连接在一起，所述连接件（1-7）、电磁铁（1-8）、吸铁头（1-9）、弹簧（1-10）、弹簧固定座（1-11）的内孔、导热板（1-12）的内孔和探针（2-4）同轴设置，所述电磁铁（1-8）与吸铁头（1-9）间隙设置，在外源电流场激励下产生磁力，与吸铁头（1-9）吸附连接，在外源电流场消失后，电磁铁（1-8）与吸铁头（1-9）瞬时断开，所述吸铁头（1-9）和弹簧固定座（1-11）上有弹簧仿形凹槽，能够与弹簧（1-10）配合固定，

所述方法按下述步骤实现：

步骤一：电磁铁（1-8）在外源电流场激励下产生磁力，与吸铁头（1-9）吸附连接，弹簧（1-10）处于拉伸状态；

步骤二：外部温度控制器控制制冷片（1-19）制冷，探针（2-4）温度降低，在弹性薄膜（2-5）的外表面上冷凝生成液滴；

步骤三：微型驱动电机（1-2）控制探针（2-4）的竖直运动，使冷凝生成的液滴与微型构件（3-2）接触，形成液桥，微型构件（3-2）在液桥力作用下实现拾取；

步骤四：微型驱动电机（1-2）带动弹性薄膜（2-5）上下运动，能够在微型构件（3-2）与探针（2-4）之间形成凸面液桥（3-1）或凹面液桥（3-3），实现液桥力的主动控制；

步骤五：更换不同末端形态的探针（2-4）、改变垫圈A（2-1）和垫圈B（2-2）的厚度、控制弹性薄膜（2-5）的亲疏水性，能够形成微细结构液桥（4-1）和非对称液桥（4-2），实现液桥力的调控和微型构件（3-2）的姿态调整；

步骤六：温度控制器控制电热片（1-18）工作，液桥温度升高蒸发，直至完全消失，进行微型构件（3-2）释放；

步骤七：微型构件（3-2）的重力不能克服微型构件（3-2）与弹性薄膜（2-5）之间的粘着力时，微型构件（3-2）会粘着在弹性薄膜（2-5）上，断开外源电流场，电磁铁（1-8）失去磁力，被拉伸的弹簧（1-10）复位，带动微型构件（3-2）快速向下运动，产生的惯性力使微型构件（3-2）脱离弹性薄膜（2-5），实现惯性释放。

2.根据权利要求1所述的一种利用液体介质控制的微型构件拾放装置进行微型构件拾放的方法，其特征在于：所述长连接板（1-6）和滚珠丝杠（1-4）分别与安装架（1-1）间隙配合。