一种具有闭环功能的微力加载机构及其制作工艺与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种具有闭环功能的微力加载机构及其制作工艺与应用，其中，所述机构包括U型支撑架(1)，在所述U型支撑架(1)的内侧面上水平设置有悬臂梁(21)，其中，在所述悬臂梁(21)的上表面、靠近自由端处设置有压电驱动结构(211)，在所述悬臂梁(21)的根部设置有压敏检测结构(212)；其中，在电场作用下，所述压电驱动结构(211)驱使悬臂梁(21)的自由端发生位移，对样品施加微力，同时，悬臂梁(21)的根部发生变形，压敏检测结构(212)因其根部的形变产生输出电压，能够测量对样品施加的微力。本发明专利技术所述微力加载机构可以对样品施加微力，并且其实现了闭环功能，可以对产生的微力及时地进行反馈，且其制作工艺简单，易于实现。

【技术实现步骤摘要】
一种具有闭环功能的微力加载机构及其制作工艺与应用
本专利技术涉及传感器
，尤其涉及微力加载系统，具体地，涉及一种具有闭环功能的微力加载机构及其制作工艺与应用。
技术介绍
随着纳米科技的迅速发展，微力加载作为微尺度环境下的一种重要测试手段已经受到了人们的广泛关注，它可以应用于微装配、微操作系统、生物力学测试、生物微操作、扫描力显微镜、原子力显微镜、台阶仪和划痕仪等领域。但是，目前的微力加载不具有闭环功能，即不能对施加的微力进行监测，没有微力反馈功能，这样，在操作时不能实现微力加载的可测性，因此，在现阶段还不能得到很好的应用。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术人进行了锐意研究，设计了一种悬臂梁式微力加载机构，其中，在悬臂梁的自由端设置有压电驱动结构，所述压电驱动装置利用逆压电效应在电场下可以驱动设置在悬臂梁的自由端向下的微力加载触点对接触体产生微力，在悬臂梁的根部设置有压敏检测结构，所述压敏检测结构可以对压电驱动装置产生的微力进行检测，起到微力反馈的作用，赋予所述微力加载机构闭环功能，从而完成本专利技术。本专利技术一方面提供了一种具有闭环功能的微力加载机构，具体体现在以下几方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有闭环功能的微力加载机构，其特征在于，所述机构包括U型支撑架(1)，在所述U型支撑架(1)的内侧面上水平设置有悬臂梁(21)，其中，在所述悬臂梁(21)的上表面、靠近自由端处设置有压电驱动结构(211)，在所述悬臂梁(21)的根部设置有压敏检测结构(212)；其中，悬臂梁(21)与U型支撑架1连接的一端为悬臂梁(21)的根部，另一端为悬臂梁(21)的自由端。

【技术特征摘要】
1.一种具有闭环功能的微力加载机构，其特征在于，所述机构包括U型支撑架(1)，在所述U型支撑架(1)的内侧面上水平设置有悬臂梁(21)，其中，在所述悬臂梁(21)的上表面、靠近自由端处设置有压电驱动结构(211)，在所述悬臂梁(21)的根部设置有压敏检测结构(212)；其中，悬臂梁(21)与U型支撑架1连接的一端为悬臂梁(21)的根部，另一端为悬臂梁(21)的自由端。2.根据权利要求1所述的微力加载机构，其特征在于，在所述悬臂梁(21)的自由端处向下设置有微力加载触点(22)。3.根据权利要求1或2所述的微力加载结构，其特征在于，所述压电驱动结构(211)由下而上依次包括绝缘层(2111)、底电极(2112)、双层压电子结构(2113)和顶电极(2114)，优选地，所述双层压电子结构(2113)自下而上依次包括第一压电薄膜材料层(21131)、中间电极(21132)和第二压电薄膜材料层(21133)。4.根据权利要求3所述的微力加载结构，其特征在于，所述底电极(2112)为Ti/Pt电极，所述顶电极(2114)为Pt电极，所述中间电极(21132)为Pt电极。5.根据权利要求3所述的微力加载结构，其特征在于，所述第一压电薄膜材料层(21131)和所述第二压电薄膜材料层(21133)均采用Li掺杂的ZnO薄膜材料。6.根据权利要求5所述的微力加载机构，其特征在于，锂的掺杂量为3～10％，优选为3～8％，更优选为5％。7.根据权利要求1所述的微力加载机构，其特征在于，所述压敏检测结构(212)由四个压敏电阻构成，分别为第一压敏电阻(R1)、第二压敏电阻(R2)、第三压敏电阻(R3)和第四压敏电阻(R4)，优选地，所述四个压敏电阻构成惠斯通桥结构。8.根据权利要求1至7之一所述的微力加载机构，其特征在于，所述U型支撑架(1)的高度为450～525μm，优选为450～500μm，更优选为450～480μm；和/或所述悬臂梁(21)的厚度为5～20μm，优选为5～15μ...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓锋，李森，刘媛媛，艾春鹏，
申请(专利权)人：黑龙江大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23