本發(fā)明涉及電流體動(dòng)力學(xué)噴射成形技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多模式的電流體動(dòng)力學(xué)噴射成形設(shè)備及控制方法。

背景技術(shù)：

電流體動(dòng)力學(xué)射流成形技術(shù)是在基板和噴頭之間施加高壓電壓，在電場(chǎng)力的作用下，移動(dòng)電荷在液體表面聚集，電荷庫(kù)侖力導(dǎo)致液體表面產(chǎn)生切應(yīng)力，在剪切力的作用下，溶液在噴嘴處形成泰勒錐，隨著電場(chǎng)強(qiáng)度增加，電場(chǎng)作用力克服液體表面張力，在錐體頂端產(chǎn)生射流，噴射液體直徑通常為噴嘴直徑的0.02～0.1倍，產(chǎn)生微納米級(jí)的射流或液滴，從而實(shí)現(xiàn)高分辨率成形圖案。電流體動(dòng)力學(xué)射流成形技術(shù)由于具有設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低、效率高、可使用的材料廣、無(wú)需掩模、直接成形等優(yōu)點(diǎn)，在微納制造方面具有巨大的潛能和突出優(yōu)勢(shì)，是制造微納米結(jié)構(gòu)器件的一種新型制造技術(shù)，在新材料、新能源、微納傳感器、柔性電子、微納光學(xué)器件、微流控器件、微納機(jī)電系統(tǒng)、航空航天、組織工程、生物醫(yī)療等眾多領(lǐng)域和行業(yè)制備功能器件具有廣泛的應(yīng)用前景。

功能器件具有點(diǎn)、線和薄膜等不同的結(jié)構(gòu)類型，功能器件制備所用的基板有柔性介質(zhì)基板、硬質(zhì)基板和曲面基板等不同的類型，現(xiàn)有的電流體動(dòng)力學(xué)噴射成形設(shè)備只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)、線和薄膜等結(jié)構(gòu)中的一種結(jié)構(gòu)以及柔性介質(zhì)基板、硬質(zhì)基板和曲面基板的一種承載基板的功能器件的單一模式制備。因此，通過電流體動(dòng)力學(xué)射流成形技術(shù)制備功能器件設(shè)備主要存在的缺點(diǎn)：電流體動(dòng)力學(xué)射流成形設(shè)備的成形模式單一，無(wú)法實(shí)現(xiàn)點(diǎn)、線、薄膜等不同類型結(jié)構(gòu)以及不同承載基板的功能器件的按需制備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有的電流體動(dòng)力學(xué)噴射成形設(shè)備難以滿足電流體動(dòng)力學(xué)噴射成形按需制備多種不同類型的功能器件的難題，提出一種多模式的電流體動(dòng)力學(xué)噴射成形設(shè)備，突破現(xiàn)有的電流體動(dòng)力學(xué)噴射成形設(shè)備單一模式制備單一類型功能器件的局限。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種多模式的電流體動(dòng)力學(xué)噴射成形設(shè)備，可形成多種噴射成形的方式，從而實(shí)現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)類型和不同承載基板類型的多種功能器件的制備，其特征在于，該噴射成形裝置包括機(jī)架，所述機(jī)架上設(shè)有承載平臺(tái)，所述承載平臺(tái)的中間設(shè)置豁口槽；

噴液模塊，所述噴液模塊通過x軸滑移機(jī)構(gòu)以及z軸滑移機(jī)構(gòu)設(shè)置在承載平臺(tái)上，且其設(shè)有用于噴射溶液的噴液機(jī)構(gòu)，用于噴射溶液到基板上以進(jìn)行圖案成形；

平臺(tái)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，所述平臺(tái)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)通過y軸滑移機(jī)構(gòu)設(shè)置在承載平臺(tái)上；

所述平臺(tái)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)包括左右對(duì)稱可滑移設(shè)置在y軸滑移機(jī)構(gòu)上的支撐件，所述兩個(gè)支撐件之間設(shè)置轉(zhuǎn)軸，沿轉(zhuǎn)軸周向分布若干個(gè)圖案成形平臺(tái)，所述圖案成形平臺(tái)可隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)而改變位置，所述轉(zhuǎn)軸由交流伺服電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

所述噴液模塊包括固定底座以及沿z軸方向設(shè)置噴液機(jī)構(gòu)，所述噴液機(jī)構(gòu)包括固定座、可拆卸設(shè)置在固定座上的注射器，在所述固定座的上端設(shè)置可滑移的操作機(jī)構(gòu)，所述注射器的柱塞部件與所述操作機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)配合。

所述固定底座沿噴液機(jī)構(gòu)設(shè)置方向的兩側(cè)分別設(shè)置光源與相機(jī)。

所述相機(jī)通過調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定設(shè)置在所述固定底座上。

所述承載平臺(tái)上設(shè)有半圓形安裝槽，所述平臺(tái)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)置于該半圓形安裝槽內(nèi)。

所述圖案成形平臺(tái)的兩側(cè)設(shè)有滑槽，在所述滑槽內(nèi)設(shè)置可滑移的銷釘，在所述半圓形安裝槽內(nèi)設(shè)置若干具有凹槽的定位件，所述銷釘與所述定位件的凹槽構(gòu)成定位配合。

所述定位件的數(shù)量與所述圖案成形平臺(tái)的數(shù)量相一致，且其中一個(gè)定位件的位置位于半圓形安裝槽的內(nèi)側(cè)端點(diǎn)，并使得圖案成形平臺(tái)在銷釘與該定位件定位之后位于噴液機(jī)構(gòu)的正下方。

所述圖案成形平臺(tái)通過葉片與所述轉(zhuǎn)軸連接，且在所述轉(zhuǎn)軸上依次設(shè)有電磁脫扣機(jī)構(gòu)。

所述電磁脫扣機(jī)構(gòu)包括垂直轉(zhuǎn)軸設(shè)置的階梯銷，設(shè)置在階梯銷與轉(zhuǎn)軸之間的彈簧以及用于吸合階梯銷的電磁鐵，所述階梯銷具有與所述葉片限位配合的第一位置和與所述葉片取消限位的第二位置。

所述圖案成形平臺(tái)為多滾筒圖案成形平臺(tái)、雙轉(zhuǎn)臺(tái)圖案成形平臺(tái)、真空吸盤圖案成形平臺(tái)以及單滾筒圖案成形平臺(tái)中的一種或多種；

通過控制噴液機(jī)構(gòu)和基板間距、噴液機(jī)構(gòu)與基底之間施加的電壓，轉(zhuǎn)動(dòng)所述的平臺(tái)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)按需選擇所需要的圖案成形平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)電流體動(dòng)力學(xué)噴射成形設(shè)備的多模式噴射成形；

其中多滾筒圖案成形平臺(tái)的功能是在柔性基板上進(jìn)行圖案成形，噴液機(jī)構(gòu)在柔性薄膜上圖案成形，成形完成后由伺服電機(jī)帶動(dòng)卷膜裝置將成形圖案的薄膜部分卷到卷膜裝置的收集滾筒上。卷膜裝置由送料滾筒、收集滾筒和兩個(gè)張緊滾筒組成，所述兩個(gè)張緊滾筒將柔性薄膜撐開成一個(gè)平面，進(jìn)行噴射成形。同時(shí)，兩個(gè)張緊滾筒之間的距離可調(diào)，由此可以控制收膜步距。

雙轉(zhuǎn)臺(tái)圖案成形平臺(tái)可以在曲面基板上進(jìn)行圖案成形，通過a軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置和c軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置以及噴液機(jī)構(gòu)的平移運(yùn)動(dòng)可以改變雙轉(zhuǎn)臺(tái)圖案成形平臺(tái)與噴液機(jī)構(gòu)之間的距離實(shí)現(xiàn)對(duì)曲面基板的圖案成形。

真空吸盤圖案成形平臺(tái)的抽氣孔與抽氣泵相連，使圖案成形平臺(tái)上產(chǎn)生真空，在圖案成形過程中通過真空吸附力的作用將基板固定在平臺(tái)上，方便安裝基板和取下成形完成后的產(chǎn)品。

所述單滾筒圖案成形平臺(tái)由電磁線圈和轉(zhuǎn)動(dòng)圖案成形機(jī)構(gòu)組成，噴射溶液在電場(chǎng)作用下，噴頭處的液滴會(huì)由球形變?yōu)閳A錐形，并從圓錐尖端延展得到纖維細(xì)絲，以電磁線圈控制纖維細(xì)絲的運(yùn)動(dòng)方向，轉(zhuǎn)動(dòng)滾筒將落下的纖維細(xì)絲收集起來(lái)。

本發(fā)明還提供了一種基于上述多模式的電流體動(dòng)力學(xué)噴射成形設(shè)備的控制方法，其步驟如下：

(1)根據(jù)待成形的圖案以及待制備的功能器件類型，選擇成形圖案的基板材料或收集滾筒，包括柔性基板、硬質(zhì)平面基板、曲面基板和收集滾筒；

(2)根據(jù)所選擇的基板或收集滾筒，選用所需要的圖案成形平臺(tái)，包括多滾筒圖案成形平臺(tái)、雙轉(zhuǎn)臺(tái)圖案成形平臺(tái)、真空吸盤圖案成形平臺(tái)和單滾筒圖案成形平臺(tái)；

(3)確定所選用的圖案成形平臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，控制器對(duì)轉(zhuǎn)軸的交流伺服電機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)控制，從而驅(qū)動(dòng)所選用的圖案成形平臺(tái)旋轉(zhuǎn)到噴液機(jī)構(gòu)下方的水平位置，其速度控制方法如下：

(a)圖案成形平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)過程需要經(jīng)歷加速階段、勻速階段和減速階段三個(gè)階段，根據(jù)圖案成形平臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，計(jì)算圖案成形平臺(tái)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的線性角速度為：

式中ωi為圖案成形平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的第i個(gè)插補(bǔ)周期的角速度，ωi-1為圖案成形平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的第i-1個(gè)插補(bǔ)周期的角速度，α為圖案成形平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的角加速度，t為插補(bǔ)周期，ωm為圖案成形平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度；

(b)對(duì)圖案成形平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的線性角速度進(jìn)行平滑預(yù)處理，得到角速度的平滑預(yù)處理值為：

pi＝λωi+(1-λ)pi-1

式中pi為圖案成形平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的第i個(gè)插補(bǔ)周期的角速度的平滑預(yù)處理值，λ為平滑系數(shù)，其取值范圍為λ∈(0,1)，ωi為圖案成形平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的第i個(gè)插補(bǔ)周期的角速度，pi-1為圖案成形平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的第i-1個(gè)插補(bǔ)周期的角速度的平滑預(yù)處理值；

(c)對(duì)圖案成形平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的線性角速度進(jìn)行平滑處理，得到角速度的平滑值為：

hi＝λpi+(1-λ)hi-1

式中hi為圖案成形平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的第i個(gè)插補(bǔ)周期的角速度的平滑值，λ為平滑系數(shù)，其取值范圍為λ∈(0,1)，pi為圖案成形平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的第i個(gè)插補(bǔ)周期的角速度的平滑預(yù)處理值，hi-1為圖案成形平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的第i-1個(gè)插補(bǔ)周期的角速度的平滑值；

(d)計(jì)算圖案成形平臺(tái)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的平滑角速度，得到平滑角速度為：

式中為圖案成形平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的第i個(gè)插補(bǔ)周期的平滑角速度，pi為圖案成形平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的第i個(gè)插補(bǔ)周期的角速度的平滑預(yù)處理值，hi為圖案成形平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的第i個(gè)插補(bǔ)周期的角速度的平滑值，λ為平滑系數(shù)，其取值范圍為λ∈(0,1)，

圖案成形平臺(tái)從初始位置由靜止開始，按照平滑角速度進(jìn)行平穩(wěn)加速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、勻速旋轉(zhuǎn)和平穩(wěn)減速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)三個(gè)階段，最后圖案成形平臺(tái)平穩(wěn)的停止在噴液機(jī)構(gòu)下方的水平位置；

(4)通過控制器控制y軸滑移機(jī)構(gòu)進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)，使圖案成形平臺(tái)停止在噴液機(jī)構(gòu)的正下方；

(5)根據(jù)上述選用的圖案成形平臺(tái)和圖案成形的基板，設(shè)置工藝參數(shù)，如調(diào)整所述噴頭和基板之間的距離、調(diào)節(jié)噴頭與基板之間施加的電壓值，并通過控制器控制相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行待成形圖案的噴射成形，從而實(shí)現(xiàn)點(diǎn)、線、薄膜等不同類型結(jié)構(gòu)以及不同承載基板的功能器件的按需制備。

本發(fā)明設(shè)置可轉(zhuǎn)動(dòng)的平臺(tái)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)按需選擇所需要的圖案成形平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)電流體動(dòng)力學(xué)噴射成形設(shè)備的多模式的噴射成形，滿足不同圖案成形的需求，從而實(shí)現(xiàn)點(diǎn)、線、薄膜等不同類型結(jié)構(gòu)以及不同承載基板的功能器件的按需制備。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖1。

圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2。

圖3為本發(fā)明的噴液模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖3中a處的放大示意圖。

圖5為本發(fā)明的噴液模塊的正視圖。

圖6為本發(fā)明的平臺(tái)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明的圖案成形平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明的半圓形安裝槽的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為本發(fā)明的圖案成形平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10為本發(fā)明的多滾筒圖案成形平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11為本發(fā)明的雙轉(zhuǎn)臺(tái)圖案成形平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12為本發(fā)明的真空吸盤圖案成形平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖13為本發(fā)明的單滾筒圖案成形平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖14為本發(fā)明的圖案噴射成形流程圖。

圖15為本發(fā)明的圖案成形平臺(tái)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的線性角速度圖。

圖16為本發(fā)明的圖案成形平臺(tái)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的平滑角速度圖。

具體實(shí)施方式

下面針對(duì)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明：

如圖所示，本發(fā)明公開了一種多模式的電流體動(dòng)力學(xué)噴射成形設(shè)備，其包括：

機(jī)架1，所述機(jī)架外設(shè)有外殼2，且在外殼上設(shè)有可開啟的箱門3，在箱門閉合時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)部環(huán)境的密封處理，保證噴印過程中不會(huì)受外部的環(huán)境影響，且在機(jī)架底部設(shè)置若干風(fēng)扇，對(duì)內(nèi)部進(jìn)行散熱；

而在機(jī)架1的豎直面上裝設(shè)有x軸滑移機(jī)構(gòu)6，在所述x軸滑移機(jī)構(gòu)上設(shè)置z軸滑移機(jī)構(gòu)7，所述機(jī)架上的水平面設(shè)有承載平臺(tái)，所述承載平臺(tái)的中間設(shè)置豁口槽，沿豁口槽兩側(cè)設(shè)置y軸滑移機(jī)構(gòu)；

噴液模塊4，所述噴液模塊通過x軸滑移機(jī)構(gòu)以及z軸滑移機(jī)構(gòu)設(shè)置在承載平臺(tái)13上方，且其設(shè)有用于噴射溶液的噴液機(jī)構(gòu)，用于噴射溶液到基板上以進(jìn)行圖案成形；

平臺(tái)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)5，所述平臺(tái)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)通過y軸滑移機(jī)構(gòu)14設(shè)置在承載平臺(tái)上；

所述平臺(tái)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)5包括左右對(duì)稱可滑移設(shè)置在y軸滑移機(jī)構(gòu)上的支撐件15，所述兩個(gè)支撐件之間設(shè)置轉(zhuǎn)軸17，沿轉(zhuǎn)軸周向分布若干個(gè)圖案成形平臺(tái)，所述圖案成形平臺(tái)可隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)而改變位置，所述轉(zhuǎn)軸由交流伺服電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，即可以通過轉(zhuǎn)動(dòng)圖案成形平臺(tái)，并將該圖案成形平臺(tái)固定在所述噴液機(jī)構(gòu)的正下方，即將圖案成形平臺(tái)上的基板垂直所述噴液機(jī)構(gòu)設(shè)置。

所述圖案成形平臺(tái)為多滾筒圖案成形平臺(tái)18、雙轉(zhuǎn)臺(tái)圖案成形平臺(tái)21、真空吸盤圖案成形平臺(tái)19以及單滾筒圖案成形平臺(tái)20中的一種或多種，通過控制噴液機(jī)構(gòu)和基板間距、噴液機(jī)構(gòu)與基底之間施加的電壓，轉(zhuǎn)動(dòng)所述的平臺(tái)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)按需選擇所需要的圖案成形平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)電流體動(dòng)力學(xué)噴射成形設(shè)備的多模式噴射成形。

其中多滾筒圖案成形平臺(tái)的功能是在柔性基板上進(jìn)行圖案成形，噴液機(jī)構(gòu)在薄膜27上成形，圖案成形完成后由伺服電機(jī)帶動(dòng)卷膜裝置26將成形圖案的薄膜部分卷到卷膜裝置的收集滾筒上。卷膜裝置26由送料滾筒、收集滾筒和兩個(gè)張緊滾筒組成，所述兩個(gè)張緊滾筒將柔性薄膜撐開成一個(gè)平面，進(jìn)行噴射成形。同時(shí)，兩個(gè)張緊滾筒之間的距離可調(diào)，由此可以控制收膜步距

雙轉(zhuǎn)臺(tái)圖案成形平臺(tái)21可以在曲面基板上進(jìn)行圖案成形，通過a軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置28和c軸轉(zhuǎn)動(dòng)裝置29以及噴液機(jī)構(gòu)的平移運(yùn)動(dòng)可以改變雙轉(zhuǎn)臺(tái)圖案成形平臺(tái)與噴液機(jī)構(gòu)之間的距離實(shí)現(xiàn)對(duì)曲面基板的圖案成形。

真空吸盤圖案成形平臺(tái)的抽氣孔29與抽氣泵相連，使圖案成形平臺(tái)上產(chǎn)生真空，在圖案成形過程中通過真空吸附力的作用將基板固定在平臺(tái)上，方便安裝基板和取下成形后的產(chǎn)品。

單滾筒圖案成形平臺(tái)由電磁線圈31和轉(zhuǎn)動(dòng)圖案成形機(jī)構(gòu)30組成，噴射溶液在電場(chǎng)作用下，噴頭處的液滴會(huì)由球形變?yōu)閳A錐形，并從圓錐尖端延展得到纖維細(xì)絲，以電磁線圈控制纖維細(xì)絲的運(yùn)動(dòng)方向，轉(zhuǎn)動(dòng)滾筒將落下的纖維細(xì)絲收集起來(lái)。

所述噴液模塊包括固定底座以及沿z軸方向設(shè)置噴液機(jī)構(gòu)。

所述噴液機(jī)構(gòu)包括固定座、可拆卸設(shè)置在固定座上的注射器8，在所述固定座的上端設(shè)置可滑移的操作機(jī)構(gòu)9，所述注射器的柱塞部件與所述操作機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)配合，采用注射器，可以明確獲取的打印介質(zhì)的數(shù)量，通過操作機(jī)構(gòu)帶動(dòng)注射器的柱塞部件，實(shí)現(xiàn)噴墨的動(dòng)作，而且可以通過控制操作機(jī)構(gòu)的移動(dòng)速度，可以改變注射器的柱塞部件的按壓力度，實(shí)現(xiàn)精確控制噴墨量。

所述固定底座沿噴液機(jī)構(gòu)設(shè)置方向的兩側(cè)分別設(shè)置光源10與相機(jī)11，所述相機(jī)通過調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)12固定設(shè)置在所述固定底座上，光源設(shè)置在一側(cè)，而相機(jī)則設(shè)置在另一側(cè)，而且該調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以采用x、y、z軸三相微調(diào)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)相機(jī)的擺放位置的微調(diào)，且設(shè)置一個(gè)弧形軌道，而將相機(jī)裝設(shè)在該弧形軌道上，實(shí)現(xiàn)對(duì)相機(jī)的角度調(diào)節(jié)。

所述承載平臺(tái)上設(shè)有半圓形安裝槽16，所述平臺(tái)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)置于該半圓形安裝槽內(nèi)，所述圖案成形平臺(tái)的兩側(cè)設(shè)有滑槽，在所述滑槽內(nèi)設(shè)置可滑移的銷釘22，在滑槽的末端設(shè)置塞子，避免銷釘脫落，在所述半圓形安裝槽內(nèi)設(shè)置若干具有凹槽的定位件23，所述銷釘與所述定位件的凹槽構(gòu)成定位配合，作為一個(gè)實(shí)施例，定位件為4個(gè)，兩個(gè)位于半圓形安裝槽的兩端，而另外兩個(gè)則等距分布在半圓形安裝槽的圓弧上，在使用時(shí)只需轉(zhuǎn)動(dòng)圖案成形平臺(tái)，將需要使用的圖案成形平臺(tái)兩側(cè)的銷釘固定在定位件的凹槽內(nèi)，來(lái)實(shí)現(xiàn)固定。

所述圖案成形平臺(tái)通過葉片與所述轉(zhuǎn)軸連接，且在所述轉(zhuǎn)軸上依次設(shè)有電磁脫扣機(jī)構(gòu)，所述電磁脫扣機(jī)構(gòu)包括垂直轉(zhuǎn)軸設(shè)置的階梯銷，設(shè)置在階梯銷與轉(zhuǎn)軸之間的彈簧以及用于吸合階梯銷的電磁鐵，所述階梯銷具有與所述葉片限位配合的第一位置和與所述葉片取消限位的第二位置。

使用單作用電磁鐵來(lái)控制圖案成形平臺(tái)與轉(zhuǎn)軸25之間的固定或相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系。當(dāng)用于固定圖案成形平臺(tái)的銷釘22進(jìn)入定位件的凹槽時(shí)，電磁鐵通電，階梯銷24會(huì)在電磁鐵的作用下縮回轉(zhuǎn)軸25內(nèi)，使圖案成形平臺(tái)和轉(zhuǎn)動(dòng)軸暫時(shí)分離實(shí)現(xiàn)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)圖案成形平臺(tái)將停留在原來(lái)的位置上，而沒有進(jìn)入定位件的凹槽的圖案成形平臺(tái)將在轉(zhuǎn)動(dòng)軸的帶動(dòng)下運(yùn)動(dòng)到相應(yīng)位置，實(shí)現(xiàn)圖案成形平臺(tái)的更換。而在電流體動(dòng)力學(xué)噴射成形過程中，電磁鐵則不工作，以避免影響噴射成形的正常運(yùn)作。階梯銷在彈簧的作用下將圖案成形平臺(tái)與轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定，為下一次平臺(tái)更換做準(zhǔn)備。

所述定位件的數(shù)量與所述圖案成形平臺(tái)的數(shù)量相一致，且其中一個(gè)定位件的位置位于半圓形安裝槽的內(nèi)側(cè)端點(diǎn)，并使得圖案成形平臺(tái)在銷釘與該定位件定位之后位于噴液機(jī)構(gòu)的正下方。

按照本發(fā)明的另一方面，提供一種利用上述噴射成形設(shè)備進(jìn)行點(diǎn)、線、薄膜等不同類型結(jié)構(gòu)以及不同承載基板的功能器件制備的控制方法，其步驟如下：

(1)根據(jù)待成形的圖案以及待制備的功能器件類型，選擇成形圖案的基板材料或收集滾筒，包括柔性基板、硬質(zhì)平面基板、曲面基板和收集滾筒。

(2)根據(jù)所選擇的基板或收集滾筒，選用所需要的圖案成形平臺(tái)，包括多滾筒圖案成形平臺(tái)、雙轉(zhuǎn)臺(tái)圖案成形平臺(tái)、真空吸盤圖案成形平臺(tái)和單滾筒圖案成形平臺(tái)。

(3)確定所選用的圖案成形平臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，控制器對(duì)轉(zhuǎn)軸的交流伺服電機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)控制，從而驅(qū)動(dòng)所選用的圖案成形平臺(tái)旋轉(zhuǎn)到噴液機(jī)構(gòu)下方的水平位置，為避免旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)造成對(duì)平臺(tái)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的破壞，需要對(duì)圖案成形平臺(tái)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行高平穩(wěn)控制，其速度控制方法如下：

(a)圖案成形平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)過程需要經(jīng)歷加速階段、勻速階段和減速階段三個(gè)階段，根據(jù)圖案成形平臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，計(jì)算圖案成形平臺(tái)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的線性角速度為：

式中ωi為圖案成形平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的第i個(gè)插補(bǔ)周期的角速度，ωi-1為圖案成形平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的第i-1個(gè)插補(bǔ)周期的角速度，α為圖案成形平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的角加速度，t為插補(bǔ)周期，ωm為圖案成形平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度；

(b)對(duì)圖案成形平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的線性角速度進(jìn)行平滑預(yù)處理，得到角速度的平滑預(yù)處理值為：

pi＝λωi+(1-λ)pi-1(2)

式中pi為圖案成形平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的第i個(gè)插補(bǔ)周期的角速度的平滑預(yù)處理值，λ為平滑系數(shù)，其取值范圍為λ∈(0,1)，ωi為圖案成形平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的第i個(gè)插補(bǔ)周期的角速度，pi-1為圖案成形平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的第i-1個(gè)插補(bǔ)周期的角速度的平滑預(yù)處理值；

(c)對(duì)圖案成形平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的線性角速度進(jìn)行平滑處理，得到角速度的平滑值為：

hi＝λpi+(1-λ)hi-1(3)

式中hi為圖案成形平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的第i個(gè)插補(bǔ)周期的角速度的平滑值，λ為平滑系數(shù)，其取值范圍為λ∈(0,1)，pi為圖案成形平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的第i個(gè)插補(bǔ)周期的角速度的平滑預(yù)處理值，hi-1為圖案成形平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的第i-1個(gè)插補(bǔ)周期的角速度的平滑值；

(d)計(jì)算圖案成形平臺(tái)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的平滑角速度，得到平滑角速度為：

式中為圖案成形平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的第i個(gè)插補(bǔ)周期的平滑角速度，pi為圖案成形平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的第i個(gè)插補(bǔ)周期的角速度的平滑預(yù)處理值，hi為圖案成形平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的第i個(gè)插補(bǔ)周期的角速度的平滑值，λ為平滑系數(shù)，其取值范圍為λ∈(0,1)。

圖案成形平臺(tái)從初始位置由靜止開始，按照平滑角速度進(jìn)行平穩(wěn)加速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、勻速旋轉(zhuǎn)和平穩(wěn)減速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)三個(gè)階段，最后圖案成形平臺(tái)平穩(wěn)的停止在噴液機(jī)構(gòu)下方的水平位置。

(4)通過控制器控制y軸滑移機(jī)構(gòu)進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)，使圖案成形平臺(tái)停止在噴液機(jī)構(gòu)的正下方。

(5)根據(jù)上述選用的圖案成形平臺(tái)和圖案成形的基板，設(shè)置工藝參數(shù)，如調(diào)整所述噴頭和基板之間的距離、調(diào)節(jié)噴頭與基板之間施加的電壓值，并通過控制器控制相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行待成形圖案的噴射成形，從而實(shí)現(xiàn)點(diǎn)、線、薄膜等不同類型結(jié)構(gòu)以及不同承載基板的功能器件的按需制備。

實(shí)施例不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的限制，但任何基于本發(fā)明的精神所作的改進(jìn)，都應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。