一种局部接触式薄膜张力测量装置及方法.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CN108007626A(43)申请公布日2018.05.08(21)申请号201711317549.3(22)申请日2017.12.12(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人陈建魁金一威(74)专利代理机构华中科技大学专利中心42201代理人梁鹏曹葆青(51)Int.Cl.G01L5/04(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种局部接触式薄膜张力测量装置及方法(57)摘要本发明属于柔性薄膜加工制造相关设备领域，并公开了一种局部接触式薄膜张力测量装置，其包括位置调节模块、力检测模块、滚轮模块、下压深度检测模块和人机交互模块，其中位置调节模块用于实现调节滚轮的下压位置与下压深度；力检测模块用于测量滚轮下压后所受到的反作用力；下压深度检测模块用于精确检测滚轮的下压深度；滚轮模块用于实现将薄膜的反作用力传递给力检测模块，并同时实现薄膜进给速度的测量；人机交互模块用于参数输入与信号的处理运算等。本发明还公开了相应的测量方法。通过本发明，可以在不改变卷到卷设备整体布局的情况下，将该张力检测装置灵活布置于卷到卷设备的各个区域，并具备高精度、高效率和操控方便等特点。CN108007626ACN108007626A权利要求书1/2页1.一种局部接触式薄膜张力测量装置，其特征在于，此装置包括位置调节模块(10)、力检测模块(40)、滚轮模块(30)、下压深度检测模块(20)和人机交互模块(50)，并且所述滚轮模块(30)、所述力检测模块(40)与所述位置调节模块(10)在空间上自下而上分布，所述位置调节模块(10)与所述滚轮模块(30)分别安装于所述力检测模块(40)的上端与下端，所述下压深度检测模块(20)与所述人机交互模块(50)分别安装于所述位置调节模块(10)的前端与两侧，其中：所述位置调节模块(10)作为其他模块的安装基础，包括沿着水平方向分别布置的x向模组(103)和y向模组(102)以及沿着竖直方向布置的z向模组(101)，并且这三个模组彼此垂直，由此带动安装其上的其他模块执行多轴方向上的来回移动，进而实现所述滚轮模块(30)中的滚轮(304)相对于薄膜(60)的下压位置及下压深度的调节；此外，所述z向模组(101)包括z向模组安装板(101b)和设置在其下端的z向模组滑杆(101a)；所述力检测模块(40)包括第一连接件(401)、力传感器(402)和第二连接件(403)，其中该第一连接件(401)与所述z向模组滑杆(101a)在竖直方向上配合安装，由此实现此力检测模块与所述位置调节模块(10)之间的联接；该第二连接件(403)继续沿着竖直方向设置在所述第一连接件(401)的下端；该力传感器(402)则用于来自所述薄膜(60)的反作用力执行实时测量和反馈；所述滚轮模块(30)整体布置在所述力检测模块(40)的下端，并包括滚轮模块连接杆(301)、滚轮支架(303)、所述滚轮(304)和速度传感器(305)，其中该滚轮模块连接杆(301)的上端与所述第二连接件(403)的下端相连，由此实现所述滚轮模块与所述力检测模块之间的联接；该滚轮(304)经由所述滚轮支架(303)安装于所述滚轮模块连接杆(301)的下端，并用于与输送中的所述薄膜(60)保持接触，同时将来自该薄膜的所述反作用力传递给所述力检测模块(40)；该速度传感器(305)则用于对所述薄膜(60)的进给速度执行实时测量和反馈；所述下压深度检测模块(20)包括第一位移传感器(201)和第二位移传感器(205)，其中该第一位移传感器(201)通过第一位移传感器安装板(202)设置在所述z向模组安装板(101b)的左侧，该第二位移传感器(205)通过第二位移传感器安装板(204)设置在所述z向模组滑杆(101a)的右侧且可随之一同沿着竖直方向移动，并与所述第一位移传感器(201)配合用于执行所述滚轮(304)与所述薄膜(60)之间的接触状态及下压深度的测量及反馈；所述人机交互模块(50)用于采集来自所述力传感器(402)、所述速度传感器(305)、所述第一位移位移传感器(201)和第二位移传感器(205)的信号，同时实现参数输入和实时显示的功能。2.如权利要求1所述的一种局部接触式薄膜张力测量装置，其特征在于，对于所述力检测模块(40)的第一连接件(401)而言，它的上端优选加工有第一圆柱面(401a)，且经由该第一圆柱面插入至所述z向模组滑杆(101a)的安装孔中；它的下端优选加工有第一螺纹面(401c)，且经由该第一螺纹面执行与所述力传感器(402)的连接；此外，它的中端优选还加工有第一环状梯形槽(401b)，且经由该第