[發(fā)明專利]一種周向大面積可調(diào)拉伸比薄膜自動拉伸實(shí)驗(yàn)裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811419056.5
• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN109342145A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李鐵風(fēng);陳祥平;張明琦;周方浩;曹許諾;張楨
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 上海精晟知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

一種周向大面積可調(diào)拉伸比薄膜自動拉伸實(shí)驗(yàn)裝置及方法，包括夾具、驅(qū)動裝置、鋁合金架臺、放膜裝置以及控制臺組成；其中，驅(qū)動裝置是由絲桿，步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器以及開關(guān)電源組成的，放膜裝置由放膜平臺和升降臺組成，使用時，將薄膜切割至一定尺寸大小后置于放膜平臺上，用夾具將膜夾好后啟動步進(jìn)電機(jī)，絲桿上的滑臺帶動夾具均勻向外拉伸，最終得到具有一定拉伸比且均勻性較好的薄膜。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于薄膜拉伸裝置，特別涉及到一種薄膜拉伸技術(shù)，具體涉及一種周向大面積可調(diào)拉伸比薄膜自動拉伸實(shí)驗(yàn)裝置及方法。

背景技術(shù)

薄膜拉伸裝置是將介電彈性聚合物的薄膜材料按一定尺寸裁剪后按所需要的拉伸比進(jìn)行拉伸的試驗(yàn)裝置，經(jīng)該拉伸裝置拉伸后的薄膜可供實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行驅(qū)動器制作以及材料拉伸后的力電性能測定等。

對薄膜拉伸裝置有幾點(diǎn)要求：1、薄膜拉伸盡量均勻，有利于后續(xù)試驗(yàn)；2、拉伸面積盡量大，提高材料的使用率；3、拉伸比例可以自由控制。

現(xiàn)有技術(shù)CN107271266A公開了一種薄膜拉伸裝置，該裝置主要采用驅(qū)動圓形運(yùn)動盤將其軸向運(yùn)動轉(zhuǎn)化為帶動四個滑塊的橫向運(yùn)動對薄膜進(jìn)行雙軸拉伸，薄膜拉伸各處應(yīng)變均勻性不好。

現(xiàn)有技術(shù)CN106896022A公開了一種測量精度高的模擬薄膜材料平面及曲面應(yīng)力松弛作用的試驗(yàn)裝置，該裝置可實(shí)現(xiàn)水平和垂直加卸載，通過拉力傳感器、人機(jī)對話系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水平兩個方向施加載荷，但拉伸方向不夠細(xì)膩，不能滿足某些特殊薄膜拉伸形狀需求，且需要位置傳感器、拉力傳感器等，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作復(fù)雜，不適合科研項目中的薄膜特殊拉伸需求。

現(xiàn)有技術(shù)CN106525585A中也是存在拉伸方向不夠細(xì)膩、結(jié)構(gòu)及控制復(fù)雜的問題。

當(dāng)前的適合特殊拉伸需求、能周向均勻細(xì)膩的拉伸薄膜的薄膜拉伸機(jī)構(gòu)還比較少，并存在元件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜操作復(fù)雜，要求高，且拉伸得不夠均勻，拉伸可用區(qū)域比例較小，浪費(fèi)材料，拉伸比例不能更改等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的薄膜拉伸不夠均勻，材料利用率不高，拉伸比例不能精確控制等缺陷，提出一種周向大面積可調(diào)拉伸比薄膜自動拉伸實(shí)驗(yàn)裝置及方法。

本發(fā)明的周向大面積可調(diào)拉伸比薄膜自動拉伸實(shí)驗(yàn)裝置，包括夾具、驅(qū)動裝置、鋁合金架臺、放膜裝置以及控制臺。

在鋁合金架臺上層板上對稱及等距離分布12套夾具及絲桿；夾具固定在絲桿的滑臺上。每個絲桿后端連接有步進(jìn)電機(jī)，12個相匹配的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器及3個開關(guān)電源則固定在鋁合金架臺的下層板上。通過控制臺可以控制滑臺前后移動對薄膜進(jìn)行拉伸。

鋁合金架臺上層板中心有一個正方形缺口，放置在升降臺上的放膜平臺可以通過缺口在升降臺的帶動下上下移動。

控制臺上有不同功能的按鈕，可以控制薄膜的拉伸比及絲桿上滑臺的運(yùn)動。

本發(fā)明的周向大面積可調(diào)拉伸比薄膜自動拉伸實(shí)驗(yàn)裝置的使用方法為：

S1、按一定尺寸裁剪好所要拉伸的薄膜試樣，將待拉伸的薄膜試樣放置在放膜平臺上，使所述薄膜試樣與不同方向上的夾具夾點(diǎn)邊界相貼合，通過夾具上的夾持裝置將薄膜試樣邊界上的12個夾點(diǎn)夾緊；

S2、之后將升降臺降低至一定的位置，根據(jù)所需要的拉伸比按下控制臺上的按鈕，運(yùn)行執(zhí)行程序，控制3個開關(guān)電源啟動，此時步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動絲桿旋轉(zhuǎn)，絲桿上的滑臺將按照執(zhí)行程序所設(shè)定的速度沿絲桿的導(dǎo)軌向外同步移動；

S3、當(dāng)薄膜試樣上的12個夾點(diǎn)在夾具的拉動下向個方向運(yùn)動拉伸到一定位置后停止，完成薄膜試樣的拉伸。

其中，步驟S2結(jié)束后，絲桿的結(jié)構(gòu)保持自鎖狀態(tài)，避免薄膜試樣進(jìn)行彈性恢復(fù)。