一種微型吸盤(pán)及其吸附方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微型吸盤(pán)，主要應(yīng)用于微細(xì)制造、微機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)、微細(xì)力學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域，本發(fā)明還涉及這種微型吸盤(pán)的吸附方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，各種應(yīng)用于仿生壁虎的機(jī)器人比較研究比較多，同時(shí)開(kāi)發(fā)基于化合物粘附的裝置的研究也得到了大力的發(fā)展。所有這些研究主要基于范德華力的粘附和粘接劑的原理來(lái)考慮壁虎足與平面之間的相互作用。同時(shí)國(guó)內(nèi)外不同的研究團(tuán)隊(duì)也獲得了一些初步的結(jié)果。但是從仿生學(xué)的角度，為什么死的壁虎不能粘附在平面上呢？顯然這里需要從仿生學(xué)的角度重新考慮這個(gè)問(wèn)題。發(fā)明人認(rèn)為在壁虎的表面的剛毛存在了微細(xì)的吸盤(pán)結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)與平面進(jìn)行接觸。在活的壁虎運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，這些剛毛的表面吸盤(pán)透過(guò)皮膚毛孔進(jìn)行代謝，將微細(xì)吸盤(pán)的氧消耗，從而在吸盤(pán)內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓狀態(tài)，類(lèi)似平常的真空吸附的機(jī)制將壁虎吸附在平面上。顯然當(dāng)壁虎死了的時(shí)候，由于吸附的機(jī)制不成立，因此壁虎不能吸附在平面上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于從微細(xì)制造和仿生學(xué)的原理，提供一種微型吸盤(pán)。
[0004]本發(fā)明的另一目的在于提供這種微型吸盤(pán)的吸附方法。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明所述的微型吸盤(pán)，包括一個(gè)吸附面，所述吸附面上設(shè)置有若干微細(xì)的空心吸盤(pán)陣列。
[0006]所述吸附面為平面或柔性的曲面。
[0007]本發(fā)明吸附面可以組成爬墻機(jī)器人的足，從而在機(jī)構(gòu)和微型真空抽吸系統(tǒng)的作用下，實(shí)現(xiàn)任何狀態(tài)的吸附。本發(fā)明可以適用任何狀態(tài)的接觸，同時(shí)可以利用剛毛吸附的機(jī)制完善吸附效果。
[0008]本發(fā)明所述的微型吸盤(pán)的制備方法，包括如下步驟:
(1)在清洗干凈的基片上涂光刻膠并烘干；
(2)將吸盤(pán)的外孔圖形制成掩模板，并將掩模板和基片上的光刻膠進(jìn)行紫外暴光；
(3)對(duì)基片上的光刻膠進(jìn)行顯影、吹干，得到吸盤(pán)外孔陣列；
(4)再將吸盤(pán)的內(nèi)孔圖形制成掩模板，并將掩模板和基片上的光刻膠進(jìn)行二次紫外暴光;
(5)對(duì)基片上的光刻膠進(jìn)行二次顯影、吹干，得到吸盤(pán)內(nèi)孔陣列；
(6)剝離基片，得到微型吸盤(pán)。
[0009]本發(fā)明采用的光刻膠是一種受力與顏色變化相關(guān)的膠，從而可以通過(guò)檢測(cè)吸附間隙顏色的變化，監(jiān)測(cè)吸附的效果。
[0010]本發(fā)明所述的微型吸盤(pán)的另一種制備方法為:使用吸盤(pán)模具，采用注塑的方法得到微型吸盤(pán)。
[0011]上述微型吸盤(pán)的模具，包括平板狀模具體和設(shè)置在模具體上的若干個(gè)凸臺(tái)陣列，所述凸臺(tái)上設(shè)置有微針。
[0012]本發(fā)明所述的微型吸盤(pán)的吸附方法為:將微型吸盤(pán)的吸附面與被吸附面接觸，然后開(kāi)啟真空抽吸系統(tǒng)，對(duì)空心吸盤(pán)進(jìn)行真空抽吸，從而將兩個(gè)面進(jìn)行負(fù)壓粘接。
[0013]吸附面和被吸附面可以是任意平面；根據(jù)本發(fā)明，在被吸附面上可以懸掛負(fù)荷，從而檢查吸附面和被吸附面的負(fù)載能力；
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是:1、本發(fā)明微型吸盤(pán)采用微細(xì)制造和仿生學(xué)的原理制得，可以組成爬墻機(jī)器人的足，從而在機(jī)構(gòu)和微型真空抽吸系統(tǒng)的作用下，實(shí)現(xiàn)任何狀態(tài)的吸附；本發(fā)明可以適用任何狀態(tài)的接觸，同時(shí)可以利用剛毛吸附的機(jī)制完善吸附效果；2、本發(fā)明微型吸盤(pán)通過(guò)二次暴光工藝，可以在硅片上涂層PDMS光刻膠，通過(guò)二次暴光技術(shù)獲得微型吸盤(pán)陣列；通過(guò)將微型吸盤(pán)陣列與被吸附平面接觸，將微型真空抽吸裝置與微型吸盤(pán)進(jìn)行裝配，開(kāi)啟微型真空系統(tǒng)，從而光刻膠構(gòu)成的吸盤(pán)陣列在外界大氣壓力作用下與被吸附面緊密接觸；通過(guò)調(diào)節(jié)被吸附面下面的配重，可以檢測(cè)吸附能力的大小。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明微型吸盤(pán)與被吸附面吸附的示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明微型吸盤(pán)的制備流程圖。
[0016]圖3為制備微型吸盤(pán)的模具的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。
[0018]實(shí)施例:本發(fā)明所述微型吸盤(pán)，包括一個(gè)吸附面1，所述吸附面I上設(shè)置有若干微細(xì)的空心吸盤(pán)2陣列；所述吸附面I可以為平面或柔性的曲面。
[0019]具體吸附方法如圖1所示:將微型吸盤(pán)吸附面I與被吸附面3接觸，開(kāi)啟真空抽吸系統(tǒng)4，對(duì)空心吸盤(pán)進(jìn)行真空抽吸，從而將兩個(gè)面進(jìn)行負(fù)壓粘接。在被吸附面3上可以懸掛負(fù)荷5，從而檢查吸附面I和被吸附面3之間的負(fù)載能力。
[0020]本發(fā)明所述的微型吸盤(pán)的一種制備方法，如圖2所示，包括如下步驟:
(1)在清洗干凈的基片21上涂光刻膠22并烘干；
(2)將吸盤(pán)的外孔圖形制成掩模板23，并將掩模板23和基片上的光刻膠進(jìn)行紫外暴光
24；
(3)對(duì)基片上的光刻膠進(jìn)行顯影、吹干，得到吸盤(pán)外孔陣列25；
(4)再將吸盤(pán)的內(nèi)孔圖形制成掩模板23，并將掩模板和基片上的光刻膠進(jìn)行二次紫外暴光24 ；
(5)對(duì)基片上的光刻膠進(jìn)行二次顯影、吹干，得到吸盤(pán)內(nèi)孔陣列26；
(6)剝離基片，得到微型吸盤(pán)。
[0021]光刻膠是一種受力與顏色變化相關(guān)的膠，從而可以通過(guò)檢測(cè)吸附間隙顏色的變化，監(jiān)測(cè)吸附的效果。
[0022]本發(fā)明所述的微型吸盤(pán)也可以采用另一種制備方法，即使用吸盤(pán)模具，采用注塑的方法得到微型吸盤(pán)。
[0023]上述微型吸盤(pán)的模具，如圖3所示，包括平板狀模具體11和設(shè)置在模具體11上的若干個(gè)凸臺(tái)12陣列，所述凸臺(tái)12上設(shè)置有微針13。
[0024]如上所述，盡管參照特定的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)表示和表述了本發(fā)明，但其不得解釋為對(duì)本發(fā)明自身的限制。在不脫離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍前提下，可對(duì)其在形式上和細(xì)節(jié)上作出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種微型吸盤(pán)，包括一個(gè)吸附面(1)，其特征在于:所述吸附面(I)上設(shè)置有若干微細(xì)的空心吸盤(pán)(2)陣列。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型吸盤(pán)，其特征在于:所述吸附面(I)為平面或柔性的曲面。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微型吸盤(pán)的吸附方法，其特征在于:將微型吸盤(pán)吸附面(I)與被吸附面(3)接觸，開(kāi)啟真空抽吸系統(tǒng)(4)，對(duì)空心吸盤(pán)進(jìn)行真空抽吸，從而將兩個(gè)面進(jìn)行負(fù)壓粘接。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種微型吸盤(pán)，包括一個(gè)吸附面，所述吸附面（1）上設(shè)置有若干微細(xì)的空心吸盤(pán)（2）陣列。本發(fā)明還公開(kāi)這種微型吸盤(pán)的吸附方法。本發(fā)明微型吸盤(pán)采用微細(xì)制造和仿生學(xué)的原理制得，可以組成爬墻機(jī)器人的足，從而在機(jī)構(gòu)和微型真空抽吸系統(tǒng)的作用下，實(shí)現(xiàn)任何狀態(tài)的吸附；本發(fā)明可以適用任何狀態(tài)的接觸，同時(shí)可以利用剛毛吸附的機(jī)制完善吸附效果。
【IPC分類(lèi)】F16B47/00, B62D57/024, G03F7/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105020240
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410152099
【發(fā)明人】陳惠芬
【申請(qǐng)人】溧水經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)南區(qū)開(kāi)發(fā)有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月4日
【申請(qǐng)日】2014年4月15日