(72)發(fā)明人張萬德李洋韓宇王秋雨龔毓晨司33200一種二維材料微圖案自動化轉(zhuǎn)印設備及方法4本發(fā)明公開了一種二維材料微圖案自動化布置有能夠在水平和豎直方向上運動的快換盤公盤，機械臂快換模組包括三個獨立的功能模42機械臂(1),包括SCARA機械臂結(jié)構(gòu)、氣泵(1-14)以及布置于SCARA機械臂結(jié)構(gòu)末端的公盤驅(qū)動機構(gòu)和快換盤公盤(1-11),所述SCARA機械臂結(jié)構(gòu)用于實現(xiàn)末端功能模塊的水平運動，所述公盤驅(qū)動機構(gòu)用于實現(xiàn)快換盤公盤(1-11)的垂直運動，所述氣泵(1-14)用于作為快換盤公盤(1-11)的動力源和/或氣源；機械臂快換模組(2),包括三個獨立的功能模塊，三個功能模塊分別為濾膜-掩模版吸附模塊(2-1)、滾壓模塊(2-2)和翻轉(zhuǎn)模塊(2-3),每個功能模塊均包括一個快換盤母盤，三個快換盤母盤均能夠通過氣動耦合接口與所述快換盤公盤(1-11)配合；濾膜架(3),用于放置帶有目標二維材料微圖案的濾膜；視覺識別模塊(4),包括第一工業(yè)相機(1-13)和第二工業(yè)相機(4-5),第一工業(yè)相機(1-13)安裝在SCARA機械臂結(jié)構(gòu)的末端，第二工業(yè)相機(4-5)安裝在可移動的相機支架上；控制模塊，用于控制自動化轉(zhuǎn)印設備。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維材料微圖案自動化轉(zhuǎn)印設備，其特征在于：所述濾膜-掩模版吸附模塊(2-1)包括吸附模塊框架、快換盤第一母盤(2-1-1)、第二步進絲桿(2-1-2)、第二絲桿法蘭盤(2-1-3)、四個吸附調(diào)節(jié)單元(2-1-4)和真空吸附單元(2-1-5);所述吸附模塊框架上安裝有快換盤第一母盤(2-1-1)和第二步進絲桿(2-1-2),所述第二步進絲桿(2-1-2)與第二絲桿法蘭盤(2-1-3)傳動連接；所述吸附模塊框架的底端安裝有四個上連接片，所述上連接片、吸附調(diào)節(jié)單元(2-1-4)和真空吸附單元(2-1-5)一一對應；對于相對應的一組上連接片、吸附調(diào)節(jié)單元(2-1-4)和真空吸附單元(2-1-5),所述吸附調(diào)節(jié)單元(2-1-4)主要由四根長度相同的連桿、一根L形連桿和一個下連接片組成，四根連桿平行布置并且與上連接片和下連接片構(gòu)成兩個平行四邊形結(jié)構(gòu)；位于靠近第二絲桿法蘭盤(2-1-3)一側(cè)的連桿的中部均與L形連桿的一端鉸接連接，L形連桿的另一端與第二絲桿法蘭盤(2-1-3)鉸接連接；所述下連接片與真空吸附單元(2-1-5)固定連接，所述真空吸附單元(2-1-5)的吸盤口朝下設置，所述真空吸附單元(2-1-5)與快換盤第一母盤(2-1-1)的氣路連通。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維材料微圖案自動化轉(zhuǎn)印設備，其特征在于：所述滾壓模塊(2-2)包括滾壓模塊框架、快換盤第二母盤(2-2-1)、壓力傳感器(2-2-2)、硅膠滾輪(2-2-3)和滾動軸承(2-2-4);所述滾壓模塊框架的頂部安裝有快換盤第二母盤(2-2-1),底部布置有硅膠滾輪(2-2-3),所述硅膠滾輪(2-2-3)通過滾動軸承(2-2-4)與壓力傳感器(2-2-2)連接，所述壓力傳感器(2-2-2)能夠檢測硅膠滾輪(2-2-3)在滾動過程中受到的壓力，所述壓力傳感器(2-2-2)與控制模塊通信連接；所述硅膠滾輪(2-2-3)的表面硬度為邵氏A20~40。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維材料微圖案自動化轉(zhuǎn)印設備，其特征在于：所述翻轉(zhuǎn)模塊(2-3)包括快換盤第三母盤(2-3-1)、陣列式真空吸盤(2-3-2)、傳動軸(2-3-3)和步進電機(2-3-4);所述快換盤第三母盤(2-3-1)與步進電機(2-3-4)的機身連接，所述步進電機(2-3-4)的傳動軸(2-3-3)通過與陣列式真空吸盤(2-3-2)傳動連接，進而驅(qū)動所述陣列式真空吸盤(2-3-2)繞傳動軸(2-3-3)轉(zhuǎn)動，所述陣列式真空吸盤(2-3-2)的吸力方向與傳動軸(2-3-3)的軸線垂直，所述陣列式真空吸盤(2-3-2)與快換盤第三母盤(2-3-1)的氣路連通；所述步進電機(2-3-4)的傳動軸(2-3-3)同軸套設有法蘭盤，法蘭盤通過沿自身徑向延伸的吸盤連接桿與陣列式真空吸盤(2-3-2)的背面連接，陣列式真空吸盤(2-3-2)的吸力方向與吸3盤連接桿平行，所述法蘭盤、吸盤連接桿和陣列式真空吸盤(2-3-2)組成懸臂吸附結(jié)構(gòu)；所述濾膜架(3)包括從下到上依次連接的底座、支撐桿和空心架，所述空心架上方放置有帶有目標二維材料微圖案的濾膜；所述懸臂吸附結(jié)構(gòu)在吸盤連接桿的軸線方向上的尺寸小于濾膜架(3)中底座和空心架軸向間隙的高度，陣列式真空吸盤(2-3-2)的外直徑小于空心架的內(nèi)徑；當吸盤連接桿的軸線與濾膜架(3)的軸線平行時，所述懸臂吸附結(jié)構(gòu)能夠伸入底座和空心架之間的軸向間隙，進而通過陣列式真空吸盤(2-3-2)對空心架上方的濾膜執(zhí)行背面吸附操作。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維材料微圖案自動化轉(zhuǎn)印設備，其特征在于：所述公盤驅(qū)動機構(gòu)包括第一步進絲桿(1-9)和旋轉(zhuǎn)約束件(1-10);所述第一步進絲桿(1-9)安裝于所述SCARA機械臂結(jié)構(gòu)的末端，所述第一步進絲桿(1-9)的絲桿豎直布置且套設有第一絲桿法蘭盤(1-9-1).所述第一絲桿法蘭盤(1-9-1)與第一步進絲桿(1-9)的絲桿螺紋配合.所述第一絲桿法蘭盤(1-9-1)與下方快換盤連接件(1-9-2)的一端連接，快換盤連接件(1-9-2)的另一端與快換盤公盤(1-11)連接；所述旋轉(zhuǎn)約束件(1-10)安裝于所述SCARA機械臂結(jié)構(gòu)的末端，用于約束第一絲桿法蘭盤(1-9-1)的旋轉(zhuǎn)運動，實現(xiàn)快換盤公盤(1-11)的垂直運動。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二維材料微圖案自動化轉(zhuǎn)印設備，其特征在于：所述SCARA機械臂結(jié)構(gòu)主要由主臂(1-5)、副臂(1-6)和機械臂立柱(1-15)組成；所述機械臂立柱(1-15)的頂端與主臂(1-5)的首端通過第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)連接，所述主臂(1-5)的末端與副臂(1-6)的首端通過第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)連接，所述副臂(1-6)的末端布置有公盤驅(qū)動機構(gòu)和快換盤公盤(1-所述機械臂(1)還包括機械臂底座、三臺驅(qū)動器(1-2)、邏輯輸出的光電門(1-12)和兩個光電編碼器(1-4);所述機械臂底座上安裝有控制模塊、驅(qū)動器(1-2)、氣泵(1-14)和機械臂立柱(1-15);三臺驅(qū)動器(1-2)分別用于驅(qū)動第一步進絲桿(1-9)、主臂(1-5)和副臂(1-6);兩個光電編碼器(1-4)分別用于采集主臂(1-5)、副臂(1-6)的實時轉(zhuǎn)動角度；所述邏輯輸出的光電門(1-12)用于快換盤連接件(1-9-2)的回零限位；所述控制模塊包括下位機(1-1)和上位機(1-3),所述驅(qū)動器(1-2)、邏輯輸出的光電門(1-12)和光電編碼器(1-4)均與下位機(1-1)通信連接，所述第一工業(yè)相機(1-13)和第二工業(yè)相機(4-5)均與上位機(1-3)通信連接，下位機(1-1)還與滾壓模塊(2-2)的壓力傳感器(2-2-2)通信連接。7.一種二維材料微圖案自動化轉(zhuǎn)印方法，采用如權(quán)利要求1~6任一所述的二維材料微S1)完成真空輔助抽濾后，將濾膜-掩模版吸附模塊(2-1)耦合至機械臂(1)的末端，使用第二步進絲桿(2-1-2)根據(jù)濾膜和/或掩膜版的尺寸調(diào)節(jié)各個真空吸附單元(2-1-5)的位置，再將真空吸附單元(2-1-5)對準帶有掩膜版和目標二維材料微圖案的濾膜并吸附濾膜上的掩膜版，使用機械臂(1)移動濾膜-掩模版吸附模塊(2-1),將與濾膜分離后的掩膜版放置在工作平臺上，再將真空吸附單元(2-1-5)對準并吸附濾膜，使用機械臂(1)移動濾膜-掩模版吸附模塊(2-1),將濾膜對準并放置在濾膜架(3)上；S2)將親水處理后的目標基底放置并固定在操作臺上；所述目標基底包括平面基底和S3)將濾膜-掩模版吸附模塊(2-1)切換為翻轉(zhuǎn)模塊(2-3),將硅膠滾輪(2-2-3)對準濾膜，使用機械臂(1)移動濾膜-掩模版吸附模塊(2-1),將陣列式真空吸盤(2-3-2)對準濾膜4S4)將翻轉(zhuǎn)模塊(2-3)切換為滾壓模塊(2-2),使用機械臂(1)沿預設路徑移動滾壓模塊S5)將滾壓模塊(2-2)切換為濾膜-掩模版吸附模塊(2-1),使用濾膜-掩模版吸附模塊所述二維材料為石墨烯、過渡金屬硫族化合物或Mxene,所述二維材料微圖案的最小特步進絲桿(1-9).調(diào)整硅膠滾輪(2-2-3)的位置以改變施加的壓力.實現(xiàn)壓力的閉環(huán)反饋控“·”的范數(shù)。D1)使用第二工業(yè)相機(4-5)采集操作臺上目標對象的圖像，使用上位機(1-3)通過視機(1-1)根據(jù)初始目標位置控制機械臂(1)的移動，直至末端功能模塊運動到初始目標位D2)使用第一工業(yè)相機(1-13)同時采集功能模塊上的末端對象和操作臺上目標對象的為位置反饋信息發(fā)送至下位機(1-1),下位機(1-1)根據(jù)位置反饋信息修正初始目標位置或5D3)重復步驟D2,形成閉環(huán)反饋控制，直至新的位姿誤差小于或等于預設閾值，完成對準操作。6技術(shù)領域[0001]本發(fā)明涉及微納制造技術(shù)領域，具體涉及一種二維材料微圖案自動化轉(zhuǎn)印設備及背景技術(shù)[0002]二維材料(如石墨烯、過渡金屬硫械性能，在能源存儲器件(如微型超級電容器)、柔性電子器件、光電器件及傳感器等領域展現(xiàn)出巨大的應用潛力。二維材料微圖案的精確制造與高效轉(zhuǎn)移是實現(xiàn)這些應用的核心技術(shù)之一。然而，現(xiàn)有的制造與轉(zhuǎn)移技術(shù)仍面臨諸多挑戰(zhàn)，限制了其大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應用。[0003]目前，二維材料微圖案的制造技術(shù)主要分為減材制造和增材制造兩類。減材制造通過去除二維材料薄膜的部分區(qū)域形成圖案，代表性方法包括氦離子束刻蝕、納米壓印光刻和電子束光刻。氦離子束刻蝕雖可實現(xiàn)納米級精度(線寬<50nm),但高能離子轟擊會導致材料晶格損傷，造成電導率顯著下降(如石墨烯電導率降低約40%);納米壓印光刻依賴聚合物抗蝕層(如PMMA),易引入有機污染物且高溫壓印過程(>150℃)可能引發(fā)材料氧化；電子束光刻雖精度達亞10nm,但加工效率極低(每小時僅數(shù)平方毫米),且抗蝕層殘留問題突出。增材制造通過直接沉積或組裝二維材料形成圖案，典型方法如噴墨打印、化學氣相沉積(CVD)和自組裝技術(shù)。噴墨打印受限于墨滴擴散(分辨率>50μm),咖啡環(huán)效應導致圖案不均；CVD需預圖案化基底和鍍金催化層，工藝復雜且成本高昂；自組裝技術(shù)僅能生成周期性或?qū)ΨQ性圖案，難以滿足多樣化需求。[0004]在二維材料微圖案的轉(zhuǎn)移工藝中，現(xiàn)有轉(zhuǎn)印設備存在顯著缺陷?，F(xiàn)有二維材料微圖案轉(zhuǎn)印設備主要包括：熱壓式轉(zhuǎn)印機、液相轉(zhuǎn)印設備、激光輔助轉(zhuǎn)印設備和機械轉(zhuǎn)印設備。JamesS.Harris等發(fā)明的熱壓式轉(zhuǎn)印機加熱二維材料所在的基底(如銅箔),使材料與目標基底之間的相互作用力增大，但高溫易導致材料氧化(MXene電導率下降40%)且分辨率受限(線寬>10μm),并且只能實現(xiàn)轉(zhuǎn)印過程中滾壓貼合這一步驟，自動化率低；ArunKumar等發(fā)明的液相轉(zhuǎn)印設備能夠?qū)崿F(xiàn)大面積轉(zhuǎn)印，特別適用于低成本生產(chǎn)。但是存在溶劑殘留，必須去除溶劑，否則會影響材料的性能；需要精確控制溶劑揮發(fā)和材料沉積，避免材料受損。HuiWu發(fā)明的激光輔助轉(zhuǎn)印設備通過激光源提供高強度的熱能，將二維材料與目標基底接觸的區(qū)域加熱，激光束加熱原始基底，使二維材料從基底上脫離，并轉(zhuǎn)移到目標基底上。但設備成本超50萬美元，且只能完成轉(zhuǎn)印過程中的分離工序，效率極低，同時由于激光的高能量，可以精確控制轉(zhuǎn)印區(qū)域，但可能導致材料的熱損傷。XiaodongXu等人發(fā)明的機械轉(zhuǎn)印設備對基底的要求較高，通常需要光滑的平面，以避免材料斷裂或產(chǎn)生缺陷，同時自動化率低。[0005]可見，現(xiàn)有設備普遍面臨材料損傷(電導率\遷移率下降30~50%)、工藝精度不足、效率低下、自動化率極低、手工操作依賴(良品率<70%)以及規(guī)?；杀靖?單次轉(zhuǎn)移>100的二維材料印刷及轉(zhuǎn)移的技術(shù)，以及通過全自動化工藝、智能壓力調(diào)控的新設備，突破二維7材料微圖案產(chǎn)業(yè)化應用的技術(shù)壁壘。[0006]此外，目前已有的真空輔助抽濾技術(shù)，能實現(xiàn)二維材料微圖案陣列大面積、高精度、無缺陷、圖案化的二維材料印刷及不同基底上的無污染轉(zhuǎn)移。此方法簡化了傳統(tǒng)的圖案化工藝，不需要抗蝕層或支撐層，避免了材料損傷和雜質(zhì)引入，具有低成本、高效率和簡易操作的優(yōu)勢，適用于不同圖案的二維材料陣列印刷與轉(zhuǎn)移。然而，真空抽濾技術(shù)在實際應用中仍存在手工操作依賴性強、轉(zhuǎn)移效率低、適用范圍發(fā)明內(nèi)容[0007]為解決已有轉(zhuǎn)印設備的缺陷及真空抽濾技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種二維材料微圖案自動化轉(zhuǎn)印設備及方法。本發(fā)明基于模塊化設計，通過集成高精度機械臂、視覺識別系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了二維材料微圖案的高效、高精度制造與轉(zhuǎn)移。[0008]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：一、一種二維材料微圖案自動化轉(zhuǎn)印設備所述自動化轉(zhuǎn)印設備包括：動機構(gòu)和快換盤公盤，所述SCARA機械臂結(jié)構(gòu)的兩個旋轉(zhuǎn)軸線均平行于豎直方向，使得所述SCARA機械臂結(jié)構(gòu)用于實現(xiàn)末端功能模塊在水平方向上的運動，所述公盤驅(qū)動機構(gòu)安裝在SCARA機械臂結(jié)構(gòu)末端，并且與快換盤公盤傳動連接，用于實現(xiàn)快換盤公盤在沿Z軸(即豎直方向)上的運動，所述氣泵用于作為快換盤公盤的動力源和/或氣源；機械臂快換模組，包括三個獨立的功能模塊，每個功能模塊均包括一個快換盤母盤，三個功能模塊中的快換盤母盤均能夠通過氣動耦合接口與所述快換盤公盤配合，三個功能模塊分別為濾膜-掩模版吸附模塊、滾壓模塊和翻轉(zhuǎn)模塊，濾膜-掩模版吸附模塊用于對帶有濾膜和掩模版執(zhí)行分離操作，以及對分離掩膜版后的濾膜進行轉(zhuǎn)移操作(即將分離掩膜版后的濾膜轉(zhuǎn)移到濾膜架上),翻轉(zhuǎn)模塊用于對分離掩膜版后的濾膜執(zhí)行背面吸附、翻轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)移操作，即從背面吸附濾膜架上的分離掩膜版后的濾膜并進行翻轉(zhuǎn)，將背面朝上的分離掩膜版后的濾膜放置在目標基底的頂面上，滾壓模塊用于執(zhí)行對上覆濾膜的目標基底執(zhí)行滾壓操作；濾膜架，用于放置正面帶有目標二維材料微圖案的濾膜，濾膜架3上的濾膜正面朝視覺識別模塊，用于實現(xiàn)SCARA機械臂結(jié)構(gòu)末端的功能模塊在工作過程中的定位，包括第一工業(yè)相機、第二工業(yè)相機，第一工業(yè)相機安裝在SCARA機械臂結(jié)構(gòu)的末端，第二工業(yè)相機安裝在可移動的相機支架上，相機支架可移動地布置在地面或者工作平臺上；控制模塊，用于控制自動化轉(zhuǎn)印設備。[0009]具體地，所述濾膜-掩模版吸附模塊包括吸附模塊框架、快換盤第一母盤、第二步進絲桿、第二絲桿法蘭盤、四個吸附調(diào)節(jié)單元和四個真空吸附單元：所述吸附模塊框架上安裝有快換盤第一母盤和第二步進絲桿，所述第二步進絲桿與第二絲桿法蘭盤傳動連接；所述吸附模塊框架的底端安裝有四個上連接片，所述上連接片、吸附調(diào)節(jié)單元和真空吸附單元一一對應；對于相對應的一組上連接片、吸附調(diào)節(jié)單元和真空吸附單元，所述吸附調(diào)節(jié)單元主要由四根長度相同的連桿、一根L形連桿和一個下連接片組成，四根連桿平行布置于上8連接片和下連接片之間，并且與上連接片和下連接片構(gòu)成兩個并聯(lián)的平行四邊形結(jié)構(gòu)；位于靠近第二絲桿法蘭盤一側(cè)的連桿的中部均與L形連桿的一端鉸接連接，L形連桿的另一端與第二絲桿法蘭盤鉸接連接，所述下連接片的內(nèi)側(cè)面與真空吸附單元固定連接；所述真空吸附單元的吸盤口朝下設置，所述真空吸附單元與快換盤第一母盤的氣路連通。[0010]具體地，四個真空吸附單元在豎直方向上對齊布置，即四個真空吸附單元的吸盤口布置于同一水平面上。[0011]具體地，四個真空吸附單元對濾膜和/或掩模版施加的吸附力應當在空間上或者在被吸附物體(濾膜或掩模版)的表面均勻分布。[0012]具體地，通過四個真空吸附單元的對稱分布和吸附力控制，可以確保吸附力在被吸附物體表面均勻分布，進而防止濾膜或掩膜版在吸附過程中出現(xiàn)局部變形或褶皺，從而確保其平整和穩(wěn)定。例如，使四個真空吸附單元相對于被吸附物體(濾膜或掩模版)的表面中心呈中心對稱分布，任意兩個吸盤對被吸附物體施加的吸附力差異小于預設閾值，能夠使得吸附力在被吸附物體(濾膜或掩模版)的表面均勻分布。[0013]具體地，所述滾壓模塊包括滾壓模塊框架、快換盤第二母盤、壓力傳感器、硅膠滾輪和滾動軸承；所述滾壓模塊框架的頂部安裝有快換盤第二母盤，底部布置有硅膠滾輪，所述硅膠滾輪通過滾動軸承與壓力傳感器連接，所述壓力傳感器能夠檢測硅膠滾輪在滾動過程中受到的垂直方向壓力(即法向力),所述壓力傳感器與控制模塊通信連接；所述硅膠滾輪的表面硬度為邵氏A20~40。[0014]具體地，所述翻轉(zhuǎn)模塊包括快換盤第三母盤、陣列式真空吸盤、傳動軸和步進電機；所述快換盤第三母盤與步進電機的機身連接，所述步進電機的傳動軸通過與陣列式真空吸盤傳動連接，進而驅(qū)動所述陣列式真空吸盤繞傳動軸轉(zhuǎn)動，所述陣列式真空吸盤的吸力方向與傳動軸的軸線垂直，所述陣列式真空吸盤與快換盤第三母盤的氣路連通；步進電機的傳動軸外側(cè)同軸套設有法蘭盤，使得傳動軸能夠帶動法蘭盤同步轉(zhuǎn)動，法蘭盤通過沿自身徑向延伸的吸盤連接桿與陣列式真空吸盤的背面的中心處連接，陣列式真空吸盤的吸力方向與吸盤連接桿的軸線平行，所述法蘭盤、吸盤連接桿和陣列式真空吸盤組成懸臂吸附結(jié)構(gòu)；所述濾膜架包括從下到上依次連接的底座、支撐桿和空心架，所述空心架上方用于放置正面帶有目標二維材料微圖案的濾膜，所述支撐桿與空心架底面的連接處位于底面的邊緣處，當吸盤連接桿的軸線與濾膜架的軸線平行時，所述懸臂吸附結(jié)構(gòu)能夠從所述支撐桿的對稱側(cè)伸入底座和空心架之間的軸向間隙，進而通過陣列式真空吸盤從背面吸附空心架上方的濾膜。[0015]具體地，所述公盤驅(qū)動機構(gòu)包括第一步進絲桿和旋轉(zhuǎn)約束件；所述第一步進絲桿安裝于所述SCARA機械臂結(jié)構(gòu)的末端，所述第一步進絲桿的絲桿沿豎直方向布置，且套設有第一絲桿法蘭盤，所述第一絲桿法蘭盤與第一步進絲桿的絲桿通過螺紋配合實現(xiàn)傳動連接，所述第一絲桿法蘭盤與布置于自身下方的快換盤連接件的一端連接，所述快換盤連接件的另一端與快換盤公盤連接；所述旋轉(zhuǎn)約束件用于約束第一絲桿法蘭盤的旋轉(zhuǎn)運動，實現(xiàn)快換盤公盤沿Z軸(即豎直方向)的垂直移動。[0016]具體地，所述旋轉(zhuǎn)約束件主要由導柱保持架、導柱、導套和法蘭限制件組成。導柱保持架的主體采用矩形板結(jié)構(gòu)，法蘭限制件的主體采用U型板結(jié)構(gòu)，矩形板結(jié)構(gòu)和U型板結(jié)構(gòu)均水平布置，U型板結(jié)構(gòu)敞口側(cè)的兩個端部位于矩形板結(jié)構(gòu)的正下方，兩個端部之間的連9線、矩形板結(jié)構(gòu)的長度方向均與副臂的軸向垂直，U型板結(jié)構(gòu)閉口側(cè)的中部位于快換盤連接件的下方；導柱保持架安裝在副臂的末端，副臂末端有兩個通孔，與保持架通過螺栓連接，導柱保持架的下方豎直布置有兩根導柱，兩根導柱分別位于快換盤連接件/第一絲桿法蘭盤的兩側(cè)，形成三角形布局；兩根導柱的頂端均與導柱保持架通過螺釘固定連接，每根導柱的外部均套設有一個導套，導套能夠沿導柱自由滑動，兩個導套分別與法蘭限制件的兩端(即U型板結(jié)構(gòu)敞口側(cè)的兩個端部)螺栓連接，法蘭限制件的中部(即U型板結(jié)構(gòu)閉口側(cè)的中部)與快換盤連接件和第一絲桿法蘭盤固定連接。旋轉(zhuǎn)約束件通過兩根導柱和第一絲桿法蘭盤/快換盤連接件的三角形布局，協(xié)同法蘭限制件，共同約束第一絲桿法蘭盤的旋轉(zhuǎn)，當?shù)谝唤z桿法蘭盤在第一步進絲桿上沿Z軸垂直移動時，第一絲桿法蘭盤通過法蘭限制件帶動兩個導套分別沿各自所在的導柱同步移動，進而僅約束第一絲桿法蘭盤的旋轉(zhuǎn)運動，而不影響第一絲桿法蘭盤沿Z軸的垂直移動。[0017]具體地，所述SCARA機械臂結(jié)構(gòu)主要由主臂、副臂和機械臂立柱組成；所述機械臂立柱的頂端與主臂的首端通過第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)連接，所述主臂的末端與副臂的首端通過第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)連接，所述副臂的末端布置有公盤驅(qū)動機構(gòu)和快換盤公盤；進一步地，所述機械臂還包括機械臂底座、三臺驅(qū)動器、邏輯輸出的光電門和兩個光電編碼器；所述機械臂底座上安裝有控制模塊、驅(qū)動器、氣泵和機械臂立柱；三臺驅(qū)動器分別用于驅(qū)動第一步進絲桿以及主臂和副臂的驅(qū)動電機；兩個光電編碼器分別用于采集主臂、副臂的實時轉(zhuǎn)動角度；所述邏輯輸出的光電門用于快換盤連接件的回零限位；所述控制模塊包括下位機和上位機，分別作為下位機和上位機，所述驅(qū)動器、邏輯輸出的光電門和光電編碼器均與下位機通信連接，所述第一工業(yè)相機和第二工業(yè)相機均與上位機通信連接，下位機還與滾壓模塊的壓力傳感器通信連接。[0018]進一步地，所述自動化轉(zhuǎn)印設備包括多種濾膜架，每種濾膜架的空心架具有特定的形狀和大小，空心架的形狀和大小根據(jù)不同型號的濾膜相應設置。所述自動化轉(zhuǎn)印方法采用上述二維材料微圖案自動化轉(zhuǎn)印設備，包括以下步驟：S1)完成真空輔助抽濾后，將濾膜-掩模版吸附模塊耦合至機械臂的末端，使用第二步進絲桿根據(jù)濾膜和/或掩膜版的尺寸調(diào)節(jié)各個真空吸附單元的位置，再將真空吸附單元對準帶有掩膜版和目標二維材料微圖案的濾膜，并吸附濾膜上方的掩膜版，使用機械臂移動濾膜-掩模版吸附模塊，將與濾膜分離后的掩膜版放置在工作平臺上，掩膜版經(jīng)過水洗處理后，用于下一輪轉(zhuǎn)印中的真空輔助抽濾，再將真空吸附單元對準并吸附濾膜，使用機械臂移動濾膜-掩模版吸附模塊，將真空吸附單元上吸附的濾膜對準濾膜架并放置在濾膜架使用第二步進絲桿根據(jù)濾膜和/或掩膜版的尺寸調(diào)節(jié)各個真空吸附單元的位置的過程具體為：使用第二步進絲桿驅(qū)動各個真空吸附單元沿徑向移動，從而調(diào)節(jié)各個真空吸附單元與第二步進絲桿之間的距離，使得各個真空吸附單元的吸盤口組成的吸附平面的大小與濾膜和/或掩膜版的大小相匹配；所述真空輔助抽濾的過程具體為：將潤濕的濾膜貼附在真空抽濾裝置的抽濾皿的多孔砂芯上，再將潤濕的刻有目標二維材料微圖案的掩模版貼附在濾膜上，向抽濾皿中加入二維材料分散液，使用真空抽濾裝置抽濾出二維材料分散液中的溶劑，真空輔助抽濾結(jié)束后，帶有掩膜版和目標二維材料微圖案的濾膜被真空抽濾裝置內(nèi)部的負壓環(huán)境吸附在抽濾皿上；S2)將親水處理后的目標基底放置在操作臺上；所述目標基底包括平面基底和曲面基底；S3)將機械臂末端的濾膜-掩模版吸附模塊切換為翻轉(zhuǎn)模塊，將翻轉(zhuǎn)模塊的硅膠滾輪對準濾膜，使用機械臂移動濾膜-掩模版吸附模塊，使吸盤連接桿的軸線與濾膜架的軸線平行，再將所述懸臂吸附結(jié)構(gòu)從所述支撐桿的對稱側(cè)伸入底座和空心架之間的軸向間隙，將陣列式真空吸盤對準濾膜的底面(由于濾膜架上濾膜正面朝上，此處濾膜的底面即背面)并吸附濾膜，將所述懸臂吸附結(jié)構(gòu)和濾膜同時從底座和空心架之間的軸向間隙移出，利用步進電機驅(qū)動陣列式真空吸盤繞傳動軸轉(zhuǎn)動，使濾膜翻轉(zhuǎn)至正面朝下，使用機械臂移動濾膜-掩模版吸附模塊，將陣列式真空吸盤上的濾膜對準并放置在親水處理后的目標基底上，得到上覆濾膜的目標基底并將其固定在操作臺上；S4)將機械臂末端的翻轉(zhuǎn)模塊切換為滾壓模塊，同時將上覆濾膜的目標基底固定在操作臺上，使用機械臂沿預設路徑移動滾壓模塊，通過硅膠滾輪滾壓濾膜以對濾膜與目標基底施加壓力，實現(xiàn)目標二維材料微圖案的轉(zhuǎn)??；所述步驟S4的滾壓過程中，使用下位機根據(jù)壓力傳感器采集到的實時壓力和設定壓力，得到壓力誤差，并根據(jù)壓力誤差計算z軸高度調(diào)整量，下位機根據(jù)z軸高度調(diào)整量驅(qū)動第一步進絲桿，調(diào)整硅膠滾輪的位置以改變施加的壓力，通過持續(xù)的壓力測量和位置調(diào)整，實現(xiàn)壓力的閉環(huán)反饋控制；當目標基底為曲面基底時，通過以下公式計算實時法向接觸力，再根據(jù)實時法向接觸力和設定壓力得到壓力誤差：式中，F(xiàn)表示實時法向接觸力，F(xiàn)?表示壓力傳感器采集到的實時壓力，0表示曲面法向與垂直方向的夾角，▽S表示參數(shù)化曲面的梯度向量，方向為曲面法向，▽表示梯度算子，S表示預設的參數(shù)化曲面，z'表示平行于機器人基坐標系z軸的單位向量，||·||表示“·”的范數(shù)。[0020]S5)將機械臂末端的滾壓模塊切換為濾膜-掩模版吸附模塊，使用濾膜-掩模版吸附模塊吸附濾膜，根據(jù)預設分離速度將濾膜與目標基底分離，完成單次轉(zhuǎn)??；S6)通過重復步驟S1~步驟S5,實現(xiàn)二維材料微圖案的連續(xù)自動化轉(zhuǎn)印。[0021]所述目標基底采用玻璃、硅片或聚二甲基硅氧烷，二維族化合物或Mxene,所述二維材料微圖案的最小特征尺寸為5~10μm。[0022]所述步驟S1和步驟S3中，所述的對準過程具體為：D1)使用第二工業(yè)相機采集操作臺上目標對象的圖像，使用上位機通過視覺識別算法處理后，得到目標對象的位置，并作為初始目標位置發(fā)送至下位機；下位機根據(jù)初始目標位置控制機械臂的移動，直至末端功能模塊運動到初始目標位置；D2)使用第一工業(yè)相機同時采集功能模塊上的末端對象和操作臺上目標對象的圖像，使用上位機通過視覺識別算法處理后，得到末端對象和目標對象的位置，并作為位置反饋信息發(fā)送至下位機，下位機根據(jù)位置反饋信息修正初始目標位置或者上一位姿誤差，得11到新的位姿誤差，下位機根據(jù)新的位姿誤差控制機械臂的移動；D3)重復步驟D2,形成閉環(huán)反饋控制，直至新的位姿誤差小于或等于預設閾值，完成對準操作。[0023]綜上所述，本發(fā)明提出的二維材料微圖案自動化轉(zhuǎn)印設備采用模塊化設計，操作的二維材料印刷及不同基底上的無污染轉(zhuǎn)移。[0024]本發(fā)明的有益效果是：1、本發(fā)明中的自動化轉(zhuǎn)印設備具有高精度(機械臂定位誤差0.1~0.2mm,視覺校準精度±5μm),適用于二維材料微圖案的打印。[0025]2、本發(fā)明中的自動化轉(zhuǎn)印設備實現(xiàn)了柔性適配，濾膜-掩模版吸附模塊的可動吸附設計能夠適應多種尺寸、形狀的濾膜和掩模版，硅膠滾輪與壓力傳感器能夠適配平面/曲面基底。[0026]3、本發(fā)明中的自動化轉(zhuǎn)印方法避免了人工操作帶來的偶然性，實現(xiàn)了無損分離，破損率<0.5%。[0027]4、本發(fā)明中的自動化轉(zhuǎn)印方法全流程自動化：單次轉(zhuǎn)印周期≤3min,較人工操作效率提升5倍。附圖說明[0028]圖1是本發(fā)明二維材料微圖案自動化轉(zhuǎn)印設備的總體裝配圖；圖2是本發(fā)明中機械臂主體的示意圖；圖3是本發(fā)明中機械臂關(guān)節(jié)連接部分的示意圖，其中，A圖是機械臂立柱與主臂的連接部分示意圖，B圖是主臂和副臂的連接部分示意圖；圖4是本發(fā)明中機械臂工作末端結(jié)構(gòu)的細節(jié)圖，其中，C圖是光電門觸發(fā)機制示意圖5是本發(fā)明中機械臂快換模組的示意圖；圖6是本發(fā)明中濾膜-掩模版吸附模塊的結(jié)構(gòu)細節(jié)示意圖；圖7是本發(fā)明中滾壓模塊的結(jié)構(gòu)細節(jié)示意圖；圖8是本發(fā)明中濾膜翻轉(zhuǎn)模塊的結(jié)構(gòu)細節(jié)示意圖；圖9是本發(fā)明中濾膜-掩模版吸附模塊的可動吸附設計的示意圖，其中，A圖是較小的吸附平面示意圖，B圖是較大的吸附平面示意圖；圖10是本發(fā)明中濾膜架的示意圖；圖11是本發(fā)明中可移動的相機支架的示意圖；圖12是本發(fā)明中實施例1的轉(zhuǎn)印結(jié)果示意圖。機。具體實施方式[0030]下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。附圖解釋設備結(jié)構(gòu)，旨在為本發(fā)明中所涉及的結(jié)構(gòu)做出解釋說明?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。實施例中未注明具體實驗步驟或條件者，按照本領域內(nèi)的文獻所描述的常規(guī)實驗步驟的操作或條件即可進行。所使用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市場購買獲得的常規(guī)試劑產(chǎn)品。[0031]本發(fā)明第一方面提供了一種二維材料微圖案自動化轉(zhuǎn)印設備。[0032]如圖1所示，本發(fā)明二維材料微圖案自動化轉(zhuǎn)印設備主要包括以下模塊：盤驅(qū)動機構(gòu)和快換盤公盤1-11,SCARA機械臂結(jié)構(gòu)的兩個旋轉(zhuǎn)軸線均平行于豎直方向，使得臂結(jié)構(gòu)末端，并且與快換盤公盤1-11傳動連接，用于驅(qū)動快換盤公盤1-11在豎直方向上的運動，氣泵1-14用于作為快換盤公盤1-11的動力源和/或氣源；機械臂快換模組2,包括三個獨立的功能模塊，每個功能模塊均包括一個快換盤母盤，三個快換盤母盤均能夠通過氣動耦合接口與快換盤公盤1-11配合，三個功能模塊分別為濾膜-掩模版吸附模塊2-1、滾壓模塊2-2和翻轉(zhuǎn)模塊2-3;濾膜架3,用于放置正面帶有目標二維材料微圖案的濾膜，濾膜架3上的濾膜正面視覺識別模塊4,用于實現(xiàn)SCARA機械臂結(jié)構(gòu)末端的功能模塊在工作過程中的精定位，包括第一工業(yè)相機1-13、第二工業(yè)相機4-5,第一工業(yè)相機1-13安裝在SCARA機械臂結(jié)構(gòu)的末端，第二工業(yè)相機4-5安裝在可移動的相機支架上；控制模塊，用于控制自動化轉(zhuǎn)印設備。[0033]其中，快換盤母盤通過氣動耦合接口與快換盤公盤1-11配合具體是指：當快換盤母盤與快換盤公盤1-11耦合后，快換盤母盤與快換盤公盤1-11通過真空吸附或鎖緊機構(gòu)連同時為快換盤母盤所連接的功能模塊提供動力。當快換盤母盤與快換盤公盤1-11解耦后，快換盤母盤與快換盤公盤1-11分離，此時，可以通過將另一快換盤母盤與快換盤公盤1-11[0034]如圖6所示，濾膜-掩模版吸附模塊2-1包括吸附模塊框架、快換盤第一母盤2-1-1、第二步進絲桿2-1-2、第二絲桿法蘭盤2-1-3、四個吸附調(diào)節(jié)單元2-1-4和四個真空吸附單元2-1-5。吸附模塊框架上安裝有快換盤第一母盤2-1-1和第二步進絲桿2-1-2,第二步進絲桿2-1-2與第二絲桿法蘭盤2-1-3傳動連接。吸附模塊框架的底端安裝有四個上連接片，上連接片、吸附調(diào)節(jié)單元2-1-4和真空吸附單元2-1-5的數(shù)量相同且一一對應；對于相對應的一組上連接片、吸附調(diào)節(jié)單元2-1-4和真空吸附單元2-1-5,吸附調(diào)節(jié)單元2-1-4主要由四根長度相同的連桿、一根L形連桿和一個下連接片組成，四根連桿平行布置于上連接片和下連接片之間，并且與上連接片和下連接片構(gòu)成兩個并聯(lián)的平行四邊形結(jié)構(gòu)。位于靠近第二絲桿法蘭盤2-1-3一側(cè)的兩個連桿的中部均與L形連桿的一端鉸接連接，L形連桿的另一端與第二絲桿法蘭盤2-1-3鉸接連接，下連接片與真空吸附單元2-1-5固定連接；真空吸附單元2-1-5的吸盤口朝下設置，真空吸附單元2-1-5與快換盤第一母盤2-1-1的氣路連通，當快換盤第一母盤2-1-1和快換盤公盤1-11耦合后，真空吸附單元2-1-5能夠通過快換盤第一母盤2-1-1的氣路與快換盤公盤1-11的內(nèi)部氣路連通。[0035]圖9展示了第二絲桿法蘭盤2-1-3轉(zhuǎn)動在不同位置時，末端四個真空吸附單元2-1-5的間距大小差異。當濾膜-掩模版吸附模塊處于如圖9的A圖所示的工作狀態(tài)時，可以吸附較小的掩模版，如叉指電極掩模版。當濾膜-掩模版吸附模塊處于如圖9的B圖所示的工作狀態(tài)時，可以吸附較大的掩模版。由此，濾膜-掩模版吸附模塊的可動吸附設計通過機械聯(lián)動調(diào)節(jié)、多自由度補償、均勻壓力分布，解決了傳統(tǒng)固定吸盤在尺寸適配性、定位精度和抗干擾能力上的局限性，尤其適用于高精度、多尺寸的二維材料微圖案轉(zhuǎn)印需求。這種四吸盤聯(lián)動結(jié)構(gòu)通過均布吸附力，避免局部應力集中導致的掩模版或濾膜變形，尤其適用于脆性二維材料(如石墨烯、MXene)的轉(zhuǎn)移。[0036]具體實施中，吸附模塊框架上安裝有快換盤第一母盤2-1-1和第二步進絲桿2-1-2,第二步進絲桿2-1-2與第二絲桿法蘭盤2-1-3傳動連接可以通過以下方式實現(xiàn)：吸附模塊框架的頂部安裝有快換盤第一母盤2-1-1,內(nèi)部安裝有第二步進絲桿2-1-2,第二步進絲桿2-1-2的絲桿外部套設有第二絲桿法蘭盤2-1-3,第二絲桿法蘭盤2-1-3與第二步進絲桿2-1-2的絲桿通過螺紋配合實現(xiàn)傳動連接。優(yōu)選地，第二絲桿法蘭盤2-1-3位于吸附模塊框架的下方，第二步進絲桿2-1-2的絲桿從吸附模塊框架的底面中心向下伸出后第二絲桿法蘭盤2-1-3傳動連接。[0037]具體實施中，四根連桿與上連接片和下連接片構(gòu)成兩個并聯(lián)的平行四邊形結(jié)構(gòu)可以通過以下方式實現(xiàn)：每個連桿的上端、下端分別與上連接片、下連接片鉸接連接，四根連桿分為兩組，每組連桿與上連接片和下連接片構(gòu)成一個平行四邊形結(jié)構(gòu)。兩組連桿中位于靠近第二絲桿法蘭盤2-1-3一側(cè)的連桿的中部均與L形連桿的一端鉸接連接，L形連桿的另一端與第二絲桿法蘭盤2-1-3鉸接連接，L形連桿的另一端與第二絲桿法蘭盤2-1-3鉸接連接，下連接片與真空吸附單元2-1-5固定連接。[0038]具體實施中，每組連桿與上連接片和下連接片構(gòu)成一個平行四邊形結(jié)構(gòu)的實施方式可以為：兩組連桿分別布置于上連接片和下連接片的兩個主要表面上，即每個連接片的正面和背面各布置一組連桿。上連接片和下連接片均沿第二絲桿法蘭盤2-1-3的徑向布置，且分別作為平行四邊形機構(gòu)的固定端和活動端。[0039]進一步地，下連接片的主要表面的形狀為直角梯形。直角梯形表面的直角側(cè)邊處設置一組連桿的鉸接處，兩個連桿的鉸接處的連線與該直角側(cè)邊和水平方向平行，直角梯形表面的長底邊對應的側(cè)面用于安裝真空吸附單元2-1-5,長底邊對應的側(cè)面為靠近第二絲桿法蘭盤2-1-3一側(cè)的內(nèi)側(cè)面。[0040]具體地，四個上連接片在吸附模塊框架底端的端面上沿周向間隔均勻排布。[0041]具體實施中，真空吸附單元2-1-5與快換盤第一母盤2-1-1的氣路連通可以通過以下方式實現(xiàn)：快換盤第一母盤2-1-1的本體設有氣路通道，氣路通道的輸入端與快換盤公盤1-11的快換氣動接口耦合，輸出端通過可拆卸管路連接各個真空吸附單元2-1-5。當快換盤母盤與快換盤公盤1-11耦合后，壓縮空氣或真空負壓經(jīng)快換盤第一母盤2-1-1的氣路分別傳導至各個真空吸附單元2-1-5。[0042]如圖7所示，滾壓模塊2-2包括滾壓模塊框架、快換盤第二母盤2-2-1、壓力傳感器2-2-2、硅膠滾輪2-2-3和滾動軸承2-2-4;滾壓模塊框架的頂部安裝有快換盤第二母盤2-2-1,底部布置有硅膠滾輪2-2-3,硅膠滾輪2-2-3內(nèi)布置有滾動軸，硅膠滾輪2-2-3通過滾動軸承2-2-4與壓力傳感器2-2-2連接，壓力傳感器2-2-2能夠通過傳動支桿檢測硅膠滾輪2-2-3在滾動過程中受到的垂直方向壓力(即法向力),壓力傳感器2-2-2與下位機1-1通信連接。[0043]可選地，硅膠滾輪2-2-3通過滾動軸承2-2-4與壓力傳感器2-2-2連接的實施方式如下：硅膠滾輪2-2-3通過滾動軸承2-2-4與滾動軸連接，滾動軸通過傳動支桿與壓力傳感兩個端部分別與滾動軸的兩端連接，直桿部安裝有壓力傳感器2-2-2。[0044]滾壓模塊2-2通過壓力傳感器2-2-2實時反饋硅膠滾輪2-2-3的滾壓力度，確保轉(zhuǎn)移均勻性，避免因壓力不均導致的破損或變形。[0045]如圖8所示，翻轉(zhuǎn)模塊2-3包括快換盤第三母盤2-3-1、陣列式真空吸盤2-3-2、傳動軸2-3-3和步進電機2-3-4;快換盤第三母盤2-3-1與步進電機2-3-4的機身連接，步進電機2-3-4與傳動軸2-3-3通過聯(lián)軸器連接，傳動軸2-3-3通過與陣列式真空吸盤2-3-2傳動連接，進而驅(qū)動陣列式真空吸盤2-3-2繞傳動軸2-3-3轉(zhuǎn)動，陣列式真空吸盤2-3-2的吸力方向與傳動軸2-3-3的軸線垂直；陣列式真空吸盤2-3-2與快換盤第三母盤2-3-1的氣路連通，當快換盤第三母盤2-3-1與快換盤公盤1-11耦合后，陣列式真空吸盤2-3-2能夠通過快換盤第三母盤2-3-1的氣路與快換盤公盤1-11的內(nèi)部氣路和氣源連通。翻轉(zhuǎn)模塊2-3能夠通過程序控制濾膜的翻轉(zhuǎn)，便于濾膜上二維材料微圖案的滾壓。[0046]具體實施中，陣列式真空吸盤2-3-2與快換盤第三母盤2-3-1的氣路連通可以通過以下方式實現(xiàn)：快換盤第三母盤2-3-1的本體設有氣路通道，氣路通道的輸入端與快換盤公盤1-11的快換氣動接口耦合，輸出端通過可拆卸管路連接陣列式真空吸盤2-3-2。當快換盤母盤與快換盤公盤1-11耦合后，壓縮空氣或真空負壓經(jīng)快換盤第三母盤2-3-1的氣路傳導至陣列式真空吸盤2-3-2的內(nèi)部空腔。[0047]步進電機2-3-4的傳動軸2-3-3外側(cè)同軸套設有法蘭盤，使得傳動軸2-3-3能夠帶動法蘭盤同步轉(zhuǎn)動，法蘭盤通過沿自身徑向延伸的吸盤連接桿與陣列式真空吸盤2-3-2的背面的中心處連接，陣列式真空吸盤2-3-2的吸力方向與吸盤連接桿的軸線平行，法蘭盤、吸盤連接桿和陣列式真空吸盤2-3-2組成懸臂吸附結(jié)構(gòu)。如圖10所示，濾膜架3包括從下到上依次連接的底座、支撐桿和空心架，空心架用于放置正面帶有目標二維材料微圖案的濾膜，空心架上的濾膜正面朝上放置，支撐桿與空心架底面的連接處位于底面的邊緣處，當吸盤連接桿的軸線與濾膜架3的軸線平行時，懸臂吸附結(jié)構(gòu)能夠從支撐桿的對稱側(cè)伸入底座和空心架之間的軸向間隙，進而通過陣列式真空吸盤2-3-2對空心架上方的濾膜執(zhí)行背面吸附操作。[0048]進一步地，具體實施中，通過如下設置，使得懸臂吸附結(jié)構(gòu)能夠從支撐桿的對稱側(cè)伸入底座和空心架之間的軸向間隙，進而通過陣列式真空吸盤2-3-2吸附空心架上方的濾的連接方式可以為：I型桿4-2布置于鋁合金底座4-1的上方，Ⅲ型桿4-4布置于I型桿4-2的上方，I型桿4-2和Ⅲ型桿4-4之間布置有兩根Ⅱ型桿4-3,I型桿4-2的兩端分別與兩根Ⅱ型設有第一絲桿法蘭盤1-9-1,第一絲桿法蘭盤1-9-1與第一步進絲桿1-9的絲桿通過螺紋配合實現(xiàn)傳動連接，第一絲桿法蘭盤1-9-1下方布置有快換盤連接件1-9-2,第一絲桿法蘭盤1-9-1與快換盤連接件1-9-2的一端連接，快換盤連接件1-9-2的另一端與快換盤公盤1-11一個導套1-10-3,導套1-10-3能夠沿導柱1-10-2自由滑動，兩個導套1-10-3分別與法蘭限制件1-10-4的兩端(即U型板結(jié)構(gòu)敞口側(cè)的兩個端部)螺栓連接，法蘭限制件1-10-4的中部(即U型板結(jié)構(gòu)閉口側(cè)的中部)與快換盤連接件1-9-2和第一絲桿法蘭盤1-9-1固定連接。旋轉(zhuǎn)約束件1-10通過兩根導柱1-10-2和第一絲桿法蘭盤1-9-1/快換盤連接件1-9-2的三角形1-9-1在第一步進絲桿1-9上沿Z軸垂直移動時，第一絲桿法蘭盤1-9-1通過法蘭限制件1-[0054]可選地，導套1-10-3與導柱1-10-2通過過渡配合或者間隙配合實現(xiàn)相對自由滑械臂立柱1-15的頂端與主臂1-5的首端通過第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)連接，主臂1-5的末端與副臂1-6機械臂步進電機1-8傳動連接組成。兩臺機械臂步進電機1-8分別由兩臺驅(qū)動器1-2獨立控快換盤連接件1-9-2的末端(靠近邏輯輸出的光電門1-12一端)突起觸發(fā)邏輯輸出的光電門相機4-5均與上位機1-3通信連接，下位機1-1還與滾壓模塊2-2的壓力傳感器2-2-2通信連[0065]進一步地，如圖5所示，機械臂快換模組2還包括保持架2-4。保持架2-4的底座上設置有三個柱狀空心框架，用于分別放置三個功能模塊。每個柱狀空心框架的正面設置有開[0066]本發(fā)明第二方面提供了一種二維材料微圖案自動化轉(zhuǎn)印方法。[0067]本發(fā)明自動化轉(zhuǎn)印方法包括以下步驟：S1)完成真空輔助抽濾后，將濾膜-掩模版吸附模塊2-1耦合至機械臂1的末端，使用第二步進絲桿2-1-2驅(qū)動每個真空吸附單元2-1-5沿徑向移動，從而調(diào)節(jié)各個真空吸附單元2-1-5與中心軸線之間的距離，使得各個真空吸附單元2-1-5的吸盤口組成的吸附平面的大小與濾膜和/或掩膜版的大小相匹配，再將真空吸附單元2-1-5對準帶有掩膜版和目標二維材料微圖案的濾膜并吸附濾膜上的掩膜版，使用機械臂1移動濾膜-掩模版吸附模塊2-1,分離掩膜版后，將掩膜版放置在工作平臺上，對掩膜版進行水洗處理后，將其用于下一輪轉(zhuǎn)印中的真空輔助抽濾，再將真空吸附單元2-1-5對準并吸附濾膜，使用機械臂1移動濾膜-掩模版吸附模塊2-1,將真空吸附單元2-1-5上吸附的濾膜對準濾膜架3并放置在濾膜架3上。[0068]其中，吸附平面與濾膜和/或掩膜版的大小相匹配是指：四個真空吸附單元2-1-5的吸盤口布置于同一高度，四個真空吸附單元2-1-5的吸盤口組成矩形的水平吸附平面，吸附平面的四個頂點位于濾膜或掩膜版邊緣的空白位置，這些空白位置通常是沒有圖案或功能區(qū)域的部分，因此吸附不會對中心的圖案造成干擾。通常情況下，濾膜和掩膜版的尺寸相近，因此可使吸附平面同時與濾膜和掩膜版的大小相匹配。當濾膜和掩膜版的尺寸相差較大時，可以通過分步調(diào)整吸附平面的大小來實現(xiàn)匹配。[0069]具體實施中，可以使四個真空吸附單元2-1-5相對于濾膜或掩膜版的表面中心呈中心對稱分布，同時保持任意兩個吸盤對濾膜或掩膜版施加的吸附力差異小于預設閾值，以確保吸附力均勻分布。[0070]真空輔助抽濾的過程具體為：將潤濕的濾膜貼附在真空抽濾裝置的抽濾皿上，再將潤濕的刻有目標二維材料微圖案的掩模版貼附在濾膜上，向抽濾皿中加入二維材料分散液，使用真空抽濾裝置抽濾出二維材料分散液中的溶劑，得到帶有掩膜版和目標二維材料微圖案的濾膜，真空輔助抽濾結(jié)束后，帶有掩膜版和目標二維材料微圖案的濾膜被真空抽濾裝置內(nèi)部的負壓環(huán)境吸附在抽濾皿上。[0071]S2)對目標基底進行親水處理，得到親水處理后的目標基底并放置在操作臺上；目標基底包括平面基底和曲面基底；S3)將濾膜-掩模版吸附模塊2-1切換為翻轉(zhuǎn)模塊2-3,將硅膠滾輪2-2-3對準濾膜，使用機械臂1移動濾膜-掩模版吸附模塊2-1,使吸盤連接桿的軸線與濾膜架3的軸線平行，再將懸臂吸附結(jié)構(gòu)從支撐桿的對稱側(cè)伸入底座和空心架之間的軸向間隙，將陣列式真空吸盤2-3-2對準濾膜的底面并吸附濾膜，將懸臂吸附結(jié)構(gòu)和濾膜同時從底座和空心架之間的軸向間隙移出，利用步進電機2-3-4驅(qū)動陣列式真空吸盤2-3-2繞傳動軸2-3-3轉(zhuǎn)動，使濾膜翻轉(zhuǎn)至正面朝下，使用機械臂1移動濾膜-掩模版吸附模塊2-1,將陣列式真空吸盤2-3-2上的濾膜對準并放置在親水處理后的目標基底上，得到上覆濾膜的目標基底；步驟S1和步驟S3的對準過程中，首先使用上位機1-3通過視覺識別算法根據(jù)第二工業(yè)相機4-5采集到的信息實現(xiàn)粗定位，再使用上位機1-3通過視覺識別算法根據(jù)第一工業(yè)相機1-13采集到的信息實現(xiàn)精確定位，實時校準掩模版、濾膜和目標基底的位置，確保微圖案的精確轉(zhuǎn)移。[0072]S4)將翻轉(zhuǎn)模塊2-3切換為滾壓模塊2-2,同時將上覆濾膜的目標基底固定在操作臺上，使用機械臂1沿預設路徑移動滾壓模塊2-2,通過硅膠滾輪2-2-3滾壓濾膜以對濾膜與目標基底施加壓力，實現(xiàn)目標二維材料微圖案的轉(zhuǎn)??；S5)將滾壓模塊2-2切換為濾膜-掩模版吸附模塊2-1,使用濾膜-掩模版吸附模塊2-1吸附濾膜，根據(jù)預設分離速度將濾膜與目標基底分離，完成單次轉(zhuǎn)?。籗6)通過重復步驟S1~步驟S5,實現(xiàn)二維材料微圖案的連續(xù)自動化轉(zhuǎn)印。[0073]親水處理可以采用包括但不限于氧等離子處理和紫外光處理等方法。親水處理的目的在于提高基底的表面能和表面親水性，確保二維材料微圖案與基底的良好結(jié)合。[0074]具體地，目標基底采用玻璃、硅片或聚二甲基硅氧烷。二維材料為石墨烯、過渡金屬硫族化合物或Mxene等。微圖案的最小特征尺寸為5~10μm。濾膜包括但不限于多孔聚合物濾膜(孔徑0.1~lμm)。[0075]對于將真空吸附單元2-1-5對準并吸附濾膜上的掩膜版、將真空吸附單元2-1-5上吸附的濾膜對準濾膜架3、將陣列式真空吸盤2-3-2對準濾膜、將陣列式真空吸盤2-3-2上的濾膜對準親水處理后的目標基底、將硅膠滾輪2-2-3對準濾膜等操作，對準過程具體為：D1)使用第二工業(yè)相機4-5采集操作臺上目標對象的圖像，使用上位機1-3通過視覺識別算法處理后，得到目標對象的位置，并將目標對象的位置作為初始目標位置發(fā)送至下位機1-1;下位機1-1根據(jù)初始目標位置控制機械臂1的移動，直至末端功能模塊運動到初始目標位置。[0076]D2)使用第一工業(yè)相機1-13同時采集功能模塊上的末端對象和操作臺上目標對象的圖像，使用上位機1-3通過視覺識別算法處理末端對象和目標對象的圖像后，得到末端對象和目標對象的位置，并將末端對象和目標對象的位置作為位置反饋信息發(fā)送至下位機1-1,下位機1-1根據(jù)位置反饋信息修正初始目標位置或者上一位姿誤差，得到新的位姿誤差，下位機1-1根據(jù)新的位姿誤差控制機械臂1的移動。[0077]其中，目標對象是指對準過程中，需要被定位和/或?qū)实奈矬w，包括但不限于上述過程中的掩膜版、多孔砂芯上的濾膜、濾膜架、濾膜架上的濾膜、操作臺上的目標基底等對象。末端對象是指在對準過程中，被吸附于機械臂末端的對象和機械臂末端的功能部件，包括但不限于上述過程中的真空吸附單元、真空吸附單元上吸附的濾膜、陣列式真空吸盤、陣列式真空吸盤上吸附的濾膜和硅膠滾輪等。例如，將真空吸附單元2-1-5對準濾膜上的掩膜版的過程中，目標對象是濾膜上的掩膜版，末端對象是真空吸附單元2-1-5。[0078]優(yōu)選地，視覺識別算法可以采用透視n點算法(Perspective-n-Point,PnP)算法。[0079]優(yōu)選地，視覺識別算法采用PnP算法時，通過以下公式獲取目標對象的位置：[0080]式中，R為描述濾膜/掩模版在相機坐標系中的三維旋轉(zhuǎn)變換矩陣，t為描述濾膜/掩模版在相機坐標系中的三維平移向量，X:為濾膜/掩模版上第i個特征點的三維坐標(世界坐標系),n為特征點的總數(shù)，u;為相機圖像中第i個特征點的二維像素坐標，π為將三維坐標映射到二維圖像平面的投影函數(shù)(含相機內(nèi)參矩陣)。式中，△x表示末端執(zhí)行器(功能模塊)的位姿誤差，K,表示視覺伺服增益系數(shù)，vision表示通過末端同軸視覺系統(tǒng)獲取的實際位姿，即末端對象的位置，即，xcm表示控制系統(tǒng)要求的目標位姿，即目標對象的位置。[0082]D3)重復步驟D2,形成閉環(huán)反饋控制，直至位姿誤差小于或等于預設閾值，完成對準操作。示允許的最大位姿誤差。[0084]步驟S4中，滾壓模塊2-2工作時，硅膠滾輪2-2-3受到壓力產(chǎn)生彈性形變，濾膜受到由點到面分散的壓力，從而將濾膜與目標基底間的空氣擠出，實現(xiàn)無損干法轉(zhuǎn)移。壓力傳感器2-2-2反饋濾膜受力大小，通過力位混合控制算法來調(diào)整絲桿的位置，精準控制微圖案轉(zhuǎn)移時的壓力范圍在預設壓力范圍內(nèi)(精度±0.1kPa),從而實現(xiàn)微圖案層間距的控制。[0085]步驟S4的滾壓過程中，使用下位機1-1根據(jù)壓力傳感器2-2-2采集到的實時壓力和設定壓力，得到壓力誤差，并根據(jù)壓力誤差計算z軸高度調(diào)整量，下位機1-1根據(jù)z軸高度調(diào)整量驅(qū)動第一步進絲桿1-9,調(diào)整硅膠滾輪2-2-3的位置以改變施加的壓力，通過持續(xù)的壓力測量和位置調(diào)整，實現(xiàn)壓力的閉環(huán)反饋控制。首先定義機器人基坐標系中一對參數(shù)化坐標(u,v),預設待轉(zhuǎn)移對象的曲面參數(shù)化方程S(u,v),定義初始接觸點(u。,v。)隨后基于視覺定位坐標P(x,y,z)和采集到的實時壓力F?,通過以下公式計算實時法向接觸力：式中，F(xiàn)表示實時法向接觸力，F(xiàn)?表示壓力傳感器(2-2-2)采集到的實時壓力，0表示曲面法向與垂直方向的夾角，▽S表示參數(shù)化曲面的梯度向量，方向為曲面法向，▽表示表示參數(shù)化曲面的梯度向量的范數(shù)。[0087]本發(fā)明的具體實施例如下：實施例1[0088]本實施例提供了一種使用本發(fā)明自動化轉(zhuǎn)印設備在平面基底上的微圖案轉(zhuǎn)印方如圖1所示，本實施例中，自動化轉(zhuǎn)印設備的機械臂1采用SCARA型機械臂結(jié)構(gòu)，SCARA型機械臂結(jié)構(gòu)包含主臂1-5、副臂1-6和各自對應的行星減速器1-7,末端集成快換盤(快換盤公盤1-11)。機械臂1通過兩臺機械臂步進電機1-8和第一步進絲桿1-9等實現(xiàn)高精度定位(重復定位精度±0.01mm),并通過上位機1-3、下位機1-1、第一工業(yè)相機1-13、第二工業(yè)相機4-5與驅(qū)動器1-2等協(xié)同控制運動軌跡。[0089]S1)濾膜與掩模版吸附與定位S11)完成真空輔助抽濾后，帶有掩膜版和目標二維材料微圖案的多孔聚合物濾膜(孔徑0.1~1μm)被真空抽濾裝置內(nèi)部的負壓環(huán)境吸附在抽濾皿的多孔砂芯上，將裝置放置在操作臺上，啟動濾膜-掩模版吸附模塊2-1。此時，由于真空抽濾裝置內(nèi)部具有負壓環(huán)境，帶有掩膜版和目標二維材料微圖案的濾膜受大氣壓力緊緊吸附在多孔砂芯上。[0090]目標二維材料微圖案的最小特征尺寸為5~10μm。[0091]S12)濾膜-掩模版吸附模塊2-1通過第二步進絲桿2-1-2驅(qū)動吸附調(diào)節(jié)單元2-1-4調(diào)整真空吸附單元2-1-5的位置，先吸附濾膜上的掩模版，將掩模版膜放置在工作平臺，再控制機械臂1,通過第二步進絲桿2-1-2驅(qū)動吸附調(diào)節(jié)單元2-1-4調(diào)整真空吸附單元2-1-5的位置，吸附濾膜，通過視覺識別模塊實時校準濾膜與吸附單元2-1-5的定位偏差，將濾膜平[0092]S2)基底親水處理目標基底(如玻璃、硅片或聚二甲基硅氧烷PDMS)經(jīng)氧等離子處理(如功率50W,時間30s)或紫外光處理(如波長254nm,時間10min),提升表面親水性，得到親水處理后的目標[0093]S3)濾膜翻轉(zhuǎn)切換模塊至翻轉(zhuǎn)模塊2-3,通過步進電機2-3-4、傳動軸2-3-3和陣列式真空吸盤2-3-2,吸附濾膜架3上的濾膜，控制濾膜的翻轉(zhuǎn)，使得濾膜上的二維材料微圖案面朝下，驅(qū)動機械臂1控制濾膜的位置，使之置于親水處理后的目標基底上，得到上覆濾膜的目標基底。S41)機械臂切換至滾壓模塊2-2,硅膠滾輪2-2-3(邵氏硬度20~40A)通過滾動軸承2-2-4(本實施例采用圓柱滾子軸承)與壓力傳感器2-2-2(量程0~50kPa,精度±0.1kPa)連[0095]S42)將上覆濾膜的目標基底固定于操作臺，機械臂沿預設路徑(速度1~4mm/s)滾壓濾膜表面，壓力傳感器實時反饋壓力值并動態(tài)調(diào)整滾壓力度(20kPa以上),確保二維材料微圖案與基底均勻貼合。[0096]S5)無損分離S51)切換至濾膜-掩模版吸附模塊2-1,第二步進絲桿2-1-2(導程2~8mm)驅(qū)動吸附調(diào)節(jié)單元2-1-4控制真空吸附單元2-1-5的間距。[0097]S52)真空吸附單元2-1-5(孔徑2.8mm,圖4)吸附濾膜，同步施加負壓(-10kPa以下),通過機械臂與分離模塊協(xié)同動作，實現(xiàn)濾膜與基底的無損分離。[0098]S6)全流程自動化控制S61)視覺識別系統(tǒng)(基于上位機1-3)實時采集掩模版、濾膜和球面基底的位置數(shù)據(jù)，通過PID算法修正機械臂運動軌跡。[0099]S62)控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)各模塊動作：濾膜-掩模版吸附模塊完成定位后，啟動翻轉(zhuǎn)模塊，將濾膜翻轉(zhuǎn)并置于目標基底[0100]如圖12所示，當目標二維材料微圖案的特征尺寸在5~10μm的范圍之間時，本實施例轉(zhuǎn)印得到的二維材料微圖案仍具有良好的精度和分辨率。本實施例提供了一種使用本發(fā)明自動化轉(zhuǎn)印設備在球面基底上的微圖案轉(zhuǎn)印方5、副臂1-6和行星減速器1-7,末端集成快換盤(快換盤公盤1-11)。機械臂通過機械臂步進申機1-8和第一步進絲桿1-9等實現(xiàn)高精度定位(如重復定位精度±0.01mm)。由于目標基底是球形，設備需要額外集成球面調(diào)節(jié)平臺，提供基底的自適應調(diào)位機1-1、第一工業(yè)相機1-13以及驅(qū)動器1-2等協(xié)同控制，實現(xiàn)球面基底的精確定位與圖案轉(zhuǎn)印。[0102]S1)濾膜與掩模版吸附與定位S11)完成真空輔助抽濾后，帶有掩膜版和目標二維材料微圖案的多孔聚合物濾膜(孔徑0.1~1μm)被真空抽濾裝置內(nèi)部的負壓環(huán)境吸附在抽濾皿的多孔砂芯上，將裝置放置在操作臺上，啟動濾膜-掩模版吸附模塊2-1。此時，由于真空抽濾裝置內(nèi)部具有負壓環(huán)境，帶有掩膜版和目標二維材料微圖案的濾膜受大氣壓力緊緊吸附在多孔砂芯上。[0103]目標二維材料微圖案的最小特征尺寸為5~10μm。[0104]S12)濾膜-掩模版吸附模塊2-1通過第二步進絲桿2-1-2驅(qū)動吸附調(diào)節(jié)單元2-1-4調(diào)整真空吸附單元2-1-5位置，吸附掩模版，并將掩模版放置在工作平臺。再控制機械臂1,通過第二步進絲桿2-1-2驅(qū)動吸附調(diào)節(jié)單元2-1-4調(diào)整真空吸附單元2-1-5位置，吸附濾膜。通過視覺識別模塊實時校準濾膜與真空吸附單元2-1-5的定位偏差，將濾膜平穩(wěn)放置在濾[0105]S2)基底親水處理球面目標基底(如玻璃、硅片或PDMS)經(jīng)氧等離子處理(如功率50W,時間45s)或紫外光處理(如波長254nm,時間15min),提升表面親水性，確保二維材料微圖案的良好附著。對球面基底進行均勻處理時，可采用旋轉(zhuǎn)臺來保證處理的均勻性。[0106]S3)濾膜翻轉(zhuǎn)切換模塊至翻轉(zhuǎn)模塊2-3,通過步進電機2-3-4、傳動軸2-3-3和陣列式真空吸盤2-3-2,吸附并翻轉(zhuǎn)濾膜。由于目標基底為球面，翻轉(zhuǎn)模塊需要額外支持球面曲面的適配，使得二維材料微圖案可以精確地朝下，定位于球面基底上。此時，機械臂通過調(diào)整，確保濾膜平穩(wěn)放置并與基底曲面充分接觸。[0107]S4)滾壓貼合S41)機械臂切換至滾壓模塊2-2,硅膠滾輪2-2-3(邵氏硬度20~40A)通過滾動軸承2-2-4(本實施例采用圓柱滾子軸承)與壓力傳感器2-2-2(量程0~50kPa,精度±0.1kPa)連[0108]S42)目標球面基底由工作平臺固定，為適應球面目標基底的曲率，機械臂沿球面曲率進行滾壓，壓力傳感器實時反饋壓力并動態(tài)調(diào)整滾壓力度(根據(jù)接觸點法線方向的變化，控制系統(tǒng)需調(diào)整施加的力以維持目標壓強，(如調(diào)整為10~40kPa,以確保貼合)。通過這種方式，二維材料微圖案能均勻貼合球面基底的曲面。[0109]壓力傳感器實時反饋壓力并動態(tài)調(diào)整滾壓力度的過程具體為：在上位機1-3中預設與目