[发明专利]一种液滴微操作机械手及控制方法

权利要求书

1.一种液滴微操作机械手，其特征在于：包括上、下定位板及设在上、下定位板之间的定位环；上定位板上安装有多个微型步进马达；所述机械手还包括毛细微管，毛细微管的下端穿过定位环及下定位板；下定位板上安装有与微型步进马达相同数目的多个三角形连接板，每个微型步进马达的丝杆式输出轴与导轨均穿过定位环安装在一个三角形连接板上，且该三角形连接板能够沿着该微型步进马达的导轨移动；毛细微管的下端环绕有与三角形连接板相同数目且拉直的多根钨丝棒，每个钨丝棒的上端与一个三角形连接板连接；每个钨丝棒的下端也穿过下定位板，液体通过毛细微管流入钨丝棒所围成的环形区域并在钨丝棒所围成的环形区域的下端端面形成液滴。

2.根据权利要求1所述的液滴微操作机械手，其特征在于：所述钨丝棒为6-10根，且钨丝棒的下端面表面光滑。

3.根据权利要求2所述的液滴微操作机械手，其特征在于：所述钨丝棒为6根，6根钨丝棒的直径一致，其长度为5cm-6cm，钨丝棒直线度小于为0.008mm，其直径为300μｍ-500μｍ。

4.根据权利要求3所述的液滴微操作机械手，其特征在于：微型步进马达为6个，其单步移动的步长为小于0.3um。

5.根据权利要求4所述的液滴微操作机械手，其特征在于：微型步进马达的顶端设有固定板，毛细微管的上端穿过该固定板；微型步进马达的丝杆式输出轴通过矩形螺母安装在三角形连接板上, 矩形螺母能够沿着微型步进电机的导轨运动,每个钨丝棒通过胶水与对应的三角形连接板固定连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的液滴微操作机械手，其特征在于：所述毛细微管的外径为1mm—0.5mm，内径为0.3-0.7mm，且毛细微管的下端面缩进六根钨丝棒的下端面1.5mm—2mm，液体通过注射器注入毛细微管中。

7.一种根据权利要求1-6任一项所述的液滴微操作机械手的控制方法，其特征在于：往毛细微管中注入液体，液体流经钨丝棒所围成的环形区域，在钨丝棒所围成的环形区域的下端端面形成液滴；通过控制各钨丝棒的上下移动量，改变钨丝棒所围成的环形区域的下端端面形状，使端面形成液滴的形态也随之改变，基于表面张力吸附在液滴上的微小部件的姿态将随之变化；当钨丝棒的上下移动时，液滴的位置随之改变，从而实现对于微小部件位置和姿态的控制。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：通过改变每根钨丝棒的直径和根数，从而调整微小部件姿态控制的精度。

9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：每根钨丝棒分别由一个的微型步进马达独立驱动，每个微型步进马达通过控制每根钨丝棒的上下移动，改变钨丝棒群所围成的环形区域的下端端面形状，控制液滴的形态，从而改变吸附在液滴表面的微小部件的姿态。

10.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：通过改变液体的种类，从而可以改变吸附的微小部件的重量限度。