CN109366388B - 夹持模组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种夹持模组，包括底座、安装在所述底座上的支架、安装在所述支架上的安装座、安装在所述安装座内的夹持电机及连接所述夹持电机的夹持臂；所述支架设置在所述底座的中心上，所述底座内安装有连接所述支架的转动机构，所述转动机构用于驱动所述支架以自中心进行转动，并控制所述夹持臂的工作角度。使用时，夹持臂夹持碳纳米管纤维原丝，并通过转动机构使碳纳米管纤维原丝可旋转多个角度，方便碳纳米管纤维原丝的多角度加工，加工过程中碳纳米管纤维原丝可保持原本的丝状不断裂，为加工碳纳米管纤维原丝提供了便利性和可操作性。

Description

夹持模组
本申请是申请人为“深圳烯湾科技有限公司”、申请日为2018年09月28日、申请号为201811135870.4、发明名称为“封装碳纳米管纤维原丝的方法与装置”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及纳米材料生产设备技术领域，特别是涉及针对纤维状纳米材料的夹持模组。
背景技术
碳纳米管是一种管状的碳分子，管上每个碳原子采取sp2杂化，相互之间以碳-碳σ键结合起来，形成由六边形组成的蜂窝状结构作为碳纳米管的骨架，每个碳原子上未参与杂化的p电子相互之间形成跨越整个碳纳米管的共轭π电子云。管径方向尺度为纳米量级，而在轴向尺度则可达数百微米至厘米量级。碳纳米管表现为典型的一维量子材料，具有许多异常优越的力学、电学和化学性能。
碳纳米管具有可纺性。将千千万万根碳纳米管拧在一起，可以形成丝状的碳纳米管纤维。碳纳米管纤维不仅力学性能超过碳纤维，而且合成、拉制过程简单，能源消耗量及成本低，因此有望在未来取代碳纤维作为次世代的力学增强材料。
然而，碳纳米管纤维的原丝(一级纺丝)由于其直径仍处于纳米或微米尺度，使得其整体承受外力的能力有限。同时碳纳米管纤维的原丝依然具有极高的表面能，极易粘连于其他物质表面。此特性大大削减了碳纳米管原丝的利用性和可操作性，同时影响了将原丝纺织成成品纤维的加工便利性。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种夹持模组，其可夹持碳纳米管纤维原丝，使得碳纳米管纤维原丝的长度方向能够与夹持模组的长度方向保持平行，同时能够方便碳纳米管纤维原丝的多角度加工。
一种夹持模组，应用于加工碳纳米管纤维原丝，夹持模组包括底座、安装在所述底座上的支架、安装在所述支架上的安装座、安装在所述安装座内的夹持电机及连接所述夹持电机的夹持臂；所述支架设置在所述底座的中心上，所述底座内安装有连接所述支架的转动机构，所述转动机构用于驱动所述支架以自中心进行转动，并控制所述夹持臂的工作角度。
上述夹持模组，使用时，夹持臂夹持碳纳米管纤维原丝，并通过转动机构使夹持臂的长度方向与碳纳米管纤维原丝的长度方向平行，方便碳纳米管纤维原丝进行后续各种加工，并保证加工过程中碳纳米管纤维原丝不断裂，为加工碳纳米管纤维原丝提供了便利性和可操作性。
在其中一个实施例中，支架的转动角度为0°～180°。
在其中一个实施例中，夹持臂的数量为一对，所述夹持臂上可拆卸地安装有所述封装端子，所述封装端子包括相互镜面对称的上部和下部，所述上部和下部分别活动连接一对所述夹持臂。
在其中一个实施例中，封装端子的内表面具有夹持部收纳部，所述夹持部收纳部中具有弹性件及连接弹性件的夹持部，所述夹持部用于夹持所述碳纳米管纤维原丝。
在其中一个实施例中，夹持部自所述封装端子的内表面向外凸出设置。
在其中一个实施例中，夹持部的一个侧面处在所述封装端子的自对称中心面上，所述夹持部的另一个侧面向外部延伸。
在其中一个实施例中，弹性件为弹簧。
在其中一个实施例中，封装端子的上部和下部相向两面的表面涂有经加热后可以粘合的表面材料。
在其中一个实施例中，封装端子的材质为热导体材料。
在其中一个实施例中，安装座内设置有加热器，用于产生热量，并通过所述夹持臂传导至所述封装端子。
附图说明
图1为本发明所涉封装碳纳米管纤维原丝的装置的夹持机构的俯视图。
图2为夹持机构中夹持模组的结构图。
图3为图2所示夹持模组的转动示意图。
图4为所述封装端子安装于安装座中的结构示意图。
图5-7为所述封装端子对碳纳米管纤维原丝进行夹取时，封装端子形态变化的示意图。
图8-9为所述封装端子对碳纳米管纤维原丝进行夹取的过程示意图。其中，图8(a)，图8(b)，图9(a)，图9(b)为侧视图，图8(c)及图9(c)为俯视图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。但是，本发明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发明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发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明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，不是旨在于限制本发明。
请参阅图1至图9，为本发明一较佳实施例的夹持模组23，应用于夹持机构20，用于夹取碳纳米管纤维原丝并对其进行封装。如图1所示，所述夹持机构20包括一对平行导轨21及安装在平行导轨21上的滑动导轨22，夹持模组23安装在滑动导轨22上。工作时，滑动导轨22可在平行导轨21上移动，夹持模组23在滑动导轨22上移动，以将夹持模组23移动至适当位置夹取碳纳米管纤维原丝。
如图2所示，夹持模组23包括底座231、安装在底座231上的支架232、安装在支架232上的安装座233、安装在安装座233内的夹持电机(未示出)及连接夹持电机的夹持臂234。底座231安装在滑动导轨22上，且可沿滑动导轨22移动，底座231的移动方向与平行导轨21的延伸方向垂直。支架232设置在底座231的中心上，支架232大致呈柱状。底座231内安装有连接支架232的转动机构(未示出)，转动机构可驱动支架232以自中心进行转动，转动的角度为0°～180°，可以精准地控制夹持臂234的工作角度。
安装座233固定在支架232上，工作时，安装座233中的夹持电机驱动夹持臂234做夹取运动。夹持臂234为中空柱状设置，夹持臂234的数量为一对，夹持臂234上可拆卸地安装有封装端子235，封装端子235作为碳纳米管导线的两端，封装端子235具有上部235a和下部235b，上部235a和下部235b可分别自由拔插在一对夹持臂234上，便于后续生产时封装端子235与碳纳米管纤维原丝连接后容易从夹持臂234上取出。封装端子235的材质为热的良好导体。在其中一个实施例中，封装端子235的上部235a和下部235b的内表面具有夹持部收纳部236，所述夹持部收纳部236中具有弹性件(未示出)及连接弹性件的夹持部237，弹性件为弹簧等弹性物体，夹持部237用于夹持碳纳米管纤维原丝，与原丝直接接触并对其施加压力。夹持部237自封装端子235的内表面向外凸出设置。如图6及图7所示，工作时，当一对夹持臂234对封装端子235施加第一压力F1时，会使夹持部237夹紧碳纳米管纤维原丝，但不会将夹持部237压入封装端子235的夹持部收纳部236内；当夹持臂234对封装端子235施加第二压力F2时，会将夹持部237压入封装端子235的夹持部收纳部236内，使压入后的夹持部237的外表面与封装端子235的内表面处于同一个水平面上。其中，第二压力F2大于第一压力F1。需要指出的是，图示所述各部件的形状仅是概念性的，而非对各部件的实际形状进行限定。
如图8及图9所示，夹持部237的一个侧面处在封装端子235的自对称中心面上，另一个侧面则向外部延伸，其中，靠近拉伸碳纳米管纤维原丝的拉伸装置400一端的封装端子235上的夹持部237向远离碳纳米管纤维原丝延伸方向延伸；在其中一个实施例中，夹持部237的一个侧面可以不位于封装端子235的自对称中心面上，而位于更靠近拉伸装置400一端的方向，但不会越过封装端子235的自对称中心面。靠近碳纳米管纤维原丝固定部ST一端的封装端子235的夹持部237向靠近固定部ST一端的方向延伸。在其中一个实施例中，夹持部237的一个侧面可以不位于封装端子235的自对称中心面上，而位于更靠近固定部ST一端的方向上，但不会越过封装端子235的自对称中心面。在其中一个实施例中，封装端子235的上部235a和下部235b相向两面的表面涂有经加热后可以粘合的表面材料。
在一个实施例中，安装座233内设置有加热器，可产生热量，通过夹持臂234传导至封装端子235。在一个实施例中，夹持臂234及封装端子235都是良好的热导体。
一个实施例中，夹持模组23的数量为两个，分别安装于夹持机构20的两侧滑动导轨22上，可分别夹取碳纳米管纤维原丝的两端，也可同时加工碳纳米管纤维原丝的两端，提高加工效率。
夹持模组23在对碳纳米管纤维原丝进行封装的作用如下：如图8所示，碳纳米管纤维原丝由拉伸装置400拉出，首先夹持机构20移动靠近拉伸装置400一侧的滑动导轨22，使其接近拉伸装置400；之后，移动靠近拉伸装置400一侧的滑动导轨22上的夹持模组23，使其接近碳纳米管纤维原丝，如图8(a)所示。之后对夹持臂234施加大小为F1的压力，使得其中的封装端子235夹持住碳纳米管纤维原丝，如图8(b)所示。接着，保持夹持的状态移动滑动导轨22上的夹持模组23，使其回到滑动导轨22上移动前的位置处。
如图9(a)所示，夹持机构20移动靠近固定装置ST一侧的滑动导轨22，使其接近固定装置ST；之后，移动靠近固定装置ST一侧的滑动导轨22上的夹持模组23，使其接近碳纳米管纤维原丝；之后对夹持臂234施加大小为F1的压力，使得其中的封装端子235夹持住碳纳米管纤维原丝，如图9(b)所示。接着，保持夹持的状态移动滑动导轨22上的夹持模组23，使其回到滑动导轨22上移动前的位置处。
待两端的夹持模组23都回到夹持前的位置后，如图8(b)及图8(c)所示，靠近拉伸装置400一侧的夹持模组23沿箭头所示方向自转90°；之后如图9(b)及图9(c)所示，靠近固定装置ST一侧的夹持模组23沿箭头所示方向自转90°。之后通过检测器29来判断碳纳米管纤维原丝此时的位置，利用所获得的位置来调整一对滑动导轨22的相对位置，以使之间的碳纳米管纤维原丝被拉伸至水平状，与平行导轨相平行。最后，分别对一对夹持臂234施加F2以上的力，使得夹持部237被完全压入至夹持部收纳部236的内部。
完成上述步骤后，可选择地，驱动涂层装置，按照一侧的封装端子→封装端子与碳纳米管纤维原丝接合处→碳纳米管纤维原丝→另一侧的封装端子与碳纳米管纤维原丝接合处→另一侧的封装端子的顺序，将表面覆盖上包覆涂层液；可选择地，在涂层后，利用安装在安装座233中加热器对整个被封装的碳纳米管纤维原丝进行加热，促进涂层液干燥和硬化。待整个涂层状态稳定后，完成整个封装过程。
夹持模组23在封装的过程中主要用于夹持碳纳米管纤维原丝，并将封装端子235紧密连接于碳纳米管纤维原丝上，并且安装座233可对碳纳米管纤维原丝进行加热促进涂层液的干燥和硬化，提高了碳纳米管纤维原丝的加工便利性。
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发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种夹持模组，应用于加工碳纳米管纤维原丝，其特征在于，所述夹持模组包括底座、安装在所述底座上的支架、安装在所述支架上的安装座、安装在所述安装座内的夹持电机及连接所述夹持电机的夹持臂；所述支架设置在所述底座的中心上，所述底座内安装有连接所述支架的转动机构，所述转动机构用于驱动所述支架以自中心进行转动，并控制所述夹持臂的工作角度；所述夹持臂的数量为一对，所述夹持臂上可拆卸地安装有封装端子，所述封装端子包括相互镜面对称的上部和下部，所述上部和下部分别活动连接一对所述夹持臂；所述封装端子的内表面具有夹持部收纳部，所述夹持部收纳部中具有弹性件及连接弹性件的夹持部，所述夹持部用于夹持所述碳纳米管纤维原丝；所述封装端子的上部和下部相向两面的表面涂有经加热后可以粘合的表面材料。
2.根据权利要求1所述的夹持模组，其特征在于，所述支架的转动角度为0°～180°。
3.根据权利要求1所述的夹持模组，其特征在于，所述夹持部自所述封装端子的内表面向外凸出设置。
4.根据权利要求3所述的夹持模组，其特征在于，所述夹持部的一个侧面处在所述封装端子的自对称中心面上，所述夹持部的另一个侧面向外部延伸。
5.根据权利要求1所述的夹持模组，其特征在于，所述弹性件为弹簧。
6.根据权利要求1所述的夹持模组，其特征在于，所述封装端子的材质为热导体材料。
7.根据权利要求1所述的夹持模组，其特征在于，所述安装座内设置有加热器，用于产生热量，并通过所述夹持臂传导至所述封装端子。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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