CN102085506A - 一种自动溶胶凝胶制膜装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动溶胶凝胶制膜装置，包括支架，设置在支架上的溶胶供给机构、工作台、旋转匀胶机构、平移机构以及干燥机构；所述工作台包括旋转台；所述平移机构与工作台相连，驱动工作台移动；所述溶胶供给机构位于工作台上方，用于将溶胶滴入工作台；所述旋转匀胶机构用于驱动所述旋转台旋转，进行匀胶；所述干燥机构设置在所述工作台上方。本发明结构简单易行，加工方便，成本低廉，可高效地完成溶胶凝胶法制备纳米气敏薄膜过程；将操作者从单一、繁琐的制膜工艺中解放出来，提高了劳动效率，降低了劳动强度。同时，机械操作可避免过多的人为失误，减少不确定性因素对制膜过程的影响，提高所制薄膜的均匀性及稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于在基片表面上制备一层纳米气敏薄膜的制膜装置，更具体的是涉及一种使用溶胶-凝胶法的自动溶胶凝胶制膜装置。
背景技术
溶胶-凝胶法制备纳米气敏薄膜的技术目前得到了广泛的关注。此种方法具有成本低，技术简单等优点，是未来微气敏薄膜制备技术的主要发展方向之一。但因该方法需手工操作，对所制薄膜的稳定性及一致性有极大的影响，且制作时间较长，过程较为枯燥。因此，为提高制膜的效果，降低劳动强度，设计发明出一套自动溶胶凝胶制膜装置很有必要。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种自动溶胶凝胶制膜装置。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种自动溶胶凝胶制膜装置，包括支架，设置在支架上的溶胶供给机构、工作台、旋转匀胶机构、平移机构以及干燥机构；所述工作台包括旋转台；所述平移机构与工作台相连，驱动工作台移动；所述溶胶供给机构位于工作台上方，用于将溶胶滴入工作台；所述旋转匀胶机构用于驱动所述旋转台旋转，进行匀胶；所述干燥机构设置在所述工作台上方。
本实用新型中，优选地，所述溶胶供给机构包括与支架连接的基板、垂直步进电机、垂直丝杠螺母、垂直丝杠、垂直传动块、下压块、移动竖梁、与支架连接的竖梁固定架、垂直直线导轨、上压块、针管活塞、针管、与支架连接的针管固定架；
所述垂直步进电机设置在所述基板下方，并连接垂直丝杠，所述垂直丝杠穿过基板和支架并嵌套有垂直丝杠螺母，所述垂直丝杠螺母连接所述垂直传动块，所述垂直传动块连接移动竖梁；所述移动竖梁安装在垂直直线导轨上并沿垂直直线导轨在竖直方向上移动；所述垂直直线导轨安装在所述竖梁固定架上；所述竖梁固定架与所述针管固定架连接，所述针管固定在针管固定架上，针管活塞的上端连接上压块，所述上压块与所述下压块连接，所述下压块安装在所述移动竖梁顶端。
本实用新型中，优选地，所述工作台包括上盖板、设置在上盖板下方的下盖板、以及穿过所述上盖板和下盖板的旋转轴；所述旋转轴上端连接所述旋转台，下方设有橡皮套。上盖板和下盖板内设有轴承，所述旋转轴穿过上盖板和下盖板内的轴承。
本实用新型中，优选地，所述旋转匀胶机构包括匀胶步进电机、主转盘以及卡盘；所述匀胶步进电机与所述基板连接，所述卡盘以及主转盘依次设置在所述匀胶步进电机的旋转轴上。
本实用新型中，优选地，所述平移机构包括水平步进电机、联轴器、水平轴承座、水平丝杠、水平丝杠螺母以及水平传动块；
所述水平步进电机与所述支架连接，并通过所述联轴器连接水平丝杠；所述水平丝杠由支架连接的水平轴承座固定，且水平丝杠上嵌套有水平丝杠螺母，所述水平丝杠螺母与水平传动块连接，所述水平传动块与所述上盖板连接。
本实用新型中，优选地，所述干燥机构包括红外线灯管，所述红外线灯管设置在所述工作台上方。
本实用新型中，优选地，所述支架包括支脚和纵梁，所述基板和纵梁连接。
本实用新型中，优选地，所述纵梁上设有固定横梁，所述固定横梁上设有水平直线导轨，所述水平直线导轨与所述水平丝杠方向一致，并与所述水平轴承座下方适配。
本实用新型中，优选地，所述旋转台有一个以上。
本实用新型中，优选地，包括设置在所述工作台上的匀胶盖，所述匀胶盖下方设有与凹槽，所述凹槽大于所述旋转台。
使用本发明可以将已制备好的胶体溶液旋涂于清洗好的基片表面从而形成纳米气敏薄膜，一次可在四块基片上制膜。
有益效果：本发明结构简单易行，加工方便，成本低廉，可高效地完成溶胶凝胶法制备纳米气敏薄膜过程；由DSP及电脑控制可实现制膜过程的全自动无人值守，将操作者从单一、繁琐的制膜工艺中解放出来，提高了劳动效率，降低了劳动强度。同时，机械操作可避免过多的人为失误，减少不确定性因素对制膜过程的影响，提高所制薄膜的均匀性及稳定性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
图1为本发明的主视图。
图2为本发明的主视图(不含干燥机构)。
图3为图2的左视图。
图4为本发明匀胶机构示意图。
图5为图4的俯视图。
图6为本发明中干燥机构结构示意图。
图7为本发明中匀胶盖部分结构示意图。
图中：1、支脚；2、纵梁；3、固定横梁；4、水平直线导轨；5、基板；6、上盖板；7、旋转台；8、水平步进电机；9、联轴器；10、水平轴承座；11、垂直步进电机；12、水平丝杠；13、垂直丝杠螺母；14、垂直丝杠；15、垂直传动块；16、下压块；17、移动竖梁；18、垂直直线导轨；19、水平丝杠螺母；20、上压块；21、针管活塞；22、竖梁固定架；23、针管；24、水平传动块；25、匀胶步进电机；26、主转盘；27、卡盘；28、下盖板；29、橡皮套；30、红外线灯管；31、匀胶盖；32、针管固定架；33、灯架；34、灯管支撑；35、灯管固定架。
具体实施方式：
如图1、图2和图3所示，本发明公开了一种自动溶胶凝胶制膜装置，包括支架，设置在支架上的溶胶供给机构、工作台、旋转匀胶机构、平移机构以及干燥机构。所述工作台包括一个以上旋转台7，本实用新型中设置四个旋转台。所述平移机构与工作台相连，驱动工作台移动。所述溶胶供给机构位于工作台上方，用于将溶胶滴入工作台上的旋转台。所述旋转匀胶机构用于驱动所述旋转台旋转，进行匀胶；所述干燥机构设置在所述工作台上方。所述支架包括支脚1、纵梁2、固定横梁3，固定横梁3固定在纵梁2上。
所述溶胶供给机构包括与纵梁2连接的基板5、垂直步进电机11、垂直丝杠螺母13、垂直丝杠14、垂直传动块15、下压块16、移动竖梁17、与固定横梁3连接的竖梁固定架22、垂直直线导轨18、上压块20、针管活塞21、针管23、与支架连接的针管固定架32；
所述垂直步进电机11设置在所述基板5下方，并连接垂直丝杠14，所述垂直丝杠穿过基板和支架的纵梁2并嵌套有垂直丝杠螺母13，所述垂直丝杠螺母连接所述垂直传动块15，所述垂直传动块连接移动竖梁17；所述移动竖梁安装在垂直直线导轨18上并沿垂直直线导轨在竖直方向上移动；所述垂直直线导轨安装在所述竖梁固定架22上；所述竖梁固定架与所述针管固定架32连接，所述针管23固定在针管固定架32上，针管活塞21的上端连接上压块20，所述上压块与所述下压块16连接，所述下压块16安装在所述移动竖梁17顶端。所述垂直直线导轨包括导轨和沿导轨滑动的滑块，其导轨后部与竖梁固定架22用螺栓连接，其滑块前部与移动竖梁用螺栓连接。因此移动竖梁的垂直向下移动可以带动针管活塞的下压从而控制针管滴液。
所述工作台包括上盖板6、设置在上盖板下方的下盖板26、以及穿过所述上盖板和下盖板的旋转轴；所述旋转轴上端连接所述旋转台7，下方设有橡皮套29，上盖板和下盖板内设有轴承，所述旋转轴穿过轴承，上盖板和下盖板用于安装轴承并将旋转台安装于其中，工作时将样品用双面胶粘在旋转台上使得旋转台在高速旋转时样品不被甩开。橡皮套29套在旋转轴底部并与所述主转盘26相外切。所述的上盖板上安装有四个旋转台，其一端加工出凸字结构部分，并加工有螺纹孔。所述水平传动块上设有通孔，使用螺栓螺母穿过所述上盖板的螺纹孔以及所述通孔，将两者固定连接，如图4和图5所示。
如图4和图5所示，所述旋转匀胶机构包括匀胶步进电机25、主转盘26以及卡盘27；所述匀胶步进电机与所述基板连接，所述卡盘以及主转盘依次设置在所述匀胶步进电机的旋转轴上。当旋转台移动至针管下时，橡皮套与主转盘相切，通过摩擦力将主转盘的高速旋转传递至旋转台从而实现匀胶。为了不让溶胶溶液在样品高速旋转时甩到其他样品上，在匀胶时将一个如图7所示的匀胶盖盖在上盖板之上，这样甩出的溶胶溶液只会落在盖体内部不会对其他样品产生影响。
所述平移机构包括水平步进电机8、联轴器9、水平轴承座10、水平丝杠12、水平丝杠螺母19以及水平传动块24；
所述水平步进电机与所述支架的纵梁2连接，并通过所述联轴器连接水平丝杠；所述水平丝杠由支架连接的水平轴承座固定，且水平丝杠上嵌套有水平丝杠螺母，所述水平丝杠螺母与水平传动块连接，所述水平传动块与所述上盖板连接。
如图6所示，所述干燥机构包括红外线灯管30，所述红外线灯管设置在所述工作台上方。具体说，干燥系统如图6所示，由支承33、灯架34、灯罩35、红外线灯管组成。位于匀胶系统靠近水平步进电机一侧。当匀胶工作完成后，上盖板水平移动至红外线灯管下，并开启红外线灯，便可进行干燥工作。为使4片样品获得相等的干燥温度，选用PHILIPS的13169Z/98型红外线加热灯，温度可通过电压调节。
所述固定横梁上设有水平直线导轨4，所述水平直线导轨4与所述水平丝杠12方向一致，并与所述水平轴承座10下方适配。所述水平直线导轨包括导轨和沿导轨滑动的滑块，其导轨下部与固定横梁用螺栓连接，其滑块上部与旋转匀胶机构上盖板6下方用螺栓连接。
如图7所示，本发明还包括设置在所述工作台上的匀胶盖31，所述匀胶盖下方设有与凹槽，所述凹槽面积以及凹槽深度大于所述旋转台的高度。
本发明采用溶胶-凝胶法制备薄膜通常有以下几个步骤：步骤一、制备溶液；步骤二、将溶胶通过陈化得到湿凝胶；步骤三、干燥湿凝胶；步骤四、对干凝胶进行热处理。
本发明提供了一种自动溶胶凝胶制膜装置的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (10)
1.一种自动溶胶凝胶制膜装置，其特征在于，包括支架，设置在支架上的溶胶供给机构、工作台、旋转匀胶机构、平移机构以及干燥机构；
所述工作台包括旋转台；
所述平移机构与工作台相连，驱动工作台移动；
所述溶胶供给机构位于工作台上方，用于将溶胶滴入工作台；
所述旋转匀胶机构用于驱动所述旋转台旋转，进行匀胶；
所述干燥机构设置在所述工作台上方。
2.根据权利要求1所述的一种自动溶胶凝胶制膜装置，其特征在于，所述溶胶供给机构包括与支架连接的基板、垂直步进电机、垂直丝杠螺母、垂直丝杠、垂直传动块、下压块、移动竖梁、与支架连接的竖梁固定架、垂直直线导轨、上压块、针管活塞、针管、与支架连接的针管固定架；
所述垂直步进电机设置在所述基板下方，并连接垂直丝杠，所述垂直丝杠穿过基板和支架并嵌套有垂直丝杠螺母，所述垂直丝杠螺母连接所述垂直传动块，所述垂直传动块连接移动竖梁；所述移动竖梁安装在垂直直线导轨上并沿垂直直线导轨在竖直方向上移动；所述垂直直线导轨安装在所述竖梁固定架上；所述竖梁固定架与所述针管固定架连接，所述针管固定在针管固定架上，针管活塞的上端连接上压块，所述上压块与所述下压块连接，所述下压块安装在所述移动竖梁顶端。
3.根据权利要求2所述的一种自动溶胶凝胶制膜装置，其特征在于，所述工作台包括上盖板、设置在上盖板下方的下盖板、以及穿过所述上盖板和下盖板的旋转轴；所述旋转轴上端连接所述旋转台，下方设有橡皮套。
4.根据权利要求3所述的一种自动溶胶凝胶制膜装置，其特征在于，所述旋转匀胶机构包括匀胶步进电机、主转盘以及卡盘；所述匀胶步进电机与所述基板连接，所述卡盘以及主转盘依次设置在所述匀胶步进电机的旋转轴上。
5.根据权利要求4所述的一种自动溶胶凝胶制膜装置，其特征在于，所述平移机构包括水平步进电机、联轴器、水平轴承座、水平丝杠、水平丝杠螺母以及水平传动块；
所述水平步进电机与所述支架连接，并通过所述联轴器连接水平丝杠；所述水平丝杠由支架连接的水平轴承座固定，且水平丝杠上嵌套有水平丝杠螺母，所述水平丝杠螺母与水平传动块连接，所述水平传动块与所述上盖板连接。
6.根据权利要求5所述的一种自动溶胶凝胶制膜装置，其特征在于，所述干燥机构包括红外线灯管，所述红外线灯管设置在所述工作台上方。
7.根据权利要求2或5所述的一种自动溶胶凝胶制膜装置，其特征在于，所述支架包括支脚和纵梁，所述基板和纵梁连接。
8.所述根据权利要求7所述的一种自动溶胶凝胶制膜装置，其特征在于，所述纵梁上设有固定横梁，所述固定横梁上设有水平直线导轨，所述水平直线导轨与所述水平丝杠方向一致，并与所述水平轴承座下方适配。
9.所述根据权利要求7所述的一种自动溶胶凝胶制膜装置，其特征在于，所述旋转台有一个以上。
10.所述根据权利要求9所述的一种自动溶胶凝胶制膜装置，其特征在于，包括设置在所述工作台上的匀胶盖，所述匀胶盖下方设有与凹槽，所述凹槽大于所述旋转台。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120822 Termination date: 20181026 |
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