静电纺丝的轨迹控制系统及方法、静电纺丝设备.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105483843A(43)申请公布日2016.04.13(21)申请号201610045124.0(22)申请日2016.01.22(71)申请人大连民族大学地址116600辽宁省大连市金州新区辽河西路18号(72)发明人杜海英王正孙炎辉张涛王述刚(74)专利代理机构大连智高专利事务所(特殊普通合伙)21235代理人胡景波(51)Int.Cl.D01D5/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称静电纺丝的轨迹控制系统及方法、静电纺丝设备(57)摘要静电纺丝的轨迹控制系统及方法、静电纺丝设备，属于静电纺丝轨迹控制领域，用于解决对纺丝轨迹精确控制的问题，技术要点是：包括横向运动导轨、纵向运动导轨、运动控制器、伺服电机，所述横向运动导轨具有沿横向运动的横向滑动块，所述纵向运动导轨具有沿纵向移动的纵向滑动块，喷头连接于横向滑动块，也连接于纵向滑动块，横向滑动块和纵向滑动块由伺服电机调速控制以滑动，且伺服电机由运动控制器控制。效果是：提高了纺丝轨迹形成的精度。CN105483843ACN105483843A权利要求书1/1页1.一种静电纺丝的轨迹控制系统，其特征在于：包括横向运动导轨(1)、纵向运动导轨(2)、运动控制器、伺服电机，所述横向运动导轨(1)具有沿横向运动的横向滑动块(3)，所述纵向运动导轨(2)具有沿纵向移动的纵向滑动块(4)，喷头(5)连接于一滑动块，而两个滑动块相连，横向滑动块(3)横向滑动时，纵向运动导轨(2)随横向滑动块(3)的滑动速度与方向一并滑动，纵向滑动块(4)纵向滑动时，横向运动导轨(1)随纵向滑动块(4)的滑动速度与方向一并滑动，且横向滑动块(3)、纵向滑动块(4)、横向运动导轨(1)、纵向运动导轨(2)由伺服电机调速控制以滑动，且伺服电机由运动控制器控制。2.如权利要求1所述的静电纺丝的轨迹控制系统，其特征在于：喷头(5)连接的推进器(6)的速度由运动控制器控制伺服电机的调速而控制。3.如权利要求1所述的静电纺丝的轨迹控制系统，其特征在于：所述伺服电机调速控制包括对横向滑动块(3)和纵向滑动块(4)的运动速度控制和移动距离控制。4.如权利要求1所述的静电纺丝的轨迹控制系统，其特征在于：喷头(5)对应于其下方的纺丝收集板(7)，喷头(5)与推进器(6)由连接管线(8)相连接，所述连接管线为柔性材质制成，且连接管线的长度，足以在各滑动块滑动至运动导轨的极限位置时，仍具有可伸缩性。5.如权利要求1所述的静电纺丝的轨迹控制系统，其特征在于：所述每个运动导轨的两端的极限位置之间为安全运动区间，滑动块滑动超出该区间时，系统发出报警。6.一种静电纺丝设备，其特征在于，安装有权利要求1-5任一项所述的静电纺丝的轨迹控制系统。7.一种静电纺丝的轨迹控制方法，其特征在于，使用权利要求1-5任一项所述的静电纺丝的轨迹控制系统，建立静止条件下，静电纺丝轨迹模型，使用上位机对运动控制器的X和Y轴的运动轨迹进行设置，并进行位置螺旋线的逆圆补偿，实现点轨迹的收集。2CN105483843A说明书1/3页静电纺丝的轨迹控制系统及方法、静电纺丝设备技术领域[0001]本发明属于静电纺丝轨迹控制领域，涉及一种静电纺丝的轨迹控制系统及方法，并使用所述系统改进静电纺丝设备。背景技术[0002]静电纺丝技术是利用高压静电纺丝技术制备纳米结构敏感材料的一种简单而有效的液态制备方法。利用静电纺丝技术已实现了多种有机高分子、无机及复合材料的制备。静电纺丝技术是从电喷技术发展演化而来的，即在高压静电场作用下，聚合物熔体或溶液的导电液滴可以发生高速喷射，形成聚合物纤维的过程。静电纺丝过程中，通过使带有电荷的高分子熔体或溶液在高压静电场中喷射、拉伸、劈裂、挥发固化，最终形成纤维状特质的过程，是目前制备一维纳米结构敏感材料的重要方法之一。静电纺丝技术的装置主要由高压电源、带有喷头的容器和接收装置三部分组成。其中，高压电源可以提供几千到十几万伏的直流电压，用以产生高压静电场；带有喷头的容器一般使用带针头的塑料或玻璃针管，针头的粗细可根据溶液的黏度不同任意调节，一般为0.1～1mm；接收装置是用来接收经挥发或熔体固化后所形成的聚合物纤维，常采用导电性好的金属板、导电玻璃等。[0003]由于静电纺丝设备在高压静电环境，工作环境要求严格，如果要人为手动收集到特殊排列、特殊结构、特殊形貌的聚合物纳米纤维是非常困难的，也不利于大规模工业化生产。为了进一步对静电纺丝纳米纤维喷射纤维的运动轨迹进行精确控制，本设计拟采用PC和TC-55E系列运动控制器相结合，实现上位机、下位机的分层控制策略，实现纺丝喷头的水平、竖直以及三维空间的多角度运动模式的安全运动控制，更好的对