CN113941382B - 一种利用碳纤维束抓取与释放液滴的方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用碳纤维束抓取与释放液滴的方法与装置。注射器的最小液滴体积在纤维材料在微小尺寸的润湿性实验等场合不满足要求，现有产生微液滴的方法又存在控制不精确或难以转移和释放微液滴的问题。本发明利用疏松碳纤维束间毛细作用原理实现液滴抓取，并通过张紧碳纤维束来减少缝隙，降低毛细力，实现液滴凝聚，通过碳纤维束两端同时逆向旋转，实现液滴由碳纤维束两端位置向中间位置凝聚，利用液滴在结点附近产生的拉普拉斯压差，实现液滴定向定点聚集。本发明能够自动实现从液滴抓取、转移到释放的全过程。
Description
技术领域
本发明涉及微液滴抓取技术领域，特别是涉及一种利用碳纤维束抓取与释放液滴的方法与装置。
背景技术
通常情况，液滴的抓取与释放都是通过不同容量的注射器针管来实现，但是由于注射器针头是金属制成，其表面张力会吸附液体而使得液滴要达到一定的体积才能滴落。一般情况下，注射器挤出的最小液滴体积能满足大多数的实验需求，但是也存在实验需要体积很小的微液滴，此时普通注射器的最小液滴将不满足要求。
目前，在相关领域也有一些除普通注射器以外的产生微液滴方法，如申请号为202010869071.0(授权公告号为CN112007583A，授权公告日为2020年12月1日)的发明专利公开了一种通过制备超双疏表面，然后调节超双疏表面的悬空高度、倾斜角度以及液滴在超双疏表面的撞击速度在超双疏表面形成尺寸不同的微液滴，再用带负电的操控部件靠近微液滴，在电荷相互作用下，实现对微液滴的抓取和操控。但该方法产生微液滴是通过撞击的方式，液滴受力分离的过程中影响因素过多，不能实现对微液滴大小的精确控制，而且带电荷的微液滴黏附在有倾斜角度的表面上不排除有滑动滴落的可能。申请号为202010038690.5(授权公告号为CN111151314B，授权公告日为2021年7月27日)的发明专利公开了一种仿蚂蚁口器功能结构的微液滴制备装置及方法，能够做到无损制备微液滴，不过装置较为复杂，而且没有转移和释放微液滴的装置和方法。
因此，研发一种集微液滴抓取、转移与释放于一体、控制精确的方法与装置有利于微液滴的表征，实现液滴量的精确控制，对液体润湿性能的研究具有实际意义。
发明内容
本发明基于目前纤维材料在微小尺寸(直径＜80μm)的润湿性评价过程中，微液滴(＜2μL)很难被材料获取的研究背景，提供一种基于疏松碳纤维束间毛细作用原理，使微液滴能够轻易被碳纤维束抓取、精确控制、转移并释放到待测纤维(需在微小尺寸进行润湿性评价的纤维材料)的方法与装置。本发明是一种利用碳纤维束在疏松状态下的毛细力作用实现液滴抓取的方法；是一种通过张紧疏松的碳纤维束来减少缝隙，降低毛细力，使缝隙间的小液滴相互吸引凝聚的方法；是一种通过碳纤维束两端同时逆向旋转，使微小液滴由碳纤维束两端位置向中间位置凝聚的方法；是一种具有结点的碳纤维束，利用液滴在碳纤维结点附近产生的拉普拉斯压差，使液滴定向定点聚集的方法；是一种利用碳纤维束自动抓取液滴并转移到待测纤维上的装置；是一种可通过改变碳纤维束的直径来抓取不同量级的微液滴的装置。
本发明一种利用碳纤维束抓取与释放液滴的方法，具体步骤如下：
步骤一、电动缸推动碳纤维束松紧机构移动，使碳纤维束松紧机构所夹持碳纤维束的节点位于注射器正下方。
步骤二、升降机构驱动注射器推进机构和注射器下降，使得注射器靠近碳纤维束。
步骤三、注射器推进机构推动注射器的活塞杆，使注射器产生定量的液滴。
步骤四、升降机构再次驱动注射器推进机构和注射器下降，使得挤出的液滴与中间处于疏松状态的碳纤维束接触，由于液滴重力大于中间处于疏松状态的碳纤维束可承载的液滴重力，液滴有部分从碳纤维束上滴落，碳纤维束承载的剩余液滴在碳纤维束的中间沿着各根碳纤维之间的缝隙逐渐铺展。
步骤五、升降机构驱动注射器推进机构和注射器上升复位。
步骤六、电动缸带动碳纤维束松紧机构缩回复位，然后中空旋转平台带动电动缸和碳纤维束松紧机构一起正转90°，使碳纤维束转向观察台。
步骤七、电动缸推动碳纤维束松紧机构移动，将碳纤维束送至观察台正上方。
步骤八、通过交叉滚柱型Z轴滑台调整丝杠型XY轴精密滑台和载物台同步上升，使载物台上的液滴试件靠近碳纤维束；然后，通过丝杠型XY轴精密滑台调整载物台，使碳纤维束上的节点与载物台上液滴试件中心对齐。
步骤九、碳纤维束松紧机构驱动碳纤维束拉直，同时驱动碳纤维束的各根碳纤维中间部位旋紧，使铺展在各根碳纤维缝隙中的液体聚集成液滴并集中在碳纤维束中间节点处，具体如下：步进电机带动螺旋旋向相反的两根滚珠丝杠同时转动，使得两块电机板相互远离；其中，两块电机板上均固定有旋转电机，旋转电机的输出轴与碳纤维固定块固定，碳纤维束两端被固定在两块碳纤维固定块上；两块电机板相互远离过程中，碳纤维束被拉直而崩紧，使铺展在各根碳纤维缝隙中的液体聚集；同时两个旋转电机带动两块碳纤维固定块反向转动，使碳纤维束的各根碳纤维中间部位旋紧，从而使碳纤维束上聚集的液体形成液滴；又由于碳纤维束中间节点的曲率半径大于碳纤维束的曲率半径，液滴在压差作用下向碳纤维束中间节点处聚集，此时，中间部位被拉直并旋紧的碳纤维束无法继续承载中间处于疏松状态下碳纤维束所承载的液滴，且由于碳纤维的疏水性，聚集在碳纤维束中间节点处的液滴全部滴落到液滴试件上。
优选地，执行步骤九之前还有如下步骤：电控升降台调节摄像机，使摄像机对准液滴试件和碳纤维束，摄像机外接电脑；而执行步骤九过程中，摄像机拍摄的图像传给电脑存储。
优选地，液滴落到液滴试件上后，步进电机经两根滚珠丝杠带动两块电机板相互靠拢，同时两个旋转电机带动两块碳纤维固定块反向转动，使碳纤维束的各根碳纤维中间部位处于疏松状态。然后，交叉滚柱型Z轴滑台调整丝杠型XY轴精密滑台和载物台同步下降，电动缸带动碳纤维束松紧机构缩回复位，中空旋转平台带动电动缸和碳纤维束松紧机构一起反转90°复位。
本发明一种利用碳纤维束抓取与释放液滴的装置，主要由支撑桌、注射器装置台、液滴抓取与释放装置和观察台组成。所述的注射器装置台包括升降机构支座、升降机构、注射器推进机构和注射器；所述的升降机构支座固定在支撑桌上；升降机构固定在升降机构支座上，驱动注射器推进机构升降；所述的注射器推进机构驱动注射器的活塞杆。
所述的液滴抓取与释放装置包括中空旋转平台、旋转板、电动缸、碳纤维束松紧机构和碳纤维束；所述中空旋转平台的外壳固定在支撑桌上，旋转板与中空旋转平台的旋转部分固定；电动缸的缸体固定在旋转板上；所述的碳纤维束松紧机构包括支撑架、滚珠丝杠、电机板、步进电机、旋转电机、碳纤维固定块、固定磁铁和活动磁铁；所述的支撑架与电动缸的推杆固定；第一根滚珠丝杠的一端由步进电机驱动，另一端与第二根滚珠丝杠的一端通过一个联轴器连接；第二根滚珠丝杠的另一端与支撑架构成转动副；两根滚珠丝杠的螺旋旋向相反；导向柱固定在支撑架上；两块电机板间距布置，且均与导向柱构成滑动副；两块电机板与两根滚珠丝杠分别构成螺旋副；两个旋转电机的底座与两块电机板分别固定，两个旋转电机的输出轴上均固定有碳纤维固定块；两个旋转电机的输出轴均与导向柱平行设置；碳纤维固定块开设的安置槽内固定有固定磁铁；所述碳纤维束的两端均由硅胶包裹，且碳纤维束两端分别置于对应一块碳纤维固定块的安置槽内；两块活动磁铁与两块碳纤维固定块上的固定磁铁分别吸附，并分别压紧碳纤维束的对应端；碳纤维束的各根碳纤维两端相互粘附处于束紧状态，中间不相互粘附处于疏松状态，且碳纤维束的各根碳纤维中间均通过化学沉积形成节点；各根碳纤维中间的节点对齐成一排。
所述的观察台包括交叉滚柱型Z轴滑台、丝杠型XY轴精密滑台和载物台；所述交叉滚柱型Z轴滑台的底板固定在支撑桌上；丝杠型XY轴精密滑台的底板与交叉滚柱型Z轴滑台的升降平台固定；所述的载物台置于丝杠型XY轴精密滑台的移动平台上。
优选地，所述的支撑架包括上板、导向板和支承座；所述的上板固定在电动缸的推杆上；所述的导向板固定在上板上；导向柱固定在导向板上；步进电机的底座固定在导向板上；步进电机的输出轴与导向板构成转动副，并与第一根滚珠丝杠的一端通过一个联轴器连接；第二根滚珠丝杠与支承座构成转动副；所述的支承座固定在上板上。
优选地，所述的注射器推进机构包括Z轴电机、注射器基座、Z轴丝杠和注射器推板；所述的注射器基座由升降机构驱动升降；Z轴电机的底座与注射器基座固定；Z轴电机的输出轴与Z轴丝杠固定；所述的Z轴丝杠与注射器基座构成转动副；所述的注射器推板与Z轴丝杠构成螺旋副，并与注射器基座构成滑动副；注射器的注射筒固定在注射器基座上，注射器的活塞杆与注射器推板接触。
优选地，还包括摄像台；所述的摄像台包括电控升降台和摄像机；电控升降台的底座固定在支撑桌上；摄像机固定在电控升降台的升降平台上。
本发明具有的有益效果：
本发明利用疏松碳纤维束间毛细作用原理实现液滴抓取；通过张紧疏松的碳纤维束来减少缝隙，降低毛细力，实现液滴凝聚；通过碳纤维束两端同时逆向旋转，实现液滴由碳纤维束两端位置向中间位置凝聚；利用液滴在结点附近产生的拉普拉斯压差，实现液滴定向定点聚集；能够自动实现从液滴抓取、转移到释放的全过程；能通过改变碳纤维束的直径来抓取、转移和释放不同量级的微液滴。进一步，本发明通过碳纤维抓取与释放的微液滴，可以用来完成碳纤维等超疏水材料的润湿性研究和实验。
附图说明
图1为本发明利用碳纤维束抓取与释放液滴的装置的整体结构立体图。
图2为本发明中液滴抓取与释放装置的结构立体图。
图3为本发明中注射器装置台的结构立体图。
图4为本发明中观察台的结构立体图。
图5为本发明中摄像台的结构立体图。
图6为本发明中含节点的碳纤维束结构示意图。
图7为本发明中碳纤维束中间处于疏松状态时抓取液滴的过程原理图。
图8为本发明中碳纤维中间被拉紧和旋紧状态时释放液滴的过程原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
如图1所示，一种利用碳纤维束抓取与释放液滴的装置，主要由支撑桌1、注射器装置台2、液滴抓取与释放装置3和观察台5组成。如图3所示，注射器装置台2包括升降机构支座2-1、升降机构2-2、注射器推进机构和注射器2-7；升降机构支座2-1固定在支撑桌1上；升降机构2-2固定在升降机构支座2-1上，驱动注射器推进机构升降；注射器推进机构驱动注射器2-7的活塞杆；其中，升降机构2-2可以采用电动滑台，也可以采用东莞市上隆自动化科技有限公司的型号为CYCS4040、CYCS4060或CYCS4090的燕尾槽型Z轴滑台，采用电动滑台时，由控制器控制。
如图2所示，液滴抓取与释放装置3包括中空旋转平台3-1、旋转板3-2、电动缸3-3、碳纤维束松紧机构和碳纤维束3-14；中空旋转平台3-1的外壳固定在支撑桌1上，旋转板3-2与中空旋转平台3-1的旋转部分固定；电动缸3-3的缸体固定在旋转板3-2上；碳纤维束松紧机构包括支撑架、滚珠丝杠3-10、电机板3-5、步进电机3-8、旋转电机3-11、碳纤维固定块3-12、固定磁铁和活动磁铁3-13；支撑架与电动缸3-3的推杆固定；第一根滚珠丝杠3-10的一端由步进电机3-8驱动，另一端与第二根滚珠丝杠3-10的一端通过一个联轴器3-9连接；第二根滚珠丝杠3-10的另一端与支撑架构成转动副；两根滚珠丝杠3-10的螺旋旋向相反；导向柱3-7固定在支撑架上；两块电机板3-5间距布置，且均与导向柱3-7构成滑动副；两块电机板3-5与两根滚珠丝杠3-10分别构成螺旋副；两个旋转电机3-11的底座与两块电机板3-5分别固定，两个旋转电机3-11的输出轴上均固定有碳纤维固定块3-12；两个旋转电机3-11的输出轴均与导向柱3-7平行设置；碳纤维固定块3-12开设的安置槽内固定有固定磁铁；碳纤维束3-14两端均由硅胶包裹，且碳纤维束3-14两端分别置于对应一块碳纤维固定块3-12的安置槽内；两块活动磁铁3-13与两块碳纤维固定块3-12上的固定磁铁分别吸附，并分别压紧碳纤维束3-14的对应端；如图6所示，碳纤维束的各根碳纤维两端相互粘附处于束紧状态，中间不相互粘附处于疏松状态，且碳纤维束的各根碳纤维中间均通过化学沉积形成节点；各根碳纤维中间的节点对齐成一排。不同直径的碳纤维束可承载的微液滴重力不同，根据所需的微液滴体积不同，可以更换不同直径的碳纤维束。
如图4所示，观察台5包括交叉滚柱型Z轴滑台5-1、丝杠型XY轴精密滑台5-2和载物台5-4；交叉滚柱型Z轴滑台5-1的底板固定在支撑桌1上；丝杠型XY轴精密滑台5-2的底板通过连接板5-5与交叉滚柱型Z轴滑台5-1的升降平台固定；载物台5-4置于丝杠型XY轴精密滑台5-2的移动平台上。优选地，交叉滚柱型Z轴滑台5-1采用东莞市上隆自动化科技有限公司的型号为DGZH60、DGZH80或DGZH90的产品，丝杠型XY轴精密滑台5-2采用三益(天津)精密机械股份有限公司的型号为XYBSS70的进给丝杆型XY轴标准型线性滚珠式精密滑台。
作为一个优选实施例，如图2所示，支撑架包括上板3-6、导向板3-4和支承座3-15；上板3-6固定在电动缸3-3的推杆上；导向板3-4固定在上板3-6上；导向柱3-7固定在导向板3-4上；步进电机3-8的底座固定在导向板3-4上；步进电机3-8的输出轴与导向板3-4构成转动副，并与第一根滚珠丝杠3-10的一端通过一个联轴器3-9连接；第二根滚珠丝杠3-10与支承座3-15构成转动副；支承座3-15固定在上板3-6上。
作为一个优选实施例，如图3所示，注射器推进机构包括Z轴电机2-3、注射器基座2-4、Z轴丝杠2-5和注射器推板2-6；注射器基座2-4由升降机构2-2驱动升降；Z轴电机2-3的底座与注射器基座2-4固定；Z轴电机2-3的输出轴与Z轴丝杠2-5固定；Z轴丝杠2-5与注射器基座2-4构成转动副；注射器推板2-6与Z轴丝杠2-5构成螺旋副，并与注射器基座2-4构成滑动副；注射器2-7的注射筒固定在注射器基座2-4上，注射器2-7的活塞杆与注射器推板2-6接触。
作为一个优选实施例，如图1所示，该利用碳纤维束抓取与释放液滴的装置，还包括摄像台4；如图5所示，摄像台4包括电控升降台4-3、中间垫片4-2和摄像机4-1；电控升降台4-3的底座固定在支撑桌1上；摄像机4-1通过中间垫片4-2固定在电控升降台4-3的升降平台上。
其中，中空旋转平台3-1、电动缸3-3、步进电机3-8、旋转电机3-11、交叉滚柱型Z轴滑台5-1、丝杠型XY轴精密滑台5-2、Z轴电机2-3和电控升降台4-3均由控制器控制。
该利用碳纤维束抓取与释放液滴的装置抓取与释放液滴的方法，具体如下：
步骤一、电动缸3-3推动碳纤维束松紧机构移动，使碳纤维束3-14上的节点位于注射器2-7正下方。
步骤二、升降机构2-2驱动注射器推进机构和注射器2-7下降，使得注射器2-7靠近碳纤维束3-14。
步骤三、注射器推进机构推动注射器2-7的活塞杆，使注射器2-7产生定量的液滴。
步骤四、升降机构2-2再次驱动注射器推进机构和注射器2-7下降，使得挤出的液滴与中间处于疏松状态的碳纤维束接触，由于液滴重力大于中间处于疏松状态的碳纤维束可承载的液滴重力，液滴有部分从碳纤维束上滴落，碳纤维束承载的剩余液滴在碳纤维束的中间沿着各根碳纤维之间的缝隙逐渐铺展，从而实现了液滴从注射器2-7的针尖到碳纤维束的转移，即液滴的抓取，如图7所示。
步骤五、升降机构2-2驱动注射器推进机构和注射器2-7上升复位。
步骤六、电动缸3-3带动碳纤维束松紧机构缩回复位，然后中空旋转平台3-2带动电动缸3-3和碳纤维束松紧机构一起正转90°，使碳纤维束转向观察台5。
步骤七、电动缸3-3推动碳纤维束松紧机构移动，将碳纤维束3-14送至观察台正上方。
步骤八、通过交叉滚柱型Z轴滑台5-1调整丝杠型XY轴精密滑台5-2和载物台5-4同步上升，使载物台5-4上的液滴试件5-3(待测纤维)靠近碳纤维束3-14；然后，通过丝杠型XY轴精密滑台5-2调整载物台5-4，使碳纤维束3-14上的节点与载物台5-4上液滴试件5-3中心对齐。
步骤九、碳纤维束松紧机构驱动碳纤维束3-14拉直，同时驱动碳纤维束3-14的各根碳纤维中间部位旋紧，使铺展在各根碳纤维缝隙中的液体聚集成液滴并集中在碳纤维束中间节点处，具体如下：步进电机3-8带动螺旋旋向相反的两根滚珠丝杠3-10同时转动，使得两块电机板3-5相互远离，碳纤维束3-14被拉直而崩紧，使铺展在各根碳纤维缝隙中的液体聚集；同时两个旋转电机3-11带动两块碳纤维固定块3-12反向转动，使碳纤维束3-14的各根碳纤维中间部位旋紧，从而使碳纤维束上聚集的液体形成液滴；又由于碳纤维束中间节点的存在，节点的曲率半径大于碳纤维束的曲率半径，从而使液滴在压差(通过拉普拉斯公式计算)作用下向碳纤维束中间节点处聚集，如图8所示，此时，中间部位被拉直并旋紧的碳纤维束3-14无法继续承载中间处于疏松状态的碳纤维束所承载的液滴，且由于碳纤维的疏水性，聚集在碳纤维束中间节点处的液滴全部滴落到液滴试件5-3上。
作为一个优选实施例，执行步骤九之前还有如下步骤：通过电控升降台4-3调节摄像机4-1，使摄像机4-1对准液滴试件5-3和碳纤维束3-14，摄像机4-1外接电脑；而执行步骤九过程中，摄像机拍摄的图像传给电脑存储。通过对摄像机拍摄的图像进行后处理和分析，可以研究碳纤维的润湿性，当然，碳纤维也可以更换成其它超疏水材料进行润湿性研究。
作为一个优选实施例，液滴落到液滴试件5-3上后，步进电机3-8经两根滚珠丝杠3-10带动两块电机板3-5相互靠拢，同时两个旋转电机3-11带动两块碳纤维固定块3-12反向转动，使碳纤维束3-14的各根碳纤维中间部位处于疏松状态，如图7所示。然后，交叉滚柱型Z轴滑台5-1调整丝杠型XY轴精密滑台5-2和载物台5-4同步下降，电动缸3-3带动碳纤维束松紧机构缩回复位，中空旋转平台3-2带动电动缸3-3和碳纤维束松紧机构一起反转90°复位。
Claims (5)
1.一种利用碳纤维束抓取与释放液滴的方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：
步骤一、电动缸推动碳纤维束松紧机构移动，使碳纤维束松紧机构所夹持碳纤维束的节点位于注射器正下方；
步骤二、升降机构驱动注射器推进机构和注射器下降，使得注射器靠近碳纤维束；
步骤三、注射器推进机构推动注射器的活塞杆，使注射器产生定量的液滴；
步骤四、升降机构再次驱动注射器推进机构和注射器下降，使得挤出的液滴与中间处于疏松状态的碳纤维束接触，由于液滴重力大于中间处于疏松状态的碳纤维束可承载的液滴重力，液滴有部分从碳纤维束上滴落，碳纤维束承载的剩余液滴在碳纤维束的中间沿着各根碳纤维之间的缝隙逐渐铺展；
步骤五、升降机构驱动注射器推进机构和注射器上升复位；
步骤六、电动缸带动碳纤维束松紧机构缩回复位，然后中空旋转平台带动电动缸和碳纤维束松紧机构一起正转90°，使碳纤维束转向观察台；
步骤七、电动缸推动碳纤维束松紧机构移动，将碳纤维束送至观察台正上方；
步骤八、通过交叉滚柱型Z轴滑台调整丝杠型XY轴精密滑台和载物台同步上升，使载物台上的液滴试件靠近碳纤维束；然后，通过丝杠型XY轴精密滑台调整载物台，使碳纤维束上的节点与载物台上液滴试件中心对齐；
步骤九、碳纤维束松紧机构驱动碳纤维束拉直，同时驱动碳纤维束的各根碳纤维中间部位旋紧，使铺展在各根碳纤维缝隙中的液体聚集成液滴并集中在碳纤维束中间节点处，具体如下：步进电机带动螺旋旋向相反的两根滚珠丝杠同时转动，使得两块电机板相互远离；其中，两块电机板上均固定有旋转电机，旋转电机的输出轴与碳纤维固定块固定，碳纤维束两端被固定在两块碳纤维固定块上；两块电机板相互远离过程中，碳纤维束被拉直而崩紧，使铺展在各根碳纤维缝隙中的液体聚集；同时两个旋转电机带动两块碳纤维固定块反向转动，使碳纤维束的各根碳纤维中间部位旋紧，从而使碳纤维束上聚集的液体形成液滴；又由于碳纤维束中间节点的曲率半径大于碳纤维束的曲率半径，液滴在压差作用下向碳纤维束中间节点处聚集，此时，中间部位被拉直并旋紧的碳纤维束无法继续承载中间处于疏松状态下碳纤维束所承载的液滴，且由于碳纤维的疏水性，聚集在碳纤维束中间节点处的液滴全部滴落到液滴试件上。
2.根据权利要求1所述一种利用碳纤维束抓取与释放液滴的方法，其特征在于：执行步骤九之前还有如下步骤：电控升降台调节摄像机，使摄像机对准液滴试件和碳纤维束，摄像机外接电脑；而执行步骤九过程中，摄像机拍摄的图像传给电脑存储。
3.根据权利要求1所述一种利用碳纤维束抓取与释放液滴的方法，其特征在于：液滴落到液滴试件上后，步进电机经两根滚珠丝杠带动两块电机板相互靠拢，同时两个旋转电机带动两块碳纤维固定块反向转动，使碳纤维束的各根碳纤维中间部位处于疏松状态；然后，交叉滚柱型Z轴滑台调整丝杠型XY轴精密滑台和载物台同步下降，电动缸带动碳纤维束松紧机构缩回复位，中空旋转平台带动电动缸和碳纤维束松紧机构一起反转90°复位。
4.一种利用碳纤维束抓取与释放液滴的装置，包括支撑桌、注射器装置台和观察台，其特征在于：还包括液滴抓取与释放装置；所述的注射器装置台包括升降机构支座、升降机构、注射器推进机构和注射器；所述的升降机构支座固定在支撑桌上；升降机构固定在升降机构支座上，驱动注射器推进机构升降；所述的注射器推进机构驱动注射器的活塞杆；
所述的液滴抓取与释放装置包括中空旋转平台、旋转板、电动缸、碳纤维束松紧机构和碳纤维束；所述中空旋转平台的外壳固定在支撑桌上，旋转板与中空旋转平台的旋转部分固定；电动缸的缸体固定在旋转板上；所述的碳纤维束松紧机构包括支撑架、滚珠丝杠、电机板、步进电机、旋转电机、碳纤维固定块、固定磁铁和活动磁铁；所述的支撑架与电动缸的推杆固定；第一根滚珠丝杠的一端由步进电机驱动，另一端与第二根滚珠丝杠的一端通过一个联轴器连接；第二根滚珠丝杠的另一端与支撑架构成转动副；两根滚珠丝杠的螺旋旋向相反；导向柱固定在支撑架上；两块电机板间距布置，且均与导向柱构成滑动副；两块电机板与两根滚珠丝杠分别构成螺旋副；两个旋转电机的底座与两块电机板分别固定，两个旋转电机的输出轴上均固定有碳纤维固定块；两个旋转电机的输出轴均与导向柱平行设置；碳纤维固定块开设的安置槽内固定有固定磁铁；所述碳纤维束的两端均由硅胶包裹，且碳纤维束两端分别置于对应一块碳纤维固定块的安置槽内；两块活动磁铁与两块碳纤维固定块上的固定磁铁分别吸附，并分别压紧碳纤维束的对应端；碳纤维束的各根碳纤维两端相互粘附处于束紧状态，中间不相互粘附处于疏松状态，且碳纤维束的各根碳纤维中间均通过化学沉积形成节点；各根碳纤维中间的节点对齐成一排；
所述的观察台包括交叉滚柱型Z轴滑台、丝杠型XY轴精密滑台和载物台；所述交叉滚柱型Z轴滑台的底板固定在支撑桌上；丝杠型XY轴精密滑台的底板与交叉滚柱型Z轴滑台的升降平台固定；所述的载物台置于丝杠型XY轴精密滑台的移动平台上；
所述的支撑架包括上板、导向板和支承座；所述的上板固定在电动缸的推杆上；所述的导向板固定在上板上；导向柱固定在导向板上；步进电机的底座固定在导向板上；步进电机的输出轴与导向板构成转动副，并与第一根滚珠丝杠的一端通过一个联轴器连接；第二根滚珠丝杠与支承座构成转动副；所述的支承座固定在上板上；
所述的注射器推进机构包括Z轴电机、注射器基座、Z轴丝杠和注射器推板；所述的注射器基座由升降机构驱动升降；Z轴电机的底座与注射器基座固定；Z轴电机的输出轴与Z轴丝杠固定；所述的Z轴丝杠与注射器基座构成转动副；所述的注射器推板与Z轴丝杠构成螺旋副，并与注射器基座构成滑动副；注射器的注射筒固定在注射器基座上，注射器的活塞杆与注射器推板接触。
5.根据权利要求4所述一种利用碳纤维束抓取与释放液滴的装置，其特征在于：还包括摄像台；所述的摄像台包括电控升降台和摄像机；电控升降台的底座固定在支撑桌上；摄像机固定在电控升降台的升降平台上。
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