一种架空型生物芯片载物台的制作方法

本发明涉及一种卡具用的载物台，简单的说，是一种用于激光雕刻机的加工生物芯片的一种架空型生物芯片载物台。

技术背景

目前，随着集成电路制造、微机电系统、微光学器件以及生物芯片等的飞速发展，广泛应用于微细加工领域的卡具也层出不穷。目前一般的卡具的载物台大多是实体面，待加工样品放在载物台的面上，但是，对于加工生物芯片的特殊材质的要求，需要在加工过程中保持加工芯片上下能够迅速冷却、或者需要镂空刻透芯片基底而又不能损伤载物台、或者需要迅速从侧面吸除雕刻产生的废气杂质等，这都要求卡具载物台不能像一般载物台那样制作成一个与卡具紧密接触的平台，而是需要能够与卡具保持一个距离，以满足上述加工工艺的需求。有的生物芯片实验要求，在芯片下方加载如磁场、循环管路等，也需要芯片固定时，芯片下方是空的。

因此，需要一种既操作简单便捷，又能满足激光雕刻机的镂空雕刻等多种工艺需求的、以及多种实验特殊需求的一种新型生物芯片定位卡具载物台。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供满足激光雕刻机的镂空雕刻等多种工艺需求的生物芯片定位卡具载物台，解决现有技术中的卡具载物台无法满足工艺加工需要的问题。为了实现上述目的，本发明提供了一种架空型生物芯片定位载物台。

本发明的技术方案是：一种架空型生物芯片载物台，其主要由基台和调整芯片架杆的转动装置组成。其特征在于：所述基台呈长方体，内部被加工成中空的盒状，在其内部安装有调整芯片架杆的转动装置。在基台内部的转动装置的顶部，连接有伸出基台的、能够重复拆卸和安装的芯片架杆。芯片架杆上安装有夹头调整装置，在夹头调整装置上连接有夹头。所述转动装置分四向球转动装置和齿轮转动装置2种：四向球转动装置是由4个以上的偶数个四向球组成；齿轮转动装置是由2个以上的偶数个柱状齿轮和4个以上的偶数个小齿轮组成。分述如下。

一种四向球转动装置。所述偶数个四向球是分成纵向和横向的相同偶数排数排列，例如：纵向2排，横向2排；或如纵向4排，横向4排。或偶数个四向球是分成纵向和横向的不相同的偶数排数排列，例如：纵向4排，横向6排；或如纵向2排，横向8排。这样保证了均匀成对的芯片架杆能够围成正方形或矩形。四向球是相互配合加工的、相同半径的球体，在四向球球体的竖直的经度方向表面，加工有过四向球的上下球顶点对称十字交叉，空间方向的平面相互垂直的一圈纵向咬合齿纹和一圈横向咬合齿纹。纵向咬合齿纹的设计保证了相邻2个咬合的、或相隔偶数个的四向球顶部的芯片架杆能够纵向同时向外或向内倾斜相同角度；横向咬合齿纹的设计保证了相邻2个咬合的、或相隔偶数个的四向球顶部的芯片架杆能够横向同时向外或向内倾斜相同角度。相隔偶数个的意思就是两个四向球之间的四向球的数量是偶数，例如：2、4、6、8、10等。纵向咬合齿纹和横向咬合齿纹的加工是保证全部的四向球初始化咬合在一起时，每一个四向球上下球顶点的竖直轴保持垂直同一个水平面，并且四向球的竖直轴方向的顶点在同一个水平面上，芯片架杆是安装在相邻四向球、或相隔偶数个四向球的竖直轴向顶点位置上的。纵向咬合齿纹和横向咬合齿纹的咬合设计，限定了四向球只能随着贯穿上下顶点的竖直轴的前后纵向、左右横向偏斜而转动。保证了当横向转动1个四向球倾斜其上的1个芯片架杆时，都会因为纵向咬合齿纹的咬合作用，带动纵向相邻的、或纵向相隔偶数个的四向球同方向横向转动，使其顶部的芯片架杆同向倾斜；同时，因为横向咬合齿纹的咬合作用，使这些个同向转动的四向球所对应的另外横向相邻的、或横向相隔偶数个的四向球反向转动，带动它们顶上的芯片架杆反方向的横向倾斜。同理，纵向转动1个四向球倾斜其上的1个芯片架杆时，会联动另外四向球顶上的芯片架杆。芯片架杆上的夹头调整装置在同一水平面的设计，保证了以上任何一种联动，芯片架杆上的夹头调整装置和夹头始终保持在同一水平面上。

另外一种齿轮转动装置。所述柱状齿轮是长柱状，在柱体表面加工有平行于柱轴、即齿轮轴的齿，偶数个柱状齿轮相互咬合水平安装在基台内部。偶数个的设计要求，保证了相邻2个咬合的、或相隔偶数个的柱状齿轮转动时，其顶部会同时纵向向前或向后倾斜相同角度。柱状齿轮内部是有齿轮毂和空腔的中空齿轮；齿轮轴一侧，安装有一排竖直排列在同一个空间平面的小齿轮，竖直排列的小齿轮所在空间平面平行于柱状齿轮的齿轮轴、且垂直柱状齿轮相互咬合水平放置的水平面。偶数个小齿轮按照柱状齿轮的数量，分成排排列。偶数个的要求，保证了相邻2个咬合的、或相隔偶数个的小齿轮转动时，其顶部会同时横向向左或向右倾斜相同角度。一排偶数个小齿轮装入1个柱状齿轮内部。也就是每一个柱状齿轮内部安装有一排偶数个的小齿轮。相隔偶数个的意思就是两个柱状齿轮、或小齿轮之间的齿轮的数量是偶数，例如：2、4、6、8、10等。偶数，保证了相邻2个咬合的、或相隔偶数个的柱状齿轮，其内部相邻2个咬合的、或相隔偶数个的小齿轮顶部的芯片架杆，能够随着柱状齿轮的纵向转动和小齿轮的横向转动，纵向或横向同时向外或向内倾斜相同角度。芯片架杆是安装在相邻小齿轮、或相隔偶数个小齿轮的齿轮顶点位置上，芯片架杆上的夹头调整装置在同一水平面，保证了以上任何一种联动，芯片架杆上的夹头调整装置和夹头始终保持在同一水平面上。

上述技术方案中，所述小齿轮的每一排是按照相互咬合配合、小齿轮固定轴平行于柱状齿轮的齿轮轴的轴心线，固定在齿轮轴上的。每个小齿轮的齿轮顶部都有能够安装和卸掉芯片架杆的安装装置，以便于根据加工芯片的大小，调整安装芯片架杆的数量和位置。所述载物台能够与配套的定位卡具一起使用，或单独使用。

上述技术方案中，所述四向球是安装在基台内部加工的球腔内的，便于相对固定每个四向球，又能够使四向球四向竖直偏转。四向球的纵向咬合齿纹和横向咬合齿纹两侧都加工有防止球体水平转动的棱台，防止四向球水平转动。每个四向球的竖直顶部都有能够安装和卸掉芯片架杆的安装装置，以便于根据加工芯片的大小，调整安装芯片架杆的数量和位置。所述夹头调整装置能够调整夹头上下90度转动一个角度后固定，再360度水平转动和固定夹头，以保证夹头根据芯片大小的灵活使用。

与现有技术相比，本发明具有下列效果，（1）能够完成协同调整高度和架空夹持不同平面大小的芯片，和镂空雕刻芯片的加工任务；（2）结构简单，省去了机械传动的伞形齿轮等较复杂的传动装置，加工成本低，便于加工生产；（3）相对于常规的部实体的载物台，本发明能够快速空冷加工的芯片；（4）加工过程中产生的有毒有害气体，便于抽气管从侧面安装，抽气干净。（5）本发明还能够用于实验中芯片的固定，或者检测使用的芯片固定。

附图说明

图1为本发明的一种使用状态下的立体示意图。

图2为本发明的芯片架杆结构示意图。

图3为本发明的芯片架杆工作示意图。

图4为本发明的一种四向球结构的装配俯视示意图。

图5为本发明的一种四向球结构的基台主视工作示意图。

图6为本发明的一种四向齿轮结构的小齿轮主视工作示意图。

图7为本发明的一种四向齿轮结构的多个小齿轮主视工作示意图。

图8为本发明的一种四向齿轮结构的小齿轮与柱状齿轮装配结构示意图。

图9为本发明的一种四向齿轮结构的基台立体结构示意图。

图10为本发明的一种四向齿轮结构的柱状齿轮横截面的结构示意图。

图11为本发明的一种载物台安装在定位卡具上的立体示意图。

图中：1.基台；2.芯片架杆；3.芯片；4.夹头调整装置；5.夹头；6.四向球；7.纵向咬合螺纹；8.横向咬合螺纹；9.球腔；10.小齿轮；11.小齿轮固定轴；12.柱状齿轮；13.齿轮轴；14.齿轮毂；15.空腔；16.定位卡具；17.转动装置。

具体实施例

参照图1-图11中的形状结构。一种架空型生物芯片载物台，其主要由基台1和调整芯片架杆2的转动装置17组成。其特征在于：所述基台1呈长方体，内部被加工成中空的盒状，在其内部安装有调整芯片架杆2的转动装置17。在基台1内部的转动装置17的顶部，连接有伸出基台1的芯片架杆2。芯片架杆2上安装有夹头调整装置4，在夹头调整装置4上连接有夹头5。所述转动装置17是由4个以上的偶数个四向球6组成，或是由2个以上的偶数个柱状齿轮12和4个以上的偶数个小齿轮10组成。

具体实施例一

参见图1、图7、图8、图9、图10、图11。2个柱状齿轮12是长柱状，在柱体表面加工有平行于柱轴、即齿轮轴13的齿，2个柱状齿轮12相互咬合水平安装在基台1内部。柱状齿轮12内部是有齿轮毂14和空腔15的中空齿轮。在齿轮轴13一侧，安装有一排竖直排列在同一个空间平面的4个小齿轮10，竖直排列的小齿轮10所在空间平面平行于柱状齿轮12的齿轮轴13、且垂直2个柱状齿轮12相互咬合水平放置的水平面。8个小齿轮10是分成两排排列，一排4个小齿轮10装入1个柱状齿轮12内部。4个芯片架杆2是均匀对称分布安装在每排端头的4个小齿轮10的齿轮顶点位置上，4个芯片架杆2上的夹头调整装置4在同一水平面。小齿轮10的每一排是按照相互咬合配合、小齿轮固定轴11平行于柱状齿轮12的齿轮轴13的轴心线，固定在齿轮轴13上的。每个小齿轮10的齿轮顶部都有能够安装和卸掉芯片架杆2的安装装置。

具体实施例二

参见图6、图10。2个柱状齿轮12是长柱状，在柱体表面加工有平行于柱轴、即齿轮轴13的齿，2个柱状齿轮12相互咬合水平安装在基台1内部。柱状齿轮12内部是有齿轮毂14和空腔15的中空齿轮。在齿轮轴13一侧，安装有一排竖直排列在同一个空间平面的2个小齿轮10，竖直排列的小齿轮10所在空间平面平行于柱状齿轮12的齿轮轴13、且垂直2个柱状齿轮12相互咬合水平放置的水平面。4个小齿轮10是分成两排排列，一排2个小齿轮10装入1个柱状齿轮12内部。4个芯片架杆2是均匀对称分布安装在4个小齿轮10的齿轮顶点位置上，4个芯片架杆2上的夹头调整装置4在同一水平面。小齿轮10的每一排是按照相互咬合配合、小齿轮固定轴11平行于柱状齿轮12的齿轮轴13的轴心线，固定在齿轮轴13上的。每个小齿轮10的齿轮顶部都有能够安装和卸掉芯片架杆2的安装装置。

具体实施例三

参见图2、图3、图4、图5。所述4个四向球6是分成纵向和横向的相同2排偶数排列，一排2个四向球6。四向球6是相互配合加工的、相同半径的球体，在四向球6球体的竖直的经度方向表面，加工有过四向球6的上下球顶点对称十字交叉，空间方向的平面相互垂直的一圈纵向咬合齿纹7和一圈横向咬合齿纹8。纵向咬合齿纹7和一圈横向咬合齿纹8的加工是保证4个四向球6初始化咬合在一起时，每一个四向球6上下球顶点的竖直轴保持垂直同一个水平面，并且四向球6的竖直轴方向的顶点在同一个水平面上，4个芯片架杆2是均匀对称分布安装在4个四向球6的轴向顶点位置上的，4个芯片架杆2上的夹头调整装置4在同一水平面。四向球6是安装在基台1内部加工的球腔9内的。所述夹头调整装置4能够调整夹头5上下90度转动一个角度后固定，再360度水平转动和固定夹头5。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。