有效
介电弹性体薄膜多模式拉伸装置及拉伸方法
梁昊鹏、赵勇、吴文圣、都柄晓、霍森林
中国人民解放军国防科技大学
摘要
本发明公开了一种介电弹性体薄膜多模式拉伸装置及拉伸方法,介电弹性体薄膜多模式拉伸装置包括基座导轨、纯剪切拉伸模块、等双轴拉伸模块、单轴拉伸模块和薄膜固定模块,纯剪切拉伸模块、等双轴拉伸模块或单轴拉伸模块其中一个安装在基座导轨上,薄膜固定模块装配在纯剪切拉伸模块、等双轴拉伸模块或单轴拉伸模块其中一个上,单轴拉伸模块、纯剪切拉伸模块和等双轴拉伸模块均包含有薄膜剪切式拉伸组件,薄膜剪切式拉伸组件由剪式夹持单元连接而成,本发明通过薄膜剪式拉伸组件的设计,实现介电弹性体薄膜的有效夹持与均匀拉伸,并可精确控制薄膜拉伸倍数,通过更换不同的拉伸模块,可满足不同拉伸模式的需求。
1.一种介电弹性体薄膜多模式拉伸装置,其特征在于,所述介电弹性体薄膜多模式拉伸装置包括基座导轨、纯剪切拉伸模块、等双轴拉伸模块、单轴拉伸模块和薄膜固定模块,所述纯剪切拉伸模块、所述等双轴拉伸模块或所述单轴拉伸模块其中一个安装在所述基座导轨上,所述薄膜固定模块装配在所述纯剪切拉伸模块、所述等双轴拉伸模块或所述单轴拉伸模块其中一个上其中:所述基座导轨包括主导轨、两个主导轨支座、拉伸模块固定基座和拉伸模块活动基座,两个所述主导轨支座对称设置在所述主导轨两端,所述拉伸模块固定基座设置在其中一个所述主导轨基座上,所述拉伸模块活动基座设置在所述主导轨上;所述单轴拉伸模块、所述纯剪切拉伸模块和所述等双轴拉伸模块均包含有薄膜剪切式拉伸组件,所述薄膜剪切式拉伸组件由剪式夹持单元连接而成;所述剪式夹持单元包括销轴连杆、通孔连杆、定向导杆薄膜夹具、直插式薄膜夹头和两个固定插销,所述直插式薄膜夹头设置在所述定向导杆薄膜夹具一端,所述通孔连杆通过其中一个所述固定插销安装在所述定向导杆薄膜夹具上,所述销轴连杆通过另一个所述固定插销安装在所述定向导杆薄膜夹具上,所述销轴连杆中部与所述通孔连杆中部转轴连接。
2.根据权利要求1所述的所述介电弹性体薄膜多模式拉伸装置,其特征在于:所述定向导杆薄膜夹具上设置有滑槽,所述定向导杆薄膜夹具靠近所述滑槽一侧设置有安装孔,所述销轴连杆中部设置有旋转销轴,所述销轴连杆两端设置有连接销轴,所述通孔连杆中部设置有转轴通孔,所述通孔连杆两端设置有连接通孔,所述旋转销轴插入于所述转轴通孔内,所述旋转销轴与所述转轴通孔转轴连接,一端所述连接销轴穿过所述连接通孔通过所述固定插销固定连接,所述固定插销穿过所述滑槽与一端所述连接通孔滑动连接。
3.根据权利要求1所述的所述介电弹性体薄膜多模式拉伸装置,其特征在于:所述纯剪切拉伸模块包括两组薄膜剪切式拉伸组件、两个纯剪切模块连接器和两个薄膜纵向拉伸夹板,两个所述纯剪切模块连接器平行安装,两组所述薄膜剪切式拉伸组件对称安装在两个所述纯剪切模块连接器两端之间,两个所述薄膜纵向拉伸夹板通过螺栓分别安装在两个所述纯剪切模块连接器中部。
4.根据权利要求1所述的所述介电弹性体薄膜多模式拉伸装置,其特征在于,所述等双轴拉伸模块包括四组薄膜剪切式拉伸组件、两个第一纬向副导轨、两个第一双直角导向架、两个对角定向双直角导向架、对角副导轨和两个第一单双轴模块连接器,四组所述薄膜剪切式拉伸组件呈矩型设置,两个所述第一双直角导向架对角安装在四个所述薄膜剪切式拉伸组件其中两端,两个所述对角定向双直角导向架对角安装在四个所述薄膜剪切式拉伸组件另外两端,两个所述第一纬向副导轨对应横向安装在所述第一双直角导向架与所述对角定向双直角导向架底部,所述对角副导轨安装在两个所述对角定向双直角导向架底部,两个所述第一单双轴模块连接器分别安装在所述第一纬向副导轨底部。
5.根据权利要求4所述的介电弹性体薄膜多模式拉伸装置,其特征在于,所述第一双直角导向架底部匹配于所述第一纬向副导轨,所述第一双直角导向架均与所述第一纬向副导轨滑动连接,两个所述对角定向双直角导向架底部匹配于所述对角副导轨,一个所述对角定向双直角导向架与所述对角副导轨滑动连接,另一个所述对角定向双直角导向架与所述对角副导轨固定连接。
6.根据权利要求1所述的介电弹性体薄膜多模式拉伸装置,其特征在于,所述单轴拉伸模块包括两组薄膜剪切式拉伸组件、两个第二单双轴模块连接器、两个第二纬向副导轨和四个第二双直角导向架,两个所述第二纬向副导轨横向对应安装,四个所述第二双直角导向架分别安装在两个所述第二纬向副导轨上两侧,两组所述薄膜剪切式拉伸组件分别横向安装在所述第二双直角导向架之间,两个所述第二单双轴模块连接器分别安装在两个所述第二纬向副导轨一侧。
7.根据权利要求6所述的介电弹性体薄膜多模式拉伸装置,其特征在于,所述第二双直角导向架底部匹配于所述第二纬向副导轨,所述第二双直角导向架与所述第二纬向副导轨滑动连接。
8.根据权利要求1至7所述的介电弹性体薄膜多模式拉伸装置,其特征在于,所述纯剪切模块连接器、所述第一双直角导向架、所述对角定向双直角导向架和所述第二双直角导向架上均设有连接滑槽,所述纯剪切模块连接器、所述第一双直角导向架、所述对角定向双直角导向架和所述第二双直角导向架靠近所述连接滑槽一侧均设置有固定孔,用于连接所述薄膜剪切式拉伸组件;所述连接滑槽与所述滑槽平行且相等,所述固定孔与所述安装孔同直径,所述固定插销穿过所述固定孔与另一端所述连接通孔连接,另一端所述连接销轴穿过所述连接滑槽通过所述固定插销滑动连接。
9.根据权利要求1所述的介电弹性体薄膜多模式拉伸装置,其特征在于,所述拉伸模块固定基座和所述拉伸模块活动基座下侧均设置有长度确定卡槽,所述拉伸模块活动基座底部匹配于所述主导轨,所述拉伸模块活动基座与所述主导轨滑动连接。
10.一种利用根据权利要求1至9中任一项所述的介电弹性体薄膜多模式拉伸装置实施的拉伸方法,其特征在于,所述介电弹性体薄膜多模式拉伸方法包括:纯剪切模式拉伸:将纯剪切拉伸模块安装在基座导轨上,两个纯剪切模块连接器通过螺栓分别固定在拉伸模块固定基座和拉伸模块活动基座上,移动拉伸模块活动基座,使得长度确定卡槽间的间距与薄膜拉伸前的长度一致,并将薄膜的长度方向边缘通过薄膜纵向拉伸夹板固定在纯剪切模块连接器上,薄膜的宽度方向边缘通过直插式薄膜夹头固定在薄膜剪切式拉伸组件上,通过拉伸模块活动基座沿主导轨移动进行拉伸,并根据长度确定卡槽确定薄膜拉伸后的长度,最后通过薄膜固定模块对拉伸后的薄膜固定并取下;等双轴模式拉伸:将等双轴拉伸模块安装在基座导轨上,靠近对角定向双直角导向架固定一端的第一单双轴模块连接器通过螺栓固定在拉伸模块固定基座上,靠近对角定向双直角导向架滑动一端的第一单双轴模块连接器通过螺栓固定在拉伸模块活动基座上,移动拉伸模块活动基座,使得长度确定卡槽间的间距与薄膜拉伸前的长度相等,将薄膜的各边缘分别通过直插式薄膜夹头固定在四组薄膜剪切式拉伸组件上,通过拉伸模块活动基座沿主导轨移动,对角定向双直角导向架滑动一端沿对角副导轨移动,第一双直角导向架对向沿第一纬向副导轨移动,并根据长度确定卡槽确定薄膜拉伸后的长度,将薄膜拉伸至所需倍数,最后通过薄膜固定模块对拉伸后的薄膜进行固定并取下;单轴模式拉伸:将两个第二单双轴模块连接器通过螺栓分别固定在拉伸模块固定基座和拉伸模块活动基座上,沿主导轨移动拉伸模块活动基座,使长度确定卡槽间的间距与薄膜拉伸前的长度一致,调整第二双直角导向架在第二纬向副导轨上的位置使薄膜剪切式拉伸组件上的直插式薄膜夹头可完整夹持薄膜的边缘,随后沿主导轨移动拉伸模块活动基座,薄膜的长度方向得到拉伸,薄膜的宽度方向随薄膜内在张力收缩,薄膜剪切式拉伸组件随之收缩,确保薄膜获得均匀变形;根据长度确定卡槽确定薄膜拉伸后的长度,将薄膜拉伸至所需倍数,最后通过薄膜固定模块对拉伸后的薄膜进行固定并取下。



