一种微流控管道拉伸加工系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种微流控管道拉伸加工系统及其控制方法，系统包括主动轮、从动轮、加热套管、第一电机、转矩调节装置以及主控制器，从动轮上缠绕设置有待加工管道，待加工管道的一端穿过加热套管固定在主动轮上，第一电机、转矩调节装置以及加热套管均与主控制器信号连接，第一电机用于驱动主动轮转动，转矩调节装置用于调节从动轮的转矩，加热套管用于对待加工管道进行加热。本发明专利技术通过对主动轮转速和从动轮转矩的实时调节，可以准确控制待加工管道的表面张力，从而调节待加工管道的拉伸倍率和管径，得到管径连续可变的微流控管道，实现了微流控管道的变径可控化，可满足多元化的微流控管道的生产需求，可广泛应用于微流控管道加工技术领域。工技术领域。工技术领域。

A microfluidic pipe stretching processing system and its control method

【技术实现步骤摘要】
一种微流控管道拉伸加工系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及微流控管道加工
，尤其涉及一种微流控管道拉伸加工系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]制作微流控芯片的主要材料有硅片、玻璃、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯和纸基等。不同的材料特性决定了不同的微加工方法。但是微流控芯片最主要的加工方法是来自于微电子行业的光刻技术和来自于表面图案化的软光刻技术；此外，CNC、激光刻蚀、3D打印、注塑等加工工艺目前也被广泛应用。在上述技术的基础上，为了制作完整的微流控管道，一般还需要对两片材料进行键合。玻璃和硅片等材料通过高温、高压或高电压等方法键合，而PDMS材料通过氧等离子处理进行键合。这些加工方法通常只能制作二维平面的管道，无法实现三维或复杂的拓扑结构，因此可以通过聚合物管道(Teflon、PVC、Silicon等)经过缠绕等方式形成微流控管道。
[0003]目前商用的聚合物管道内径较大(0.3mm)无法满足微量的微流体的控制与应用，并且目前的管道在同一管道上直径是均一的，无法实现可控的变径管道，无法满足更加复杂的管道设计要求。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的在于：提供一种管径连续可变的微流控管道拉伸加工系统及其控制方法。
[0005]本专利技术所采用的第一技术方案是：
[0006]一种微流控管道拉伸加工系统，包括主动轮、从动轮、加热套管、第一电机、转矩调节装置以及主控制器，所述从动轮上缠绕设置有待加工管道，所述待加工管道的一端穿过所述加热套管固定在所述主动轮上，所述第一电机、所述转矩调节装置以及所述加热套管均与所述主控制器信号连接，所述第一电机用于驱动所述主动轮转动，所述转矩调节装置用于调节所述从动轮的转矩，所述加热套管用于对所述待加工管道进行加热。
[0007]进一步，所述加热套管包括内套管、外套管以及电热丝，所述外套管套设在所述内套管外侧，所述电热丝设置在所述内套管与所述外套管之间，所述主控制器用于调节所述电热丝的温度。
[0008]进一步，所述内套管为导热套管，所述外套管为隔热套管。
[0009]进一步，所述内套管的横截面为圆形、正方形和三角形中至少一种。
[0010]进一步，所述微流控管道拉伸加工系统还包括第一加热装置和第二加热装置，所述第一加热装置和所述第二加热装置均与所述主控制器信号连接，所述第一加热装置用于对所述主动轮进行加热，所述第二加热装置用于对所述从动轮进行加热。
[0011]进一步，所述微流控管道拉伸加工系统还包括第二电机，所述第二电机与所述主控制器信号连接，所述第二电机用于驱动所述从动轮转动。
[0012]本专利技术所采用的第二技术方案是：
[0013]一种微流控管道拉伸加工系统的控制方法，用于通过上述微流控管道拉伸加工系统执行，包括以下步骤：
[0014]通过主控制器控制所述加热套管以预设的第一温度对所述待加工管道进行加热；
[0015]通过主控制器控制所述第一电机驱动所述主动轮转动，进而通过所述待加工管道带动所述从动轮转动；
[0016]通过主控制器控制所述第一电机调节所述主动轮的转速，并控制所述转矩调节装置调节所述从动轮的转矩，从而调节所述待加工管道的表面张力，使得所述待加工管道被拉伸成预设管径变化的微流控管道。
[0017]本专利技术的有益效果是：本专利技术一种微流控管道拉伸加工系统及其控制方法，通过加热套管以预设的第一温度对待加工管道进行加热，通过第一电机驱动主动轮转动，进而通过待加工管道带动从动轮转动，通过第一电机调节主动轮的转速，并通过转矩调节装置调节从动轮的转矩，从而调节待加工管道的表面张力，使得待加工管道被拉伸成预设管径变化的微流控管道。本专利技术通过对主动轮转速和从动轮转矩的实时调节，可以准确控制待加工管道的表面张力，从而调节待加工管道的拉伸倍率和管径，得到管径连续可变的微流控管道，实现了微流控管道的变径可控化，可满足多元化的微流控管道的生产需求。
附图说明
[0018]图1为本专利技术实施例提供的一种微流控管道拉伸加工系统的结构框图；
[0019]图2为本专利技术实施例提供的一种微流控管道拉伸加工系统的安装示意图；
[0020]图3为本专利技术实施例提供的加热套管的剖视图；
[0021]图4为本专利技术实施例提供的微流控管道拉伸加工系统的控制方法的步骤流程图。
[0022]附图标记：
[0023]10、主动轮；20、从动轮；30、加热套管；31、内套管；32、外套管；33、电热丝；40、待加工管道。
具体实施方式
[0024]下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
[0025]在本专利技术的描述中，多个的含义是两个以上，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本
的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本专利技术。
[0026]参照图1和2，本专利技术实施例提供了一种微流控管道拉伸加工系统，包括主动轮10、从动轮20、加热套管30、第一电机、转矩调节装置以及主控制器，从动轮20上缠绕设置有待加工管道40，待加工管道40的一端穿过加热套管30固定在主动轮10上，第一电机、转矩调节装置以及加热套管30均与主控制器信号连接，第一电机用于驱动主动轮10转动，转矩调节
装置用于调节从动轮20的转矩，加热套管30用于对待加工管道40进行加热。
[0027]本专利技术实施例通过加热套管30以预设的第一温度对待加工管道40进行加热，通过第一电机驱动主动轮10转动，进而通过待加工管道40带动从动轮20转动，通过第一电机调节主动轮10的转速，并通过转矩调节装置调节从动轮20的转矩，从而调节待加工管道40的表面张力，使得待加工管道40被拉伸成预设管径变化的微流控管道。本专利技术通过对主动轮10转速和从动轮20转矩的实时调节，可以准确控制待加工管道40的表面张力，从而调节待加工管道40的拉伸倍率和管径，得到管径连续可变的微流控管道，实现了微流控管道的变径可控化，可满足多元化的微流控管道的生产需求。
[0028]可以理解的是，本专利技术实施例通过主动轮10的转动牵引待加工管道40，带动从动轮20转动，且主动轮10的转速和从动轮20的转矩均可实时调节控制，实现对待加工管道40表面张力的调节，加热套管30可调节至预设温度，便于根据加热套管30的内部形状对待加工管道40进行塑形。在加工过程中可程序化控制主动轮10转速和从动轮20转矩，实现加工过程中对待加工管道40受力程度、拉伸倍率的调节，实现在同一管道本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微流控管道拉伸加工系统，其特征在于：包括主动轮、从动轮、加热套管、第一电机、转矩调节装置以及主控制器，所述从动轮上缠绕设置有待加工管道，所述待加工管道的一端穿过所述加热套管固定在所述主动轮上，所述第一电机、所述转矩调节装置以及所述加热套管均与所述主控制器信号连接，所述第一电机用于驱动所述主动轮转动，所述转矩调节装置用于调节所述从动轮的转矩，所述加热套管用于对所述待加工管道进行加热。2.根据权利要求1所述的一种微流控管道拉伸加工系统，其特征在于：所述加热套管包括内套管、外套管以及电热丝，所述外套管套设在所述内套管外侧，所述电热丝设置在所述内套管与所述外套管之间，所述主控制器用于调节所述电热丝的温度。3.根据权利要求2所述的一种微流控管道拉伸加工系统，其特征在于：所述内套管为导热套管，所述外套管为隔热套管。4.根据权利要求2所述的一种微流控管道拉伸加工系统，其特征在于：所述内套管的横截面为圆形、正方形和三角形中至少一种。5.根据权利要求1所述的一种微流控管道拉伸加工系...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴文明，姜杨阳，
申请(专利权)人：广东省科学院生物与医学工程研究所，
类型：发明
国别省市：