專利名稱：一種自動溶膠凝膠制膜裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在基片表面上制備一層納米氣敏薄膜的制膜裝置，更具體的 是涉及一種使用溶膠-凝膠法的自動溶膠凝膠制膜裝置。
背景技術(shù)：
溶膠-凝膠法制備納米氣敏薄膜的技術(shù)目前得到了廣泛的關(guān)注。此種方法具有成 本低，技術(shù)簡單等優(yōu)點，是未來微氣敏薄膜制備技術(shù)的主要發(fā)展方向之一。但因該方法需手 工操作，對所制薄膜的穩(wěn)定性及一致性有極大的影響，且制作時間較長，過程較為枯燥。因 此，為提高制膜的效果，降低勞動強度，設(shè)計發(fā)明出一套自動溶膠凝膠制膜裝置很有必要。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種自動溶 膠凝膠制膜裝置。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種自動溶膠凝膠制膜裝置，包括支架，設(shè) 置在支架上的溶膠供給機構(gòu)、工作臺、旋轉(zhuǎn)勻膠機構(gòu)、平移機構(gòu)以及干燥機構(gòu)；所述工作臺 包括旋轉(zhuǎn)臺；所述平移機構(gòu)與工作臺相連，驅(qū)動工作臺移動；所述溶膠供給機構(gòu)位于工作 臺上方，用于將溶膠滴入工作臺；所述旋轉(zhuǎn)勻膠機構(gòu)用于驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行勻膠； 所述干燥機構(gòu)設(shè)置在所述工作臺上方。本實用新型中，優(yōu)選地，所述溶膠供給機構(gòu)包括與支架連接的基板、垂直步進(jìn)電 機、垂直絲杠螺母、垂直絲杠、垂直傳動塊、下壓塊、移動豎梁、與支架連接的豎梁固定架、垂 直直線導(dǎo)軌、上壓塊、針管活塞、針管、與支架連接的針管固定架；所述垂直步進(jìn)電機設(shè)置在所述基板下方，并連接垂直絲杠，所述垂直絲杠穿過基 板和支架并嵌套有垂直絲杠螺母，所述垂直絲杠螺母連接所述垂直傳動塊，所述垂直傳動 塊連接移動豎梁；所述移動豎梁安裝在垂直直線導(dǎo)軌上并沿垂直直線導(dǎo)軌在豎直方向上 移動；所述垂直直線導(dǎo)軌安裝在所述豎梁固定架上；所述豎梁固定架與所述針管固定架連 接，所述針管固定在針管固定架上，針管活塞的上端連接上壓塊，所述上壓塊與所述下壓塊 連接，所述下壓塊安裝在所述移動豎梁頂端。本實用新型中，優(yōu)選地，所述工作臺包括上蓋板、設(shè)置在上蓋板下方的下蓋板、以 及穿過所述上蓋板和下蓋板的旋轉(zhuǎn)軸；所述旋轉(zhuǎn)軸上端連接所述旋轉(zhuǎn)臺，下方設(shè)有橡皮套。 上蓋板和下蓋板內(nèi)設(shè)有軸承，所述旋轉(zhuǎn)軸穿過上蓋板和下蓋板內(nèi)的軸承。本實用新型中，優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)勻膠機構(gòu)包括勻膠步進(jìn)電機、主轉(zhuǎn)盤以及卡盤； 所述勻膠步進(jìn)電機與所述基板連接，所述卡盤以及主轉(zhuǎn)盤依次設(shè)置在所述勻膠步進(jìn)電機的 旋轉(zhuǎn)軸上。本實用新型中，優(yōu)選地，所述平移機構(gòu)包括水平步進(jìn)電機、聯(lián)軸器、水平軸承座、水 平絲杠、水平絲杠螺母以及水平傳動塊；所述水平步進(jìn)電機與所述支架連接，并通過所述聯(lián)軸器連接水平絲杠；所述水平絲杠由支架連接的水平軸承座固定，且水平絲杠上嵌套有水平絲杠螺母，所述水平絲杠螺 母與水平傳動塊連接，所述水平傳動塊與所述上蓋板連接。本實用新型中，優(yōu)選地，所述干燥機構(gòu)包括紅外線燈管，所述紅外線燈管設(shè)置在所 述工作臺上方。本實用新型中，優(yōu)選地，所述支架包括支腳和縱梁，所述基板和縱梁連接。本實用新型中，優(yōu)選地，所述縱梁上設(shè)有固定橫梁，所述固定橫梁上設(shè)有水平直線 導(dǎo)軌，所述水平直線導(dǎo)軌與所述水平絲杠方向一致，并與所述水平軸承座下方適配。本實用新型中，優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)臺有一個以上。本實用新型中，優(yōu)選地，包括設(shè)置在所述工作臺上的勻膠蓋，所述勻膠蓋下方設(shè)有 與凹槽，所述凹槽大于所述旋轉(zhuǎn)臺。使用本發(fā)明可以將已制備好的膠體溶液旋涂于清洗好的基片表面從而形成納米 氣敏薄膜，一次可在四塊基片上制膜。有益效果本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單易行，加工方便，成本低廉，可高效地完成溶膠凝膠法 制備納米氣敏薄膜過程；由DSP及電腦控制可實現(xiàn)制膜過程的全自動無人值守，將操作者 從單一、繁瑣的制膜工藝中解放出來，提高了勞動效率，降低了勞動強度。同時，機械操作可 避免過多的人為失誤，減少不確定性因素對制膜過程的影響，提高所制薄膜的均勻性及穩(wěn) 定性。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做更進(jìn)一步的具體說明，本發(fā)明的上述和 /或其他方面的優(yōu)點將會變得更加清楚。圖1為本發(fā)明的主視圖。圖2為本發(fā)明的主視圖(不含干燥機構(gòu))。圖3為圖2的左視圖。圖4為本發(fā)明勻膠機構(gòu)示意圖。圖5為圖4的俯視圖。圖6為本發(fā)明中干燥機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本發(fā)明中勻膠蓋部分結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、支腳 ’2、縱梁；3、固定橫梁；4、水平直線導(dǎo)軌；5、基板；6、上蓋板；7、旋轉(zhuǎn) 臺；8、水平步進(jìn)電機；9、聯(lián)軸器；10、水平軸承座；11、垂直步進(jìn)電機；12、水平絲杠；13、垂 直絲杠螺母；14、垂直絲杠；15、垂直傳動塊；16、下壓塊；17、移動豎梁；18、垂直直線導(dǎo)軌； 19、水平絲杠螺母；20、上壓塊；21、針管活塞；22、豎梁固定架；23、針管；24、水平傳動塊； 25、勻膠步進(jìn)電機；26、主轉(zhuǎn)盤；27、卡盤；28、下蓋板；29、橡皮套；30、紅外線燈管；31、勻膠 蓋；32、針管固定架；33、燈架；34、燈管支撐；35、燈管固定架。
具體實施例方式如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明公開了一種自動溶膠凝膠制膜裝置，包括支架，設(shè) 置在支架上的溶膠供給機構(gòu)、工作臺、旋轉(zhuǎn)勻膠機構(gòu)、平移機構(gòu)以及干燥機構(gòu)。所述工作臺 包括一個以上旋轉(zhuǎn)臺7，本實用新型中設(shè)置四個旋轉(zhuǎn)臺。所述平移機構(gòu)與工作臺相連，驅(qū)動工作臺移動。所述溶膠供給機構(gòu)位于工作臺上方，用于將溶膠滴入工作臺上的旋轉(zhuǎn)臺。所述 旋轉(zhuǎn)勻膠機構(gòu)用于驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行勻膠；所述干燥機構(gòu)設(shè)置在所述工作臺上方。 所述支架包括支腳1、縱梁2、固定橫梁3，固定橫梁3固定在縱梁2上。所述溶膠供給機構(gòu)包括與縱梁2連接的基板5、垂直步進(jìn)電機11、垂直絲杠螺母 13、垂直絲杠14、垂直傳動塊15、下壓塊16、移動豎梁17、與固定橫梁3連接的豎梁固定架 22、垂直直線導(dǎo)軌18、上壓塊20、針管活塞21、針管23、與支架連接的針管固定架32 ；所述垂直步進(jìn)電機11設(shè)置在所述基板5下方，并連接垂直絲杠14，所述垂直絲杠 穿過基板和支架的縱梁2并嵌套有垂直絲杠螺母13，所述垂直絲杠螺母連接所述垂直傳動 塊15，所述垂直傳動塊連接移動豎梁17 ；所述移動豎梁安裝在垂直直線導(dǎo)軌18上并沿垂直 直線導(dǎo)軌在豎直方向上移動；所述垂直直線導(dǎo)軌安裝在所述豎梁固定架22上；所述豎梁固 定架與所述針管固定架32連接，所述針管23固定在針管固定架32上，針管活塞21的上端 連接上壓塊20，所述上壓塊與所述下壓塊16連接，所述下壓塊16安裝在所述移動豎梁17 頂端。所述垂直直線導(dǎo)軌包括導(dǎo)軌和沿導(dǎo)軌滑動的滑塊，其導(dǎo)軌后部與豎梁固定架22用螺 栓連接，其滑塊前部與移動豎梁用螺栓連接。因此移動豎梁的垂直向下移動可以帶動針管 活塞的下壓從而控制針管滴液。所述工作臺包括上蓋板6、設(shè)置在上蓋板下方的下蓋板沈、以及穿過所述上蓋板 和下蓋板的旋轉(zhuǎn)軸；所述旋轉(zhuǎn)軸上端連接所述旋轉(zhuǎn)臺7，下方設(shè)有橡皮套四，上蓋板和下蓋 板內(nèi)設(shè)有軸承，所述旋轉(zhuǎn)軸穿過軸承，上蓋板和下蓋板用于安裝軸承并將旋轉(zhuǎn)臺安裝于其 中，工作時將樣品用雙面膠粘在旋轉(zhuǎn)臺上使得旋轉(zhuǎn)臺在高速旋轉(zhuǎn)時樣品不被甩開。橡皮套 四套在旋轉(zhuǎn)軸底部并與所述主轉(zhuǎn)盤26相外切。所述的上蓋板上安裝有四個旋轉(zhuǎn)臺，其一端 加工出凸字結(jié)構(gòu)部分，并加工有螺紋孔。所述水平傳動塊上設(shè)有通孔，使用螺栓螺母穿過所 述上蓋板的螺紋孔以及所述通孔，將兩者固定連接，如圖4和圖5所示。如圖4和圖5所示，所述旋轉(zhuǎn)勻膠機構(gòu)包括勻膠步進(jìn)電機25、主轉(zhuǎn)盤沈以及卡盤 27;所述勻膠步進(jìn)電機與所述基板連接，所述卡盤以及主轉(zhuǎn)盤依次設(shè)置在所述勻膠步進(jìn)電 機的旋轉(zhuǎn)軸上。當(dāng)旋轉(zhuǎn)臺移動至針管下時，橡皮套與主轉(zhuǎn)盤相切，通過摩擦力將主轉(zhuǎn)盤的高 速旋轉(zhuǎn)傳遞至旋轉(zhuǎn)臺從而實現(xiàn)勻膠。為了不讓溶膠溶液在樣品高速旋轉(zhuǎn)時甩到其他樣品 上，在勻膠時將一個如圖7所示的勻膠蓋蓋在上蓋板之上，這樣甩出的溶膠溶液只會落在 蓋體內(nèi)部不會對其他樣品產(chǎn)生影響。所述平移機構(gòu)包括水平步進(jìn)電機8、聯(lián)軸器9、水平軸承座10、水平絲杠12、水平絲 杠螺母19以及水平傳動塊M ；所述水平步進(jìn)電機與所述支架的縱梁2連接，并通過所述聯(lián)軸器連接水平絲杠； 所述水平絲杠由支架連接的水平軸承座固定，且水平絲杠上嵌套有水平絲杠螺母，所述水 平絲杠螺母與水平傳動塊連接，所述水平傳動塊與所述上蓋板連接。如圖6所示，所述干燥機構(gòu)包括紅外線燈管30，所述紅外線燈管設(shè)置在所述工作 臺上方。具體說，干燥系統(tǒng)如圖6所示，由支承33、燈架34、燈罩35、紅外線燈管組成。位 于勻膠系統(tǒng)靠近水平步進(jìn)電機一側(cè)。當(dāng)勻膠工作完成后，上蓋板水平移動至紅外線燈管下， 并開啟紅外線燈，便可進(jìn)行干燥工作。為使4片樣品獲得相等的干燥溫度，選用PHILIPS的 13169Z/98型紅外線加熱燈，溫度可通過電壓調(diào)節(jié)。所述固定橫梁上設(shè)有水平直線導(dǎo)軌4，所述水平直線導(dǎo)軌4與所述水平絲杠12方向一致，并與所述水平軸承座10下方適配。所述水平直線導(dǎo)軌包括導(dǎo)軌和沿導(dǎo)軌滑動的滑 塊，其導(dǎo)軌下部與固定橫梁用螺栓連接，其滑塊上部與旋轉(zhuǎn)勻膠機構(gòu)上蓋板6下方用螺栓 連接。如圖7所示，本發(fā)明還包括設(shè)置在所述工作臺上的勻膠蓋31，所述勻膠蓋下方設(shè) 有與凹槽，所述凹槽面積以及凹槽深度大于所述旋轉(zhuǎn)臺的高度。本發(fā)明采用溶膠-凝膠法制備薄膜通常有以下幾個步驟步驟一、制備溶液；步驟 二、將溶膠通過陳化得到濕凝膠；步驟三、干燥濕凝膠；步驟四、對干凝膠進(jìn)行熱處理。本發(fā)明提供了一種自動溶膠凝膠制膜裝置的思路及方法，具體實現(xiàn)該技術(shù)方案的 方法和途徑很多，以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通 技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤 飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實 現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種自動溶膠凝膠制膜裝置，其特征在于，包括支架，設(shè)置在支架上的溶膠供給機 構(gòu)、工作臺、旋轉(zhuǎn)勻膠機構(gòu)、平移機構(gòu)以及干燥機構(gòu)；所述工作臺包括旋轉(zhuǎn)臺；所述平移機構(gòu)與工作臺相連，驅(qū)動工作臺移動；所述溶膠供給機構(gòu)位于工作臺上方，用于將溶膠滴入工作臺；所述旋轉(zhuǎn)勻膠機構(gòu)用于驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行勻膠；所述干燥機構(gòu)設(shè)置在所述工作臺上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動溶膠凝膠制膜裝置，其特征在于，所述溶膠供給機 構(gòu)包括與支架連接的基板、垂直步進(jìn)電機、垂直絲杠螺母、垂直絲杠、垂直傳動塊、下壓塊、 移動豎梁、與支架連接的豎梁固定架、垂直直線導(dǎo)軌、上壓塊、針管活塞、針管、與支架連接 的針管固定架；所述垂直步進(jìn)電機設(shè)置在所述基板下方，并連接垂直絲杠，所述垂直絲杠穿過基板和 支架并嵌套有垂直絲杠螺母，所述垂直絲杠螺母連接所述垂直傳動塊，所述垂直傳動塊連 接移動豎梁；所述移動豎梁安裝在垂直直線導(dǎo)軌上并沿垂直直線導(dǎo)軌在豎直方向上移動； 所述垂直直線導(dǎo)軌安裝在所述豎梁固定架上；所述豎梁固定架與所述針管固定架連接，所 述針管固定在針管固定架上，針管活塞的上端連接上壓塊，所述上壓塊與所述下壓塊連接， 所述下壓塊安裝在所述移動豎梁頂端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自動溶膠凝膠制膜裝置，其特征在于，所述工作臺包括 上蓋板、設(shè)置在上蓋板下方的下蓋板、以及穿過所述上蓋板和下蓋板的旋轉(zhuǎn)軸；所述旋轉(zhuǎn)軸 上端連接所述旋轉(zhuǎn)臺，下方設(shè)有橡皮套。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種自動溶膠凝膠制膜裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)勻膠機 構(gòu)包括勻膠步進(jìn)電機、主轉(zhuǎn)盤以及卡盤；所述勻膠步進(jìn)電機與所述基板連接，所述卡盤以及 主轉(zhuǎn)盤依次設(shè)置在所述勻膠步進(jìn)電機的旋轉(zhuǎn)軸上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種自動溶膠凝膠制膜裝置，其特征在于，所述平移機構(gòu)包 括水平步進(jìn)電機、聯(lián)軸器、水平軸承座、水平絲杠、水平絲杠螺母以及水平傳動塊；所述水平步進(jìn)電機與所述支架連接，并通過所述聯(lián)軸器連接水平絲杠；所述水平絲杠 由支架連接的水平軸承座固定，且水平絲杠上嵌套有水平絲杠螺母，所述水平絲杠螺母與 水平傳動塊連接，所述水平傳動塊與所述上蓋板連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種自動溶膠凝膠制膜裝置，其特征在于，所述干燥機構(gòu)包 括紅外線燈管，所述紅外線燈管設(shè)置在所述工作臺上方。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的一種自動溶膠凝膠制膜裝置，其特征在于，所述支架包括 支腳和縱梁，所述基板和縱梁連接。
8.所述根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種自動溶膠凝膠制膜裝置，其特征在于，所述縱梁上 設(shè)有固定橫梁，所述固定橫梁上設(shè)有水平直線導(dǎo)軌，所述水平直線導(dǎo)軌與所述水平絲杠方 向一致，并與所述水平軸承座下方適配。
9.所述根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種自動溶膠凝膠制膜裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)臺 有一個以上。
10.所述根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種自動溶膠凝膠制膜裝置，其特征在于，包括設(shè)置在 所述工作臺上的勻膠蓋，所述勻膠蓋下方設(shè)有與凹槽，所述凹槽大于所述旋轉(zhuǎn)臺。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自動溶膠凝膠制膜裝置，包括支架，設(shè)置在支架上的溶膠供給機構(gòu)、工作臺、旋轉(zhuǎn)勻膠機構(gòu)、平移機構(gòu)以及干燥機構(gòu)；所述工作臺包括旋轉(zhuǎn)臺；所述平移機構(gòu)與工作臺相連，驅(qū)動工作臺移動；所述溶膠供給機構(gòu)位于工作臺上方，用于將溶膠滴入工作臺；所述旋轉(zhuǎn)勻膠機構(gòu)用于驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行勻膠；所述干燥機構(gòu)設(shè)置在所述工作臺上方。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單易行，加工方便，成本低廉，可高效地完成溶膠凝膠法制備納米氣敏薄膜過程；將操作者從單一、繁瑣的制膜工藝中解放出來，提高了勞動效率，降低了勞動強度。同時，機械操作可避免過多的人為失誤，減少不確定性因素對制膜過程的影響，提高所制薄膜的均勻性及穩(wěn)定性。
文檔編號B05C11/08GK102085506SQ20101051834
公開日2011年6月8日 申請日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月26日
發(fā)明者張子立, 朱斌, 殷晨波, 董寧寧, 陶春旻 申請人:南京工業(yè)大學(xué)