CN117359897A - 利用碳纳米管制备片材的装置及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及粉状材料制片技术领域，尤其涉及利用碳纳米管制备片材的装置及其控制系统。提出如下技术方案：包括机体与套设其外侧的加热器，所述机体的一侧上端连接有上料机构，所述机体的另一端连接有挤塑模头，机体的内部设置有螺旋送料杆，所述机体的下方通过一对支板转动连接有一对丝杠，两个往复推动机构的上端分别连接有输料板a与输料板b；其中一个支板的侧面设置有辅助升降组件，在两个往复推动机构的配合驱动下，使输料板a与输料板b上下交错传动。本发明在挤出片材后能够对片材牵引输送，且能够等距切断，在输料板a与输料板b的配合下能够将切断的片材及时推出料槽，显著地提高了对片材处理的效率。

Description

利用碳纳米管制备片材的装置及其控制系统

技术领域

本发明涉及粉状材料制片技术领域，尤其涉及利用碳纳米管制备片材的装置及其控制系统。

背景技术

碳纳米管是一种新型材料，具有良好的力学性能，碳纳米管是目前可制备出的具有最高比强度的材料，将其他工程材料为基体与碳纳米管制成复合材料，可使复合材料具有良好的强度、弹性、抗疲劳性，能给复合材料带来极大的改善。除此之外碳纳米管材料还具有良好的导电性能，广泛应用于半导体转运器件的制造。

碳纳米管与芯片结合使用的时候，会将碳纳米管与高分子材料复合制备成片状，然后与芯片结合使用，能够解决芯片在转运过程中外界电荷的影响。碳纳米管在制备片材的时候，会使用加工设备以其为原料与粘接剂、高分子材料等辅助材料混合，加热熔融，然后通过挤塑机挤出制得片状，现有的加工设备在挤出后，不能同步对片状材料导向牵引，且不能及时等距切断，增加了后续加工的步骤，效率低。为此，本申请提出利用碳纳米管制备片材的装置及其控制系统。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术中存在的问题，提出利用碳纳米管制备片材的装置及其控制系统。

本发明的技术方案：利用碳纳米管制备片材的装置，包括机体与套设其外侧的加热器，所述机体的一侧上端连接有上料机构，所述机体的另一端连接有挤塑模头，机体的内部设置有螺旋送料杆，所述机体的下方通过一对支板转动连接有一对丝杠，两个丝杠的端部互相远离的一侧分别传动设置有往复推动机构，两个往复推动机构的上端分别连接有输料板a与输料板b；

其中一个支板的侧面设置有辅助升降组件，在两个往复推动机构的配合驱动下，使输料板a与输料板b上下交错传动，所述机体的一端设置有与输料板a或输料板b顶起配合驱动的切料组件，等距切断挤出的片材；所述上料机构包括搅拌轴，所述搅拌轴转动通过传动机构带动螺旋送料杆与两个丝杠转动，搅拌轴通过伺服电机驱动。

优选的，两个往复推动机构包括分别套设在两个丝杠外侧的传动块，两个传动块相对设置，且两个传动块的上表面均固定连接有支柱，两个支柱的上端分别安装有液压伸缩杆一和液压伸缩杆二，液压伸缩杆一和液压伸缩杆二的上端分别通过连接块与输料板a、输料板b固定连接；

其中一个支板的侧面固定连接有一对导向杆，两个导向杆分别滑动贯穿两个传动块，对传动块支撑导向。

优选的，两个支柱的上端互相远离的一侧均固定连接有矩形块，两个连接块的下表面均固定连接有分别滑动贯穿两个矩形块的支撑杆。

优选的，所述输料板a与输料板b同向互相远离的一侧均固定连接有L形支杆，两个L形支杆的下端均固定连接有分别与两个支柱滑动连接的托杆，对输料板a与输料板b平稳支撑。

优选的，所述辅助升降组件包括固定连接在其中一个支板侧面的两个条板，两个条板之间连接有平衡杆，且两个条板的同一侧面均开设有回形槽，两个回形槽的右上角均设置有触碰传感器一，两个触碰传感器一的左下角均设置有触碰传感器二；

所述液压伸缩杆一与液压伸缩杆二的伸缩端侧面均固定连接有分别滑动连接在两个回形槽内的导向触杆。

优选的，所述切料组件包括固定连接在机体侧面的U形支撑板，U形支撑板远离机体的一端贯穿滑动插接有刀片，刀片位于输料板a与输料板b错开交界处，所述刀片的上端两侧均固定连接有耳块，所述U形支撑板的上端安装有一对电动伸缩杆，两个电动伸缩杆的伸缩端分别与两个耳块固定连接；

所述U形支撑板的下表面设置有一对触碰开关，两个L形支杆的侧面均通过凸块连接有触碰杆。

优选的，所述上料机构包括混料桶，混料桶与机体通过下料管连通，所述混料桶的上端通过一对矩形板连接有托板，伺服电机安装在托板的上端，伺服电机的输出轴与搅拌轴固定连接，所述混料桶的上端连接有一对贯穿托板的进料斗。

优选的，所述传动机构包括贯穿转动连接在其中一个矩形板上的传动轴，传动轴的一端与搅拌轴的外壁均固定套设有互相啮合传动的锥齿轮，螺旋送料杆的一端固定连接有延伸至外部的转动杆，转动杆与传动轴之间通过带轮组件一传动连接，两个支板之间转动连接有传动杆，转动杆与传动杆通过带轮组件二传动连接；

两个丝杠与传动杆的外壁均固定套设有齿轮，相邻两个齿轮啮合传动。

优选的，所述输料板a与输料板b的上端均开设有料槽，且输料板a与输料板b的底端均固定连接有凸板。

利用碳纳米管制备片材的控制系统，应用于上述利用碳纳米管制备片材的装置，还包括安装在其中一个支板上的控制器，所述触碰传感器一与触碰传感器二的输出端与控制器的输入端电性连接，所述控制器的输出端与液压伸缩杆一、液压伸缩杆二的输入端电性连接；

触碰开关的输出端与控制器的输入端电性连接，控制器的输出端与电动伸缩杆电性连接，当触碰杆与触碰开关触碰时，通过控制器控制电动伸缩杆完成缩、伸动作，将片材切断；控制器的输出端还与加热器、伺服电机电性连接。

本发明与现有技术相比，具有如下有益的技术效果：

本申请通过在出料口的一侧设置输料板a与输料板b，输料板a与输料板b在两组往复推动机构以及辅助升降组件的配合驱动下，能够往复完成输送升降工作，可以对挤出的片材导向输料，提高了制备片材的质量，且提升了加工效率；

通过在输料板a、输料板b交界处的上方设置刀片，当输料板a或输料板b靠近机体移动后上升时，可以带动对应的触碰杆上升触碰触碰开关，及时驱动两个电动伸缩杆，使刀片完成切割动作，能够等距完成切料；

由于输料板a与输料板b是上下交错设置，在输料板a与输料板b相对移动的时候，位于上方的凸板能够将下方料槽内切断的物料向外推出，配合完成卸料的工作。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是图1中两个往复推动机构与输料板a、输料板b的连接结构示意图；

图3是图1中辅助升降组件的结构示意图；

图4是图2中A处放大结构示意图；

图5是图1中切料组件的结构示意图；

图6是图1中混料桶的结构示意图；

图7是本发明中输料板a的结构示意图；

图8是本发明的控制系统原理图。

附图标记：1、机体；2、加热器；

3、上料机构；31、矩形板；32、托板；33、进料斗；34、下料管；35、搅拌轴；36、伺服电机；37、混料桶；

4、传动机构；41、传动轴；42、锥齿轮；43、带轮组件一；44、带轮组件二；45、转动杆；46、传动杆；47、齿轮；

5、丝杠；

6、往复推动机构；61、传动块；62、支柱；63、液压伸缩杆一；64、连接块；65、导向杆；66、液压伸缩杆二；

7、辅助升降组件；71、条板；72、回形槽；73、导向触杆；74、触碰传感器一；75、触碰传感器二；76、平衡杆；

8、切料组件；81、U形支撑板；82、刀片；83、耳块；84、电动伸缩杆；85、触碰开关；

9、挤塑模头；10、出料口；11、控制器；12、输料板a；13、输料板b；14、L形支杆；15、托杆；16、触碰杆；17、矩形块；18、支撑杆；19、料槽；20、凸板。

具体实施方式

下文结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

如图1-7所示，本发明提出的利用碳纳米管制备片材的装置，包括机体1与套设其外侧的加热器2，机体1的一侧上端连接有上料机构3，上料机构3包括混料桶37，混料桶37与机体1通过下料管34连通，混料桶37的上端通过一对矩形板31连接有托板32，伺服电机36安装在托板32的上端，伺服电机36的输出轴与搅拌轴35固定连接；混料桶37的上端连接有一对贯穿托板32的进料斗33，用于向混料桶37内部加入原料，且两个进料斗33的上端可盖设防尘盖。

机体1的另一端连接有挤塑模头9，挤塑模头9的一端开设有出料口10，片材通过出料口10向外挤出，挤塑模头9的一侧还可以开设位于出料口10两侧的圆形出料口，可向外挤出细条状料，机体1的内部设置有螺旋送料杆，机体1的下方通过一对支板转动连接有一对丝杠5，两个丝杠5的端部互相远离的一侧分别传动设置有往复推动机构6，两个往复推动机构6的上端分别连接有输料板a12与输料板b13；输料板a12与输料板b13的上端均开设有料槽19，且输料板a12与输料板b13的底端均固定连接有凸板20，上方的凸板20可在下方的料槽19内滑动，配合完成推料的动作。

其中一个支板的侧面设置有辅助升降组件7，在两个往复推动机构6的配合驱动下，使输料板a12与输料板b13上下交错传动，机体1的一端设置有与输料板a12或输料板b13顶起配合驱动的切料组件8，等距切断挤出的片材；上料机构3包括搅拌轴35，搅拌轴35转动通过传动机构4带动螺旋送料杆与两个丝杠5转动，搅拌轴35通过伺服电机36驱动。传动机构4包括贯穿转动连接在其中一个矩形板31上的传动轴41，传动轴41的一端与搅拌轴35的外壁均固定套设有互相啮合传动的锥齿轮42，螺旋送料杆的一端固定连接有延伸至外部的转动杆45，转动杆45与传动轴41之间通过带轮组件一43传动连接，带轮组件一43包括固定套设在传动轴41与转动杆45外壁的带轮一，两个带轮一之间传动连接有皮带一，两个支板之间转动连接有传动杆46，转动杆45与传动杆46通过带轮组件二44传动连接，带轮组件二44包括固定套设在转动杆45与传动杆46外壁的带轮二，两个带轮二之间传动连接有皮带二；两个丝杠5与传动杆46的外壁均固定套设有齿轮47，相邻两个齿轮47啮合传动，传动杆46转动的时候，通过齿轮47啮合传动带动两个丝杠5转动。

具体地，两个往复推动机构6包括分别套设在两个丝杠5外侧的传动块61，两个传动块61相对设置，且两个传动块61的上表面均固定连接有支柱62，两个支柱62的上端分别安装有液压伸缩杆一63和液压伸缩杆二66，液压伸缩杆一63和液压伸缩杆二66的上端分别通过连接块64与输料板a12、输料板b13固定连接；其中一个支板的侧面固定连接有一对导向杆65，两个导向杆65分别滑动贯穿两个传动块61，对传动块61支撑导向，使传动块61在丝杠5转动时完成水平移动。两个支柱62的上端互相远离的一侧均固定连接有矩形块17，两个连接块64的下表面均固定连接有分别滑动贯穿两个矩形块17的支撑杆18，支撑杆18对连接块64起到竖向支撑的作用，且不会影响两个连接块64竖向方向的移动。输料板a12与输料板b13同向互相远离的一侧均固定连接有L形支杆14，两个L形支杆14的下端均固定连接有分别与两个支柱62滑动连接的托杆15，对输料板a12与输料板b13平稳支撑，使输料板a12与输料板b13保持水平输送状态。

进一步地，辅助升降组件7包括固定连接在其中一个支板侧面的两个条板71，两个条板71之间连接有平衡杆76，且两个条板71的同一侧面均开设有回形槽72，两个回形槽72的右上角均设置有触碰传感器一74，两个触碰传感器一74的左下角均设置有触碰传感器二75；液压伸缩杆一63与液压伸缩杆二66的伸缩端侧面均固定连接有分别滑动连接在两个回形槽72内的导向触杆73，回形槽72的四角处均为弧形，使导向触杆73可以顺利的导向滑动。

更近一步地，切料组件8包括固定连接在机体1侧面的U形支撑板81，U形支撑板81远离机体1的一端贯穿滑动插接有刀片82，刀片82位于输料板a12与输料板b13错开交界处，刀片82的上端两侧均固定连接有耳块83，U形支撑板81的上端安装有一对电动伸缩杆84，两个电动伸缩杆84的伸缩端分别与两个耳块83固定连接；U形支撑板81的下表面设置有一对触碰开关85，两个L形支杆14的侧面均通过凸块连接有触碰杆16，触碰杆16的上端连接有弹性橡胶块，在与触碰开关85接触的时候，可以起到缓冲的作用，且与触碰开关85抵触后可以顺利的离开，不会因为摩擦带来阻力给触碰开关85造成损坏。

利用碳纳米管制备片材的控制系统，应用于上述利用碳纳米管制备片材的装置，结合图1与图8，还包括安装在其中一个支板上的控制器11，触碰传感器一74与触碰传感器二75的输出端与控制器11的输入端电性连接，控制器11的输出端与液压伸缩杆一63、液压伸缩杆二66的输入端电性连接；当液压伸缩杆二66伸缩端的导向触杆73远离机体1移动后与触碰传感器一74触碰时，触碰传感器一74将对控制器11发送电信号，控制器11控制液压伸缩杆二66的伸缩端向下缩回，从而带动输料板b13向下移动一定的距离，当液压伸缩杆一63伸缩端的导向触杆73靠近机体1移动后与触碰传感器二75触碰时，触碰传感器二75将对控制器11发送电信号，控制器11控制液压伸缩杆一63的伸缩端向上升起一定的距离，从而使输料板a12与输料板b13自动完成升降的动作，输料板b13将挤出片材牵引输送后，输料板a12回移后自动向上升起，接住引出的片材。触碰开关85的输出端与控制器11的输入端电性连接，控制器11的输出端与电动伸缩杆84电性连接，当触碰杆16与触碰开关85触碰时，通过控制器11控制电动伸缩杆84完成缩、伸动作，将片材切断；控制器11的输出端还与加热器2、伺服电机36电性连接，通过控制器11控制伺服电机36工作的启停，以及控制加热器2的加热温度，加热温度为现有技术，在此不赘述。

工作原理：首先将配比好的碳纳米管原料与粘接剂等辅助材料通过两个进料斗33加入混料桶37内，然后通过控制器11启动伺服电机36、加热器2，伺服电机36的输出轴转动带动搅拌轴35转动，将混料桶37内部的物料混合均匀，然后通过下料管34进入机体1内，加热器2对机体1加热，使其内部的原料熔融。搅拌轴35转动通过两个锥齿轮42啮合传动带动传动轴41转动，传动轴41转动通过带轮组件一43传动带动转动杆45转动，转动杆45转动带动机体1内部的螺旋送料杆转动，对机体1内部的物料完成推送，使物料通过挤塑模头9侧面的出料口10向外挤出。挤出的片状物料落在输料板b13的上端，转动杆45转动通过带轮组件二44传动带动传动杆46转动，传动杆46转动的时候，通过齿轮47啮合传动带动两个丝杠5转动，其中一个丝杠5转动带动对应的传动块61远离机体1移动，从而通过支柱62、液压伸缩杆二66、连接块64带动输料板b13远离机体1移动；另一个丝杠5转动通过支柱62、液压伸缩杆一63、连接块64带动输料板a12靠近机体1移动；当液压伸缩杆二66伸缩端的导向触杆73与触碰传感器一74触碰时，触碰传感器一74将对控制器11发送电信号，控制器11控制液压伸缩杆二66的伸缩端向下缩回，从而带动输料板b13向下移动一定的距离，当液压伸缩杆一63伸缩端的导向触杆73与触碰传感器二75触碰时，触碰传感器二75将对控制器11发送电信号，控制器11控制液压伸缩杆一63的伸缩端向上升起一定的距离。当输料板b13向上升起的时候，其一侧L形支杆14侧边的触碰杆16会与相对应的触碰开关85接触，触碰开关85将会及时向控制器11发出电信号，通过控制器11控制两个电动伸缩杆84完成缩、升动作，通过两个耳块83带动刀片82向下移动将片材切断，片材切断后刀片82缩回，通过上述步骤往复完成对片材的输送与等距切断，提高了片材加工的效率。且物料切断后，位于上方的输料板b13或输料板a12能够将另一个输料板a12或输料板b13内的片材推下，快速完成卸料，进行下一步的冷却工作，值得注意的是，凸板20能够在对应的料槽19内滑动；最开始挤出的料头切除，因为开始挤出的料头不能铺满输料板，尺寸不统一；本申请中的丝杠5为往复丝杠。

上述具体实施例仅仅是本发明优选的实施例，基于本发明的技术方案和上述实施例的相关启示，本领域技术人员可以对上述具体实施例做出多种替代性的改进和组合；上述具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制。

Claims (10)

1.利用碳纳米管制备片材的装置，包括机体（1）与套设其外侧的加热器（2），其特征在于：所述机体（1）的一侧上端连接有上料机构（3），所述机体（1）的另一端连接有挤塑模头（9），机体（1）的内部设置有螺旋送料杆，所述机体（1）的下方通过一对支板转动连接有一对丝杠（5），两个丝杠（5）的端部互相远离的一侧分别传动设置有往复推动机构（6），两个往复推动机构（6）的上端分别连接有输料板a（12）与输料板b（13）；

其中一个支板的侧面设置有辅助升降组件（7），在两个往复推动机构（6）的配合驱动下，使输料板a（12）与输料板b（13）上下交错传动，所述机体（1）的一端设置有与输料板a（12）或输料板b（13）顶起配合驱动的切料组件（8），等距切断挤出的片材；所述上料机构（3）包括搅拌轴（35），所述搅拌轴（35）转动通过传动机构（4）带动螺旋送料杆与两个丝杠（5）转动，搅拌轴（35）通过伺服电机（36）驱动。

2.根据权利要求1所述的利用碳纳米管制备片材的装置，其特征在于，两个往复推动机构（6）包括分别套设在两个丝杠（5）外侧的传动块（61），两个传动块（61）相对设置，且两个传动块（61）的上表面均固定连接有支柱（62），两个支柱（62）的上端分别安装有液压伸缩杆一（63）和液压伸缩杆二（66），液压伸缩杆一（63）和液压伸缩杆二（66）的上端分别通过连接块（64）与输料板a（12）、输料板b（13）固定连接；

其中一个支板的侧面固定连接有一对导向杆（65），两个导向杆（65）分别滑动贯穿两个传动块（61），对传动块（61）支撑导向。

3.根据权利要求2所述的利用碳纳米管制备片材的装置，其特征在于，两个支柱（62）的上端互相远离的一侧均固定连接有矩形块（17），两个连接块（64）的下表面均固定连接有分别滑动贯穿两个矩形块（17）的支撑杆（18）。

4.根据权利要求2所述的利用碳纳米管制备片材的装置，其特征在于，所述输料板a（12）与输料板b（13）同向互相远离的一侧均固定连接有L形支杆（14），两个L形支杆（14）的下端均固定连接有分别与两个支柱（62）滑动连接的托杆（15），对输料板a（12）与输料板b（13）平稳支撑。

5.根据权利要求4所述的利用碳纳米管制备片材的装置，其特征在于，所述辅助升降组件（7）包括固定连接在其中一个支板侧面的两个条板（71），两个条板（71）之间连接有平衡杆（76），且两个条板（71）的同一侧面均开设有回形槽（72），两个回形槽（72）的右上角均设置有触碰传感器一（74），两个触碰传感器一（74）的左下角均设置有触碰传感器二（75）；

所述液压伸缩杆一（63）与液压伸缩杆二（66）的伸缩端侧面均固定连接有分别滑动连接在两个回形槽（72）内的导向触杆（73）。

6.根据权利要求5所述的利用碳纳米管制备片材的装置，其特征在于，所述切料组件（8）包括固定连接在机体（1）侧面的U形支撑板（81），U形支撑板（81）远离机体（1）的一端贯穿滑动插接有刀片（82），刀片（82）位于输料板a（12）与输料板b（13）错开交界处，所述刀片（82）的上端两侧均固定连接有耳块（83），所述U形支撑板（81）的上端安装有一对电动伸缩杆（84），两个电动伸缩杆（84）的伸缩端分别与两个耳块（83）固定连接；

所述U形支撑板（81）的下表面设置有一对触碰开关（85），两个L形支杆（14）的侧面均通过凸块连接有触碰杆（16）。

7.根据权利要求6所述的利用碳纳米管制备片材的装置，其特征在于，所述上料机构（3）包括混料桶（37），混料桶（37）与机体（1）通过下料管（34）连通，所述混料桶（37）的上端通过一对矩形板（31）连接有托板（32），伺服电机（36）安装在托板（32）的上端，伺服电机（36）的输出轴与搅拌轴（35）固定连接；

所述混料桶（37）的上端连接有一对贯穿托板（32）的进料斗（33）。

8.根据权利要求7所述的利用碳纳米管制备片材的装置，其特征在于，所述传动机构（4）包括贯穿转动连接在其中一个矩形板（31）上的传动轴（41），传动轴（41）的一端与搅拌轴（35）的外壁均固定套设有互相啮合传动的锥齿轮（42），螺旋送料杆的一端固定连接有延伸至外部的转动杆（45），转动杆（45）与传动轴（41）之间通过带轮组件一（43）传动连接，两个支板之间转动连接有传动杆（46），转动杆（45）与传动杆（46）通过带轮组件二（44）传动连接；

两个丝杠（5）与传动杆（46）的外壁均固定套设有齿轮（47），相邻两个齿轮（47）啮合传动。

9.根据权利要求1所述的利用碳纳米管制备片材的装置，其特征在于，所述输料板a（12）与输料板b（13）的上端均开设有料槽（19），且输料板a（12）与输料板b（13）的底端均固定连接有凸板（20）。

10.利用碳纳米管制备片材的控制系统，应用于如权利要求8所述的利用碳纳米管制备片材的装置，其特征在于，还包括安装在其中一个支板上的控制器（11），所述触碰传感器一（74）与触碰传感器二（75）的输出端与控制器（11）的输入端电性连接，所述控制器（11）的输出端与液压伸缩杆一（63）、液压伸缩杆二（66）的输入端电性连接；

触碰开关（85）的输出端与控制器（11）的输入端电性连接，控制器（11）的输出端与电动伸缩杆（84）电性连接，当触碰杆（16）与触碰开关（85）触碰时，通过控制器（11）控制电动伸缩杆（84）完成缩、伸动作，将片材切断；

控制器（11）的输出端还与加热器（2）、伺服电机（36）电性连接。