CN111238856B - 任意θ相位角下的电解铜箔旋切设备、电解铜箔旋切方法 - Google Patents

任意θ相位角下的电解铜箔旋切设备、电解铜箔旋切方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种任意θ相位角下的电解铜箔旋切设备、电解铜箔旋切方法；属于电解铜箔生产及品质分析领域；其技术要点：其包括：水平设置的弧形轨道，所述弧形轨道所对应的的相位角为θ角；支座；转动杆，所述转动杆的第一端转动支撑于支座上，且所述转动杆与所述支座通过竖向转动轴连接；所述竖向悬挂杆穿过所述通槽延伸在所述转动杆的下侧。本发明旨在提供一种任意θ相位角下的电解铜箔旋切设备、电解铜箔旋切方法，提高电解铜箔取样的通用性与便利性。

Description

任意θ相位角下的电解铜箔旋切设备、电解铜箔旋切方法
技术领域
本发明涉及一种电解铜箔生产及品质分析领域，更具体地说，尤其涉及一种任意θ相位角下的电解铜箔旋切设备、电解铜箔旋切方法。
背景技术
申请人在先申请“一种电解铜箔通用型取样机以及取样方法”，呈水平面设置的圆形轨道、半径定位系统、方位转动调节系统、取样系统；其中方位转动调节系统用来调节角度；半径定位系统用来调节位置；取样系统来调节具体取样的大小；该专利中采用了极坐标的思想，来移动取样系统。
然而，上述专利中提及“方位转动调节系统”不能进入到圆形轨道中，否则会有与竖向转动轴发生碰撞的可能性；且给出了若干设计要求。
但是，上述的研究是建立在圆形轨道上的。并且在转动角度为90°(需要垂直的两个条形孔)；申请人在研发过程中，始终存在疑问：伸缩杆的转动角度的边界在哪里，与哪些条件有关？
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种任意θ相位角下的电解铜箔旋切设备。
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种电解铜箔旋切方法。
本发明的技术方案是：
一种任意θ相位角下的电解铜箔旋切设备，包括：
水平设置的弧形轨道，所述弧形轨道所对应的的相位角为θ角；
支座；
转动杆，所述转动杆的第一端转动支撑于支座上，且所述转动杆与所述支座通过竖向转动轴连接；竖向转动轴的竖向中心线通过弧形轨道的圆心；所述转动杆的第二端设置在弧形轨道上；在所述转动杆的中部设置有通槽，所述通槽沿着转动杆的长度方向延伸；
还包括有：半径驱动装置、半径移动板、切刀组件；半径移动板设置在转动杆上且在半径驱动装置的带动下能够沿着转动杆的长度方向移动；
所述切刀组件包括竖向悬挂杆，竖向悬挂杆转动悬挂在半径移动板上；在竖向悬挂杆的下部设置有刀具；所述竖向悬挂杆穿过所述通槽延伸在所述转动杆的下侧。
进一步，还包括：转动杆转动系统；
转动杆转动系统包括：固定构件、转动杆调节伸缩杆；
所述转动杆调节伸缩杆分别与固定构件、转动杆铰接在一起；
转动杆调节伸缩杆与固定构件铰接点称为第一铰接点、转动杆调节伸缩杆与转动杆铰接点称为第二铰接点；
所述固定构件上固定设置有第一铰接板，所述转动杆上固定设置有第二铰接板；转动杆调节伸缩杆通过第一铰接板与固定构件铰接，转动杆调节伸缩杆通过第二铰接板与转动杆件铰接；
转动杆的长度大于弧形轨道的半径。
进一步，第一铰接点距离弧形轨道的圆心的距离为s，第二铰接点距离弧形轨道的圆心的距离为w，弧形轨道的半径为R；
s,w,R需要满足以下条件：
当θ≥90°时，满足下式：
Figure BDA0002365175880000021
当θ<90°时，则需要满足以下条件：
Figure BDA0002365175880000022
或
Figure BDA0002365175880000023
或
Figure BDA0002365175880000024
进一步，所述切刀组件还包括：切刀半径动力伸缩杆、切刀长度悬臂杆、上部刀杆、下部伸缩刀杆、切刀、固定板、移动板；
在切刀长度悬臂杆上设置有沿着杆长度方向的条形孔；上部刀杆、固定板与下部伸缩刀杆从上往下依次固定连接；
上部刀杆通过切刀长度悬臂杆上的条形孔且竖向设置；上部刀杆或者移动板与切刀半径动力伸缩杆连接，通过切刀半径动力伸缩杆使得上部刀杆沿着切刀长度悬臂杆杆长度方向移动；
在上部刀杆与下部伸缩刀杆之间设置有固定板，下部伸缩刀杆为可伸缩式，在下部伸缩刀杆的底部固接有切刀；
所述切刀半径动力伸缩杆、切刀长度悬臂杆的端部均与竖向悬挂杆连接。
进一步，在半径移动板的上方设置有电动机，电动机的输出轴设置有主动齿轮，在竖向悬挂杆的上方设置有从动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮啮合。
进一步，弧形轨道、支座采用柱子支撑或者悬吊杆支撑。
进一步，在转动杆的第二端下侧设置有球形万向轮，所述球形万向轮卡合在弧形轨道中。
进一步，半径驱动装置采用电动机-螺杆机构，在半径移动板内部设置有与螺杆相适配的螺纹，电动机带动螺杆转动时，半径移动板能够沿着转动杆的长度方向移动；
进一步，半径驱动装置为液压缸或者气缸。
一种电解铜箔的旋切方法，采用前述的电解铜箔旋切设备进行取样，步骤如下：
1)启动转动杆转动系统，通过转动杆转动系统中的转动杆调节伸缩杆的长度来驱动转动杆转动，进而到达预设的角度；
2)启动半径驱动装置，使得半径移动板移动到预设位置；
3)控制切刀半径动力伸缩杆，调节裁切刀取样的半径；
4)下部伸缩切刀杆伸长，使得裁切刀接触铜箔；
5)半径移动板的上方设置的电动机启动，竖向悬挂杆转动预设角度；将下部伸缩切刀杆收起，实现了裁切刀的弧度转动；
然后，重复步骤1～5。
进一步，竖向悬挂杆转动360°以上，能够旋切得到圆形铜箔。
本申请的有益效果在于：
(1)本申请的第一个发明点在于：给出了基于圆弧轨道的旋切设备；实施例1的设备特别适用于分切扇形形状的样本；而实施例二的设备适用于分切圆形、扇形的样本；当然，实施例2的设备也可用于分切其他形状的样本。
(2)本申请的第二个发明点在于：给出了s、w、θ必须要满足的关系，为设计提供依据；第一铰接点距离弧形轨道的圆心的距离为s，第二铰接点距离弧形轨道的圆心的距离为 w，弧形轨道的半径为R；
s，w，R需要满足以下条件：
当θ≥90°时，满足下式：
Figure BDA0002365175880000041
当θ<90°时，则需要满足以下条件：
Figure BDA0002365175880000042
或
Figure BDA0002365175880000043
或
Figure BDA0002365175880000044
也即，当θ在不同的范围内时，其所需要满足的条件并不相同。
(3)本申请提出了一种基于圆弧轨道的铜箔分切方式。
附图说明
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。
图1是实施例1的任意θ相位角下的电解铜箔旋切设备的设计示意图。
图2是实施例1的半径驱动装置5-1、半径移动板、与转动杆3的横向剖面设计示意图。
图3是实施例1的半径驱动装置5-1(电动机-螺杆)、半径移动板、与转动杆3的纵向设计图。
图4是实施例1的另外一种半径驱动装置(伸缩杆)的俯视图。
图5是θ>90°，分析“转动杆调节伸缩杆6-3不会与转动杆发生冲突”的理论设计图。
图6是θ<90°，分析“转动杆调节伸缩杆6-3不会与转动杆发生冲突”的第一种情形的理论设计图。
图7是θ<90°，分析“转动杆调节伸缩杆6-3不会与转动杆发生冲突”的第二种情形的理论设计图。
图8是θ1的示意图。
图9是竖向转动轴悬挂于半径移动板的设计图。
图10是实施例2的切刀组件的设计示意图。
图11是实施例1与实施例2的效果对比图。
具体实施方式
实施例1，参阅图1至图3所示，
一种任意θ相位角下的电解铜箔旋切设备，包括：水平设置的弧形轨道1，弧形轨道所对应的的相位角为θ角；
支座2，支座2为一横杆、且与水平设置的弧形轨道1处于同一水平面上；
弧形轨道1、支座2采用柱子支撑或者悬吊杆支撑；
转动杆3，转动杆的第一端转动支撑于支座2上，且转动杆3与支座2通过竖向转动轴连接；竖向转动轴的竖向中心线通过弧形轨道1的圆心；
转动杆的第二端设置在水平设置的弧形轨道1上，且在转动杆3的第二端下侧设置有球形万向轮，所述球形万向轮卡合在弧形轨道1中；
在转动杆3的中部设置有通槽3-1；
还包括有：半径驱动装置5-1、半径移动板5-2、切刀组件；半径移动板5-2沿着转动杆的长度方向移动，半径驱动装置5-1采用电动机-螺杆机构，在半径移动板5-2内部设置有与螺杆相适配的螺纹，电动机带动螺杆转动时，半径移动板5-2能够沿着转动杆的长度方向移动；当然，半径驱动装置5-1也可以像图4所述，采用液压缸或者气缸等伸缩杆。
其中，所述切刀组件包括竖向悬挂杆5-3，竖向悬挂杆5-3转动悬挂在半径移动板5-2上；在竖向悬挂杆5-3设置有刀具；竖向悬挂杆5-3穿过通槽3-1延伸在转动杆3的下侧；
还包括：转动杆转动系统6；转动杆转动系统6包括：固定构件、转动杆调节伸缩杆6-3；
所述转动杆调节伸缩杆6-3分别与固定构件、转动杆铰接在一起；
转动杆调节伸缩杆6-3与固定构件铰接点称为第一铰接点6-1、转动杆调节伸缩杆6-3与转动杆铰接点称为第二铰接点6-2；
所述固定构件上固定设置有第一铰接板，所述转动杆上固定设置有第二铰接板；转动杆调节伸缩杆6通过第一铰接板与固定构件铰接，转动杆调节伸缩杆6通过第二铰接板与转动杆件铰接。
铜箔、铝箔等材料经过弧形轨道1的下方(扇形的旋切区)。
第一铰接点6-1距离弧形轨道1的圆心的距离为s，第二铰接点6-2距离弧形轨道1的圆心的距离为w，弧形轨道1的半径为R；
在转动杆调节伸缩杆6-3驱动过程中，转动杆调节伸缩杆6-3不应该进入旋切区，否则，转动杆调节伸缩杆6-3会与转动杆发生冲突。
而为了满足“转动杆调节伸缩杆6-3不会与转动杆发生冲突”的条件，在设计时应当满足何种条件呢，这是本申请必须要解决的一个问题。
如图5所示，弧形轨道1对应的相位角为θ，即弧形轨道1的长度为：θR；
s，w，R需要满足以下条件：
Figure BDA0002365175880000061
如图5所示，第一铰接点6-1位于弧形轨道1的端部的半径延长线上，此时，能够满足最小的条件(也即，在θ、w已定时，s最小)。
为了求解
Figure BDA0002365175880000062
的变化情况：
设：
Figure BDA0002365175880000063
Figure BDA0002365175880000064
在θ>90°时，
Figure BDA0002365175880000065
恒大于0。
也即，在θ(大于90°时)、w已定时，s越大，
Figure BDA0002365175880000066
也越大。
另一方面，在提前知晓s、w、R的前提下，θ的最大角为：
Figure BDA0002365175880000071
根据附图6-7所示的情形：
当θ≥90°时，要求必须满足下式：
Figure BDA0002365175880000072
当θ<90°时，则需要满足以下条件：
Figure BDA0002365175880000073
或
Figure BDA0002365175880000074
或
Figure BDA0002365175880000081
当第一铰接点6-1不位于弧形轨道1的端部的半径延长线上，第一铰接点6-1-圆心的直线，与弧形轨道1的端部所形成的较大的一个相位角为θ1；
则要满足(前述公式中的θ换为θ1即可)：
Figure BDA0002365175880000082
当θ1≥90°时，要求必须满足下式：
Figure BDA0002365175880000083
当θ1<90°时，则需要满足以下条件：
Figure BDA0002365175880000084
或
Figure BDA0002365175880000085
或
Figure BDA0002365175880000086
实施例2：如图9所示，实施例1的设计是在竖向悬挂杆5-3的下方直接设置有刀具，其要切一个圆形的铜箔样本，需要：转动杆转动、半径移动板沿着转动杆移动，才可完成。
所述切刀组件还包括：切刀半径动力伸缩杆、切刀长度悬臂杆、上部刀杆、下部伸缩刀杆、切刀、固定板、移动板；
在切刀长度悬臂杆上设置有沿着杆长度方向的条形孔；上部刀杆、固定板与下部伸缩刀杆从上往下依次固定连接；
上部刀杆通过切刀长度悬臂杆上的条形孔且竖向设置；上部刀杆或者移动板与切刀半径动力伸缩杆连接，通过切刀半径动力伸缩杆使得上部刀杆沿着切刀长度悬臂杆杆长度方向移动(即调节取样的铜箔半径)；
在上部刀杆与下部伸缩刀杆之间设置有固定板，下部伸缩刀杆为可伸缩式，在下部伸缩刀杆的底部固接有切刀。
实施例2的设计比实施例1的好处在于：实施例1的旋切区如图11所示，实施例2的旋切区要比实施例1的范围大。
对应的，实施例2的设计还包括：所述切刀半径动力伸缩杆、切刀长度悬臂杆的端部均与竖向悬挂杆连接；在半径移动板的上方设置有电动机，电动机的输出轴设置有主动齿轮，在竖向悬挂杆的上方设置有从动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮啮合。
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (8)

1.一种任意θ相位角下的电解铜箔旋切设备，其特征在于，包括：
水平设置的弧形轨道，所述弧形轨道所对应的的相位角为θ角；
支座；
转动杆，所述转动杆的第一端转动支撑于支座上，且所述转动杆与所述支座通过竖向转动轴连接；竖向转动轴的竖向中心线通过弧形轨道的圆心；所述转动杆的第二端设置在弧形轨道上；在所述转动杆的中部设置有通槽，所述通槽沿着转动杆的长度方向延伸；
还包括有：半径驱动装置、半径移动板、切刀组件；半径移动板设置在转动杆上且在半径驱动装置的带动下能够沿着转动杆的长度方向移动；
所述切刀组件包括竖向悬挂杆，竖向悬挂杆转动悬挂在半径移动板上；在竖向悬挂杆的下部设置有切刀；所述竖向悬挂杆穿过所述通槽延伸在所述转动杆的下侧；
还包括：转动杆转动系统；
转动杆转动系统包括：固定构件、转动杆调节伸缩杆；
所述转动杆调节伸缩杆分别与固定构件、转动杆铰接在一起；
转动杆调节伸缩杆与固定构件铰接点称为第一铰接点、转动杆调节伸缩杆与转动杆铰接点称为第二铰接点；
所述固定构件上固定设置有第一铰接板，所述转动杆上固定设置有第二铰接板；转动杆调节伸缩杆通过第一铰接板与固定构件铰接，转动杆调节伸缩杆通过第二铰接板与转动杆件铰接；
转动杆的长度大于弧形轨道的半径；
第一铰接点距离弧形轨道的圆心的距离为s，第二铰接点距离弧形轨道的圆心的距离为w，弧形轨道的半径为R；
s,w,R需要满足以下条件：
当θ≥90°时，满足下式：
Figure FDA0002595785910000011
当θ<90°时，则需要满足以下条件：
Figure FDA0002595785910000012
或
Figure FDA0002595785910000021
或
Figure FDA0002595785910000022
。
2.如权利要求1所述的任意θ相位角下的电解铜箔旋切设备，其特征在于，所述切刀组件还包括：切刀半径动力伸缩杆、切刀长度悬臂杆、上部刀杆、下部伸缩刀杆、切刀、固定板、移动板；
在切刀长度悬臂杆上设置有沿着杆长度方向的条形孔；上部刀杆、固定板与下部伸缩刀杆从上往下依次固定连接；
上部刀杆通过切刀长度悬臂杆上的条形孔且竖向设置；上部刀杆或者移动板与切刀半径动力伸缩杆连接，通过切刀半径动力伸缩杆使得上部刀杆沿着切刀长度悬臂杆杆长度方向移动；
在上部刀杆与下部伸缩刀杆之间设置有固定板，下部伸缩刀杆为可伸缩式，在下部伸缩刀杆的底部固接有切刀；
所述切刀半径动力伸缩杆、切刀长度悬臂杆的端部均与竖向悬挂杆连接。
3.如权利要求2所述的任意θ相位角下的电解铜箔旋切设备，其特征在于，在半径移动板的上方设置有电动机，电动机的输出轴设置有主动齿轮，在竖向悬挂杆的上方设置有从动齿轮，所述主动齿轮与从动齿轮啮合。
4.如权利要求1所述的任意θ相位角下的电解铜箔旋切设备，其特征在于，弧形轨道、支座采用柱子支撑或者悬吊杆支撑。
5.如权利要求1所述的任意θ相位角下的电解铜箔旋切设备，其特征在于，在转动杆的第二端下侧设置有球形万向轮，所述球形万向轮卡合在弧形轨道中。
6.如权利要求1所述的任意θ相位角下的电解铜箔旋切设备，其特征在于，半径驱动装置采用电动机-螺杆机构，在半径移动板内部设置有与螺杆相适配的螺纹，电动机带动螺杆转动时，半径移动板能够沿着转动杆的长度方向移动。
7.一种电解铜箔的旋切方法，其特征在于，采用权利要求3所述的电解铜箔旋切设备进行取样，步骤如下：
1)启动转动杆转动系统，通过转动杆转动系统中的转动杆调节伸缩杆的长度来驱动转动杆转动，进而到达预设的角度；
2)启动半径驱动装置，使得半径移动板移动到预设位置；
3)控制切刀半径动力伸缩杆，调节裁切刀取样的半径；
4)下部伸缩切刀杆伸长，使得裁切刀接触铜箔；
5)半径移动板的上方设置的电动机启动，竖向悬挂杆转动预设角度；将下部伸缩切刀杆收起，实现了裁切刀的弧度转动；
然后，重复步骤1～5。
8.如权利要求7所述的一种电解铜箔的旋切方法，其特征在于，竖向悬挂杆转动360°以上，能够旋切得到圆形铜箔。
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