(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110769514.3 (22)申请日 2021.07.07 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113496094 A (43)申请公布日 2021.10.12 (73)专利权人 哈尔滨理工大 学 地址 150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学 府路52号 (72)发明人 李东洁　孙亮　 (74)专利代理 机构 哈尔滨市松花江专利商标事 务所 23109 代理人 岳泉清 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 30/17(2020.01)G06F 30/27(2020.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/12(2006.01) 审查员 张超 (54)发明名称 面向基于电化学的金属微构件操作的操作 工具的制作方法 (57)摘要 面向基于电化学的金属微构件操作的操作 工具的制作方法。 是为了解决操作工具过于庞 大， 且操作效率低的问题。 本发明包括如下步骤： 根据理想条件下能通过电化学沉积对微金属线 操作计算所需的最小管嘴开口尺寸。 通过实验， 确定拉制时电流、 拉力、 拉制速度、 冷却时间对移 液管管嘴的影 响。 接着基于BP神经网络拟合出影 响因素和管嘴直径的映射关系， 并用确定的移液 管管嘴直径 为目标值， 结合遗传算法对 各个参数 进行优化， 从而根据确定的移液管管嘴直径找出 适用的最合适的拉制参数。 根据确定的拉制参数 对玻璃管进行拉制。 拉制完成后， 用抛光仪对移 液管进行回火 处理。 本发明用于制作面向基于电 化学的金属微构件操作的操作工具。 权利要求书1页 说明书3页 CN 113496094 B 2022.05.03 CN 113496094 B 1.一种面向基于电化学的金属微构件操作的操作工具的制作方法， 其特征在于， 该方 法包括如下步骤： 步骤一、 根据理想条件下能通过电化学沉积对微金属线操作计算所需的最小管嘴开口 尺寸rN， 所述最小管嘴开口尺寸rN的表达式为 公式(1)中， AH为Hamaker常数， AH＝1×10‑19J； R为微金属线的半径， 单位 为m； l为微金属线的长度， 单位 为m； d为微金属线与基底之间的距离， 单位 为m； δe为玻璃管抗拉强度， 单位 为MPa； 步骤二、 通过实验确定拉制时电流、 拉力、 拉制速度、 冷却时间对移液 管管嘴的影响； 步骤三、 基于BP神经网络拟合出移液管管嘴的影响因素和管嘴直径 的映射关系， 并用 确定的移液管管嘴直径为 目标值， 结合遗传算法对各个参数进行优化， 从而根据确定的移 液管管嘴直径 找出适用的最 合适的拉制参数； 步骤四、 根据确定的拉制参数对玻璃管进行拉制； 步骤五、 对移液 管管嘴进行回火处 理， 提高管嘴的强度。 2.如权利要求1所述的面向基于电化学的金属微构件操作的操作工具的制作方法， 其 特征在于， 拉制时的电流 值在玻璃管 熔点值以上。 3.如权利要求1所述的面向基于电化学的金属微构件操作的操作工具的制作方法， 其 特征在于， 所使用的玻璃管为硼硅酸盐玻璃管。 4.如权利要求1所述的面向基于电化学的金属微构件操作的操作工具的制作方法， 其 特征在于， 所使用的玻璃管， 型号为BF100 ‑50‑10， 它的外径为1mm， 内径为0.5mm， 长度为 10cm。 5.如权利要求1所述的面向基于电化学的金属微构件操作的操作工具的制作方法， 其 特征在于， 遗传算法中设置的种群规模为20， 进化次数为100次， 交叉概率为0.4， 变异概率 为0.2， 采用浮 点数编码， 个 体长度为2。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 113496094 B 2面向基于电化学的金属微构件操作的操作工具 的制作方 法 技术领域： [0001]本发明涉及一种面向基于电化学的金属微构件操作的操作工具的制作方法。 背景技术： [0002]近年来， 微电子工艺和传统超精密加工方法的快速发展使微纳制造技术得到了飞 跃性的发展， 微纳制 造技术已成为衡量一个 国家制造水平的标志。 微纳制 造包括微制 造和 纳制造两个方面。 微操作是微制 造的关键技术之一， 在微米尺度功能器件产品的制 造和可 控生产过程中发挥着日益重要的作用。 [0003]微操作工具是微操作技术发展的基础， 是微操作机器人末端直接与操作对象作用 的部件。 微操作工具通常由驱动器和执 行器构成。 [0004]传统微操作工具对于微构件来说过于庞大， 操作效率比较低。 因此有必要设计一 种尺寸小于微操作对象的工具 ‑移液管。 发明内容： [0005]本发明是针对一种基于电化学的金属微构件操作设计的操作工具进行制作方法 的研究。 [0006]上述目的通过以下 方案实现： [0007]一种面向基于电化学的金属微构件操作的操作工具的制作方法， 该方法包括如下 步骤： [0008]步骤一、 根据理想条件下能通过电化学沉积对微金属线拾取计算所需的最小管嘴 开口尺寸rN， [0009]所述最小管嘴开口尺寸rN的表达式为 [0010] [0011]公式(1)中， AH为Hamaker常数， AH＝1 ×10‑19J； [0012]R为微金属线的半径， 单位 为m； [0013]l为微金属线的长度， 单位 为m； [0014]d为微金属线与基底之间的距离， 单位 为m； [0015]δe为玻璃管抗拉强度， 单位 为MPa； [0016]步骤二、 通过实验确定拉制时电流、 拉力、 拉制速度、 冷却时间对管嘴的影响； [0017]步骤三、 基于BP神经网络拟合出影响因素和管嘴直径的映射关系， 并用确定的移 液管管嘴直径为目标值， 结合遗传算法对各个参数进行优化， 从而根据确定的移液管管嘴 直径找出适用的最 合适的拉制参数； [0018]步骤四、 根据确定的拉制参数对玻璃管进行拉制； [0019]步骤五、 对移液 管管嘴进行回火处 理， 提高管嘴的强度。说　明　书 1/3 页 3 CN 113496094 B 3