[发明专利]一种静电吸附力测试平台及其测力方法

权利要求书

1.一种静电吸附力测试平台，其特征在于：包括平台底座、基底板、基底框架、十字形滚珠丝杠驱动装置、静电吸附膜和吸附膜支架以及配套的控制采集界面窗口；所述基底框架和十字形滚珠丝杠驱动装置均安装于平台底座，基底板竖立安装于基底框架；所述吸附膜支架安装于十字形滚珠丝杠驱动装置，通过所述十字形滚珠丝杠驱动装置驱动吸附膜支架沿基底板的切向和法向移动；所述静电吸附膜安装于吸附膜支架并且与基底板平行；所述十字形滚珠丝杠驱动装置包括切向滚珠丝杠滑台模组和法向滚珠丝杠滑台模组；所述切向滚珠丝杠滑台模组和法向滚珠丝杠滑台模组分别包括机架、丝杠、滑块、导向杆、限位开关、联轴器和驱动电机；所述丝杠转动连接于机架，导向杆固定于机架并与丝杠平行，滑块套装于丝杠和导向杆上并且与丝杠之间通过螺纹配合，所述驱动电机固定于机架，驱动电机的输出轴通过联轴器连接于丝杠的一端，机架上固定安装有两个限位开关以限定滑块的运动范围；所述配套的控制采集界面窗口是在计算机LabVIEW软件中设置了控制电机转速和电机转动方向的按钮以及能够实时显示三维力传感器各个维度上采集到的力的大小的界面，所述按钮包括法向正转、法向反转、切向正转、切向反转、停止按钮以及控制速度的0-9共10个按钮，点击对应的按钮可以控制电机的转速和方向；所述界面中从三维力传感器开始采集到力采集结束所有过程采集到的力都会以曲线图表现出来，以从中读取到整个过程中最大的力或者任意时刻的力。

2.根据权利要求1所述的一种静电吸附力测试平台，其特征在于：所述吸附膜支架包括底板、立板、膜座和三维力传感器；所述立板竖立固定在底板上，所述膜座通过三维力传感器固定于立板朝向基底板的一侧。

3.根据权利要求2所述的一种静电吸附力测试平台，其特征在于：所述静电吸附膜通过硅胶粘接在膜座朝向基底板的一侧。

4.根据权利要求3所述的一种静电吸附力测试平台，其特征在于：所述十字形滚珠丝杠驱动装置还包括连接板，所述切向滚珠丝杠滑台模组的机架固定安装于平台底座，所述法向滚珠丝杠滑台模组的机架通过所述连接板固定安装在切向滚珠丝杠滑台模组的滑块上；所述底板固定安装在法向滚珠丝杠滑台模组的滑块上。

5.根据权利要求1所述的一种静电吸附力测试平台，其特征在于：所述基底框架与平台底座之间固定连接有三角支架Ⅰ。

6.根据权利要求2所述的一种静电吸附力测试平台，其特征在于：所述底板与立板之间固定连接有三角支架Ⅱ。

7.根据权利要求1-6任一权利要求所述的一种静电吸附力测试平台，其特征在于：所述基底框架上设有用于安装基底板的水平插槽，水平插槽处设有用于将基底板紧固的紧固件。

8.一种使用权利要求1-7任一所述的静电吸附力测试平台进行测力的方法，其特征在于：包括法向静电吸附力测量方法和切向静电吸附力测力方法；

测量法向静电吸附力时，先测量未通高压电时静电吸附膜上的静电吸附力F1，再测量通高压电时静电吸附膜上的静电吸附力，具体方法为：先点击计算机上LabVIEW界面中的电机法向正转按钮，使丝杠带动吸附膜支架上的静电吸附膜沿法向靠近基底板并紧密接触直到LabVIEW中采集界面上三维力传感器采集到的力达到规定大小的力，之后点击LabVIEW中电机停止按钮，即完成预载荷的施加，再点击计算机上LabVIEW界面中的电机法向反转按钮使静电吸附膜与基底板沿法向脱离，在计算机LabVIEW界面中读取三维力传感器上记录到的最大法向力F1；接下来再点击计算机上LabVIEW界面中的电机法向正转按钮使静电吸附膜与基底板在法向上紧密接触直到力达到与之前相同预载荷后，点击LabVIEW界面中电机停止按钮使静电吸附膜停止运动，给静电吸附膜通高压电后，点击LabVIEW界面中法向反转按钮使静电吸附膜沿着法向与基底板脱离，从而记录下整个过程中最大法向力F2,用F2-F1即为法向静电吸附力；

测量切向静电吸附力时，先测量未通高压电时静电吸附膜上的静电吸附力F3，再测量通高压电时静电吸附膜上的静电吸附力，具体方法为：点击计算机上LabVIEW界面中的电机法向正转按钮先让静电吸附膜与基底板在法向上接触后点击停止按钮，再点击LabVIEW界面中的电机切向正转按钮使丝杠带动静电吸附膜沿切向与基底板脱离记录此时的切向最大吸附力F3,之后再让静电吸附膜沿法向与基底板接触，点击LabVIEW界面中的停止按钮并给静电吸附膜通高压电，点击LabVIEW界面中的电机切向反转按钮使静电吸附膜沿切向脱离基底板记录通电后最大切向吸附力F4，用F4-F3即为切向静电吸附力。