碳纳米管吸取装置的制作方法

本实用新型涉及纳米材料生产技术领域，特别是涉及一种碳纳米管吸取装置。

背景技术：

碳纳米管作为一维纳米材料，由碳原子单层绕同轴缠绕而成或由单层石墨圆筒沿同轴层层套构而成的管状物，重量轻，六边形结构连接完美，具有许多异常的力学、电学和化学性能。近些年随着碳纳米管及纳米材料研究的深入其广阔的应用前景也不断地展现出来，例如利用其电学性能用于场发射电子源、纳米场效应晶体管、储氢材料以及高强度纤维等。

碳纳米管的制备方法主要为化学气相沉积法(chemicalvapordeposition，简称cvd)，包括微波等离子体化学气相沉积、射频等离子体化学气相沉积、热丝化学气相沉积等。碳纳米管质量轻、导电性、导热性以及一定的粘性，在传统工艺中，对于生长在硅片衬底上的碳纳米管的收取，通常是采用手动刮取方式收集碳纳米管，人工劳动强度高，收取效率低。

技术实现要素：

基于此，有必要针对目前传统技术的问题，提供一种碳纳米管吸取装置，可有效降低人工劳动强度和提高收取效率。

一种碳纳米管吸取装置，用于吸取衬垫上的碳纳米管；包括：

底座；

夹具，安装在所述底座上，用于夹持所述衬垫；

吸取组件，包括吸取板及连接所述吸取板的吸气管；所述吸取板设有吸气腔及连通所述吸气腔的吸口，所述吸气管与所述吸气腔连通，所述吸气管用于分别连接外界的负压器及收集室；吸取所述碳纳米管时，所述吸取板被作动以使所述吸口靠近所述夹具上的衬垫。

上述碳纳米管吸取装置，吸取碳纳米管时，吸取板被作动以使吸口靠近夹具上的衬垫，启动外界负压器，吸气管内、吸气腔内及吸口附近产生一定的负压，生产在衬垫上的碳纳米管受到吸口的吸力后从衬垫上脱落，并顺着气流从吸口、吸气腔及吸气管漂流至外界收集室中，采用负压吸取碳纳米管相对于手动刮取碳纳米管，有效降低人工劳动强度和提高收取效率。

在其中一个实施例中，还包括旋转驱动器，所述旋转驱动器设置在所述底座上，所述夹具设置在所述旋转驱动器上。

在其中一个实施例中，还包括支架及设置在所述支架上的升降驱动器，所述升降驱动器与所述吸取板连接，所述吸取板位于所述升降驱动器与所述夹具之间。

在其中一个实施例中，所述吸口的内壁、所述吸气腔的内壁及所述吸气管的内壁均涂覆有防粘层。

在其中一个实施例中，吸取所述碳纳米管时，所述吸取板相对所述夹具为倾斜状态。

在其中一个实施例中，所述吸取板为弧形板，且所述吸取板朝向所述夹具的一面为凸弧面。

在其中一个实施例中，所述夹具包括夹持驱动器及连接所述夹持驱动器的至少两个夹爪，至少两个所述夹爪相对设置。

在其中一个实施例中，所述夹爪包括伸缩杆及挡块，所述伸缩杆的一端连接所述夹持驱动器，所述挡块设置在所述伸缩杆远离所述夹持驱动器的一端上，所述挡块的内侧设有限位槽。

在其中一个实施例中，所述伸缩杆上还设置有支撑柱，所述支撑柱位于所述挡块与所述夹持驱动器之间。

在其中一个实施例中，所述支撑柱上设置有凸钮，所述凸钮的表面为弧面。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例的碳纳米管吸取装置的结构示意图；

图2为图1所示碳纳米管吸取装置省略吸取组件后的结构示意图；

图3为图1所示碳纳米管吸取装置中的吸取组件的结构示意图；

图4为本实用新型第二实施例的碳纳米管吸取装置的结构示意图。

附图中各标号的含义为：

衬垫100，碳纳米管200，底座10，安装孔11，夹具20，夹持驱动器21，夹爪22，伸缩杆23，挡块24，限位槽25，支撑柱26，凸钮27，旋转驱动器30，吸取组件40，吸取板41，吸气管42，吸口43；

衬垫100a，底座10a，夹具20a，夹持驱动器21a，夹爪22a，旋转驱动器30a，吸取组件40a，吸取板41a，吸气管42a，吸口43a，支架50a，升降驱动器60a。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将对本实用新型进行更全面的描述。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

请参考图1至图3，为本实用新型第一实施例的碳纳米管吸取装置，用于吸取衬垫100上的碳纳米管200，衬垫100为硅片，在本实施例中，衬垫100为圆盘；长好的碳纳米管200为粉状，质量轻，具有一定的粘性。碳纳米管吸取装置包括底座10、夹具20及吸取组件40。夹具20安装在底座10上，夹具20用于夹持衬垫100；吸取衬垫100表面上的碳纳米管200时，吸取组件40位于夹具20的上方，吸取组件40用于吸取衬垫100表面上的碳纳米管200。

请参考图1及图2，在本实施例中，底座10为方形板；当然，在其他实施例中，底座10也可以为其他形状。底座10上设有安装孔11，安装孔11为多个，多个安装孔11分别沿底座10的边侧周向间隔设置，安装孔11用于与外界固定面固定连接。

请参考图2，夹具20包括夹持驱动器21及连接夹持驱动器21的至少两个夹爪22，至少两个夹爪22相对设置，两个相对设置的夹爪22用于夹持在衬垫100的相对两侧，夹持驱动器21用于驱动至少两个相对设置的夹爪22互相靠近或远离，即驱动夹爪22夹持或张开。在本实施例中，夹爪22的数量为四个，四个夹爪22两两相对设置，通过四个夹爪22均匀夹持在衬垫100的周侧以提高对衬垫100夹持的稳定性。在本实施例中，夹持驱动器21为气缸；在其他实施例中，夹持驱动器21也可以是电机与丝杆组成的驱动机构，在此不受限制。

进一步地，夹爪22包括伸缩杆23及挡块24，伸缩杆23的一端连接夹持驱动器21，且伸缩杆23的上表面与夹持驱动器21的上表面平齐，夹持驱动器21用于驱动伸缩杆23伸长或缩短。挡块24设置在伸缩杆23远离夹持驱动器21的一端上。挡块24的内侧设有限位槽25，限位槽25用于卡设衬垫100，以防衬垫100上下移动。进一步地，限位槽25与伸缩杆23及夹持驱动器21沿纵向具有一定的间距，从而夹持衬垫100时，衬垫100与伸缩杆23及夹持驱动器21之间具有一定的间距，以防止衬垫100的下表面接触到伸缩杆23的上表面及夹持驱动器21的上表面而受到磨损。

在其中一个实施例中，伸缩杆23上还设置有支撑柱26，支撑柱26位于挡块24与夹持驱动器21之间，支撑柱26用于支撑衬垫100，从而有效防止衬垫100下垂，确保衬垫100的上表面保持平整，以使吸取组件40能够更好地吸取衬垫100上的碳纳米管200。在一个实施例中，支撑柱26上设置有凸钮27，凸钮27的表面为弧面，当支撑柱26支撑衬垫100，支撑柱26通过凸钮27与衬垫100的下表面接触，有效减少与衬垫100的接触面积，有效防止支撑衬垫100时磨损衬垫100。

在其中一个实施例中，碳纳米管200吸取装置还包括旋转驱动器30，旋转驱动器30设置在底座10上，夹具20设置在旋转驱动器30上；进一步地，夹具20的夹持驱动器21与旋转驱动器30连接；旋转驱动器30用于驱动夹具20水平旋转，进而带动衬垫100水平旋转。可以理解地，在吸取组件40吸取衬垫100上的碳纳米管200过程中，旋转驱动器30驱动夹具20在沿水平方向逆时针或顺时针旋转，夹具20带动衬垫100相对吸取组件40水平旋转，从而保持吸取组件40的位置不动便可将衬垫100上全部的碳纳米管200吸取走，有利于提高自动化程度。在本实施例中，旋转驱动器30为旋转气缸。

请参考图1及图3，吸取组件40包括吸取板41及连接吸取板41的吸气管42；吸取板41设有吸气腔及连通吸气腔的吸口43，吸气腔设于吸取板41内，吸口43为条形口。在其中一个实施例中，吸取板41相对夹具20为倾斜状态，从而更加容易吸取碳纳米管200。进一步地，吸取板41为弧形板，从而吸气腔为弧形腔，且吸取板41朝向夹具20的一面为凸弧面，从而可减小吸取板41相对衬垫100的平缓度，更易吸取碳纳米管200。吸气管42与吸取板41远离吸口43的一端连接，吸气管42与吸气腔连通，吸气管42为软管，吸气管42用于分别连接外界的负压器及收集室。吸取衬垫100上的碳纳米管200时，夹具20夹持住生长有碳纳米管200的衬垫100，衬垫100生长有碳纳米管200的一面朝上，吸取板41被作动以使吸取板41的吸口43靠近衬垫100上的碳纳米管200，吸口43与衬垫100平行；启动与进气管42连接的外界负压器，吸气管42内、吸气腔内及吸口43附近产生一定的负压，生长在衬垫100上的碳纳米管200受到吸口43的吸力后，瞬间从衬垫100上脱落，并顺着气流从吸口43、吸气腔及吸气管42漂流至收集室中，图1中箭头指示方向为碳纳米管200的漂流方向。

需要说明的是，由于碳纳米管200具有导电性，则吸取板41及吸气管42采用防起静电的材料制成，如亚克力等，即吸取板41为防静电板，吸气管42为防静电管，如此，随气流飘飞的碳纳米管粉体在漂浮过程中就不会因为静电贴到管壁面，会直接顺着气流而飘流，最终飘飞至外界收集室中。

在其中一个实施例中，由于碳纳米管200具有一定的粘性，从而在吸口43的内壁、吸气腔的内壁、吸气管42的内壁及连接吸气管42的收集室的内壁均涂覆有防粘层，如聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，简称teflon或ptfe，俗称特氟龙)，从而可有效防止碳纳米管200粘在吸口43的内壁、吸气腔的内壁或吸气管42的内壁上，在收取碳纳米管过程中，有效减少碳纳米管的损失量，有利于提高碳纳米管的收取率。需要说明是的，由于生长好的碳纳米管200是粉状，质量轻，粘在一起会拉丝，从而保证吸口43、吸气腔内及吸气管42内具有预设的负压，便可防止碳纳米管200堵住吸气腔吸口43、吸气腔内或吸气管42。

本实用新型的碳纳米管吸取装置，吸取碳纳米管200时，吸取板41被作动以使吸口43靠近夹具20上的衬垫100，启动外界负压器，吸气管42内、吸取板41的吸气腔内及吸口43附近产生一定的负压，生产在衬垫100上的碳纳米管200受到吸口43的吸力后从衬垫100上脱落，并顺着气流从吸口43、吸取板41a的吸气腔及吸气管42漂流至外界收集室中，采用负压吸取碳纳米管200相对于手动刮取碳纳米管，有效降低人工劳动强度和提高收取效率。

请参考图4，为本实用新型第二实施例的碳纳米管吸取装置，碳纳米管吸取装置包括底座10a、夹具20a及吸取组件40a。底座10a、夹具20a及吸取组件40a分别与第一实施例中的底座10a、夹具20a及吸取组件40a相同。不同点在于，碳纳米管吸取装置还包括支架50a及设置在支架50a上的升降驱动器60a，支架50a为u型，支架50a跨设吸取组件40a设置，升降驱动器60a位于吸取板41a的上方并与吸取板41a连接，吸取板41a位于升降驱动器60a与夹具20a之间，升降驱动器60a用于驱动吸取板41a远离或靠近夹具20a，以使吸取板41a的吸口43a靠近或远离夹具20a上的衬垫100a，从而在吸取过程中，无需人工作动吸取板41a，有利于降低人工劳动强度，提高自动化程度。可以理解地，需要吸取衬垫100a上的碳纳米管时，夹爪22a处于张开状态，将一面生长有碳纳米管的衬垫100a放置在至少两个夹爪22a之间，衬垫100a生长有碳纳米管的一面朝上；夹持驱动器21a驱动夹爪22a夹紧衬垫100a；升降驱动器60a驱动吸取板41a下降以使吸取板41a的吸口43a靠近衬垫100a上的碳纳米管，吸口43a与衬垫100a上的碳纳米管具有一定的间距；旋转驱动器30a驱动夹具20a水平旋转，进而带动衬垫100a相对吸取板41a水平旋转；启动负压器，吸气管42a内、吸气腔内及吸口43a附近产生一定的负压，生长在衬垫100a上的碳纳米管受到及吸口43a的吸力后，瞬间从衬垫100a上脱落，顺着气流从吸口43a、吸气腔及吸气管42a漂流至外界收集室中；吸取完毕后，旋转驱动器30a及外界负压器停止工作，升降驱动器60a驱动吸取板41a上升，以使吸取板41a的吸口43a远离衬垫100a；夹持驱动器21a驱动夹爪22a张开，取出衬垫100a。在本实施例中，升降驱动器60a为气缸。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。