CN109406395A - 一种薄膜与基体结合力步进电机驱动钢丝传动测量装置 - Google Patents

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马毅
黄先伟
宋宇轩
张泰华
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Abstract

本发明公开了一种薄膜与基体结合力步进电机驱动钢丝传动测量装置，包括电机驱动装置与结合力测定装置；所述步进电机驱动装置包括中空圆柱形支撑套筒、设置在中空圆柱形支撑套筒上方的盖板、设置在盖板上的金属滚轮支撑架及设置在盖板上且位于金属滚轮支撑架一侧的步进电机及其控制器，所述金属滚轮支撑架上安装有第二滚轮，所述步进电机及其控制器的转轴上固定连接有第一滚轮，所述第一滚轮上绕设有钢丝绳；所述薄膜结合力测定装置包括吊环、设置在吊环底部的拉力传感器、设置在拉力传感器下端的连杆及设置在连杆的下端的可拆卸的金属块；本发明的有益效果：本发明设计巧妙，结构合理，安全牢固，使用方便。

Description

一种薄膜与基体结合力步进电机驱动钢丝传动测量装置
技术领域
本发明属于薄膜与基体结合力测量领域，具体涉及一种薄膜与基体结合力步进电机驱动钢丝传动测量装置。
背景技术
目前，各式各样的具有优秀力学性能薄膜在石油、化工、制药、电子等生产领域具有广泛的应用前景。薄膜大都是附着在各种基体上，薄膜与基体结合质量的好坏会对薄膜性能的发挥产生重要的影响，附着性不好的薄膜无法使用。通常来说，高校与相关研究院大多利用机械手段测量薄膜结合力，即在薄膜表面黏上规则金属块，将金属块与拉伸试验机相连接，进行单轴拉伸。利用薄膜完全分离基底时的载荷和接触面积来计算薄膜结合力。但是拉伸试验机通常比较笨重，不能随身携带，并且拉伸试验机操作繁琐，极大的影响试验效率。因此如何精确地、快速地、操作简便地测量薄膜与基体的结合力，已经成为影响薄膜研发领域的关键难题。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种薄膜与基体结合力步进电机驱动钢丝传动测量装置，以实现随时随地地、高精度地测量薄膜与基体的结合力。
本发明采用以下技术方案:
一种薄膜与基体结合力步进电机驱动钢丝传动测量装置，其特征在于，包括步进电机驱动装置及薄膜结合力测定装置；所述步进电机驱动装置包括中空圆柱形支撑套筒、设置在中空圆柱形支撑套筒上方的盖板、设置在盖板上的金属滚轮支撑架及设置在盖板上且位于金属滚轮支撑架一侧的步进电机及其控制器，所述金属滚轮支撑架上安装有第二滚轮，所述步进电机及其控制器的转轴上固定连接有第一滚轮，所述第一滚轮上绕设有钢丝绳；所述薄膜结合力测定装置包括吊环、设置在吊环底部的拉力传感器、设置在拉力传感器下端的连杆及设置在连杆的下端的可拆卸的金属块；所述钢丝绳从第二滚轮上方绕过，并与吊环固定连接。
所述的一种薄膜与基体结合力步进电机驱动钢丝传动测量装置，其特征在于，所述中空圆柱形支撑套筒的一侧中部固定连接有便携式金属手柄，且便携式金属手柄中部设有防滑橡胶套。
所述的一种薄膜与基体结合力步进电机驱动钢丝传动测量装置，其特征在于，所述中空圆柱形支撑套筒外侧设有小型传感器显示屏，所述拉力传感器的输出信号线与小型传感器显示屏电路连接。
本发明的有益效果：该装置设计巧妙，结构合理，安全牢固，使用方便。应用本装置测量薄膜与基体的结合力，大幅简化了测试过程，减少测试时间，提高了测量的效率，保证了测量的薄膜与基体的结合力的稳定性与精确性，对薄膜的研究领域具有重要的意义。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中：1-第一滚轮，2-步进电机及其控制器，3-盖板，4-便携式金属把手，5-防滑橡胶套，6-中空圆柱形支撑套筒，7-薄膜，8-基体，9-粘合剂，10-可拆卸金属块，11-连杆，12-小型传感器显示屏，13-拉力传感器，14-吊环，15-钢丝绳，16-金属支撑架，17-第二滚轮。
具体实施方案
以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的描述：
如图1所示，一种薄膜与基体结合力步进电机驱动钢丝传动测量装置包括第一滚轮1、步进电机及其控制器2、盖板3、便携式金属把手4、防滑橡胶套5、中空圆柱形支撑套筒6、薄膜7、基体8、粘合剂9、可拆卸金属块10、连杆11、小型传感器显示屏12、拉力传感器13、吊环14、钢丝绳15、金属支撑架16及第二滚轮17。
薄膜与基体结合力步进电机驱动测量装置，包括步进电机驱动装置及薄膜结合力测定装置；
步进电机驱动装置包括中空圆柱形支撑套筒6，中空圆柱形支撑套筒6上方有盖板3，盖板3上固定连接有金属滚轮支撑架16、步进电机及其控制器2，金属滚轮支撑架16上安装有第二滚轮17。步进电机2转轴上装有第一滚轮1，第一滚轮1上卷绕着钢丝绳15，钢丝绳15还绕过第二滚轮17，最后连接在吊环14上。在中空圆柱形支撑套筒6的一侧中部连接有便携式金属手柄4，在便携式金属手柄4中部固定连接有防滑橡胶套5。
薄膜结合力测定装置包括吊环14，吊环14安装在拉力传感器13的上端，拉力传感器13的下端连接有连杆11，连杆的下端固定连接有可拆卸的金属块10，拉力传感器13的输出信号线与小型传感器显示屏12固定连接。
工作过程：
首先在薄膜7上用金刚石刀片划处一个待测区域，且该待测区域与可拆卸的金属块10底面尺寸相同；将可拆卸的金属块10的下表面均匀涂上粘合剂9，将其与已经镀好的薄膜的试样（包括基体8和薄膜7）的薄膜一侧粘合在一起，等待粘合剂9的粘合效果达到最佳后。利用便携式金属手柄4将中空圆柱形支撑套筒6放置在薄膜表面，同时保持圆柱形支撑套筒6与试样上表面的法向方向平行，然后将盖板3放置在中空圆柱形套筒6的上面，并且保持盖板3与薄膜表面平行。随后打开步进电机控制器使第一滚轮1转动，第一滚轮1恰好拉直钢丝绳15，随后调整盖板3的位置，保证与吊环14连接的钢丝绳15与连杆的轴线重合。然后打开步进电机控制器2，吊环14受到垂直向上的拉力缓慢向上运动，此时拉力传感器13会将即时的薄膜与基体的载荷数值传输到小型传感器显示屏12上。等到待测区域的薄膜7从基体8上脱落的时候停止步进电机控制器2，并记录下来小型传感器显示屏12显示的载荷。最后利用记录的薄膜完全分离基体时的载荷和可拆卸金属块10与薄膜7的接触面积来计算薄膜结合性。
结合性可用以上公式计算，其中l为薄膜与基体的结合性指数，F为小型传感器显示屏记录的最大数值，m为拉力传感器下方连杆和规则金属块的总质量，s为检测区域面积。

Claims (3)

1.一种薄膜与基体结合力步进电机驱动钢丝传动测量装置，其特征在于，包括步进电机驱动装置及薄膜结合力测定装置；所述步进电机驱动装置包括中空圆柱形支撑套筒（6）、设置在中空圆柱形支撑套筒（6）上方的盖板（3）、设置在盖板（3）上的金属滚轮支撑架（16）及设置在盖板（3）上且位于金属滚轮支撑架（16）一侧的步进电机及其控制器（2），所述金属滚轮支撑架（16）上安装有第二滚轮（17），所述步进电机及其控制器（2）的转轴上固定连接有第一滚轮（1），所述第一滚轮（1）上绕设有钢丝绳（15）；所述薄膜结合力测定装置包括吊环（14）、设置在吊环（14）底部的拉力传感器（13）、设置在拉力传感器（13）下端的连杆（11）及设置在连杆（11）的下端的可拆卸的金属块（10）；所述钢丝绳（15）从第二滚轮（17）上方绕过，并与吊环（14）固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种薄膜与基体结合力步进电机驱动钢丝传动测量装置，其特征在于，所述中空圆柱形支撑套筒（6）的一侧中部固定连接有便携式金属手柄（4），且便携式金属手柄（4）中部设有防滑橡胶套（5）。
3.根据权利要求1所述的一种薄膜与基体结合力步进电机驱动钢丝传动测量装置，其特征在于，所述中空圆柱形支撑套筒（6）外侧设有小型传感器显示屏（12），所述拉力传感器（13）的输出信号线与小型传感器显示屏（12）电路连接。
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