一种柔性材料及器件拉伸、扭转测试装置的制作方法

1.本实用新型涉及柔性材料与器件性能检测相关技术领域，具体为一种柔性材料及器件拉伸、扭转测试装置。


背景技术：

2.柔性电子器件是柔性电子的主要体现形式之一，是以柔性材料为基础，并结合电子工业技术的新一代柔性电子元器件，是未来信息技术发展的迫切需求。柔性功能材料及器件所具有的光、电、磁、热、力等独特的物理和化学性能，使得柔性电子器件可以被广泛应用于柔性的rfid、柔性屏、线材、太阳能电池、集成电路板等智能化电子系统。
3.柔性电子的出现为经典电子学的发展提供了新的方向，触发了新形态电子设备。电子材料与器件由刚向柔的转变过程中，传统刚性的测试方法变得无法完全使用，柔性测试体系对推进柔性电子行业的发展变得必不可少。因此，发展一种适用于柔性材料与器件的测试装置变得尤为重要。
4.为确保柔性材料及器件的性能可靠稳定，需要对柔性材料及器件进行多方面性能测试，其中包含拉伸、扭转等两方面性能。目前市场上的柔性测试设备需要根据拉伸、扭转两种测试需求使用不同的测试设备或者更换不同功能模块测试使用，例如专利申请cn111982706a一种模块化测试测试主机及其应用、模块化测试系统。在柔性材料与器件的测试过程中，通过共用功能模块即可实现拉伸、扭转两种不同的功能测试需求，这对于提升测试验证效率及降低测试成本具有重要意义，但是在测试过程中需要更换功能部件，使得测试效率降低，并且测试成本较高，因此，亟待一种改进的技术来解决现有技术中所存在的这一问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种柔性材料及器件拉伸、扭转测试装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种柔性材料及器件拉伸、扭转测试装置,包括拉伸模块，扭转模块，测试主机,所述拉伸模块，扭转模块与测试主机均为可拆卸式连接，所述测试主机为l形结构，且平台上表面安装有拉伸模块底座，所述拉伸模块固定安装在拉伸模块底座上表面，所述扭转模块固定安装在测试主机一侧，且设置在拉伸模块与测试主机之间，所述扭转模块与测试主机输出端相连，所述测试主机内壁一侧设置有拉伸功能传感器，所述拉伸传感器之间设置有零位传感器，所述零位传感器安装在测试主机内。
7.优选的，所述扭转模块包括扭转连接件，扭转夹具固定板，扭转夹具活动板，所述扭转夹具固定板为l形结构，且靠近测试主机一侧两端固定安装有螺栓，所述螺栓与测试主机固定相连，所述扭转连接件设置在螺栓之间，且一端与扭转夹具固定板相连，另一端通过顶丝与测试主机输出端固定相连，所述扭转夹具活动板固定安装在扭转夹具固定板底部上
表面一侧，所述扭转夹具活动板上表面两端安装有手拧螺栓，所述扭转夹具活动板通过手拧螺栓与夹具固定板固定相连。
8.优选的，所述拉伸模块包括辅助直线滑轨，电机直线模组，所述辅助直线滑轨设置有2个，且固定安装在拉伸模块底座上表面，所述电机直线模组平行置于拉伸模块底座之间，所述辅助直线滑轨，电机直线模组同一端均垂直安装有连接件，所述连接件顶部固定平行安装有固定板，所述固定板上表面一侧竖直安装有拉力传感器固定座，另一侧垂直安装有拉伸夹具固定板，所述拉力传感器固定座靠近拉伸夹具固定板一侧安装有拉力传感器，所述拉伸夹具固定板顶部贴合固定安装有拉伸夹具活动板，所述拉伸夹具活动板两端安装有手拧螺栓，所述拉伸夹具活动板通过手拧螺栓通过拉伸夹具固定板固定相连。
9.优选的，所述电机直线模组一侧对称安装有限位传感器。
10.优选的，所述扭转模块功能端设置有扭转运动功能端，拉伸功能固定端。
11.优选的，所述辅助直线滑轨，电机直线模组上套装有固定架，所述固定架为长方体结构，且上表面平行设置有滑槽，所述滑槽设置有3个，所述连接件穿过滑槽与固定板相连。
12.优选的，所述拉力传感器受力范围为0
‑
100n。
13.优选的，所述拉伸模块直线运动距离为0
‑
1000mm。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
15.本实用新型相较于现有技术，拉伸模块、扭转模块等模块化的部件可以根据测试需求，通过调整功能模块的具体使用用途即可快速实现拉伸测试功能模式与扭转功能模式的切换，拉伸测试时只需要将扭转模块固定而不必更换功能模块部件，极大地提升了测试验证效率，并且相较于非模块的单机测试设备或者单一功能测试模块设备，在实现拉伸、扭转两种测试需求功能的条件下，通过共用功能模块的组合方式，极大地降低了测试成本。
附图说明
16.图1为本实用新型立体结构示意图；
17.图2为本实用新型结构示意图；
18.图3、4为本实用新型中拉伸模块结构示意图；
19.图5为本实用新型中扭转模块结构示意图；
20.图6是本实用新型拉伸模块初始运动位置结构示意图；
21.图7是本实用新型拉伸模块拉伸后位置的结构示意图；
22.图8是本实用新型扭转模块初始运动位置结构示意图；
23.图9是本实用新型扭转模块旋转后位置的结构示意图。
24.图中：1、拉伸模块，2、扭转模块，3、拉伸传感器，4、螺栓，5、手拧螺栓，6、拉力传感器，7、测试主机，11、拉伸夹具固定板，12、拉伸夹具活动板，13、拉力传感器固定座，14、连接件，15、辅助直线滑轨，16、电机直线模组，17、限位传感器，18、拉伸模块底座，19、固定架，20、滑槽，21、扭转连接件，22、扭转夹具固定板，23、扭转夹具活动板，24、零位传感器，25、固定板。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行
清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、
ꢀ“
下”、
ꢀ“
内”、
ꢀ“
外”“前端”、
ꢀ“
后端”、
ꢀ“
两端”、
ꢀ“
一端”、
ꢀ“
另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、
ꢀ“
第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、
ꢀ“
设置有”、
ꢀ“
连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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实用新型中的具体含义。
28.请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种柔性材料及器件拉伸、扭转测试装置,包括拉伸模块1，扭转模块2，测试主机7,拉伸模块1，扭转模块2与测试主机7均为可拆卸式连接，测试主机7为l形结构，且平台上表面安装有拉伸模块底座18，拉伸模块1固定安装在拉伸模块底座18上表面，扭转模块2固定安装在测试主机7一侧，且设置在拉伸模块1与测试主机7之间，扭转模块与测试主机7输出端相连，测试主机7内壁一侧设置有拉伸功能传感器3，拉伸传感器3之间设置有零位传感器24，零位传感器24安装在测试主机7内。
29.扭转模块2包括扭转连接件21，扭转夹具固定板22，扭转夹具活动板23，扭转夹具固定板22为l形结构，且靠近测试主机一侧两端固定安装有螺栓4，螺栓4与测试主机7固定相连，扭转连接件21设置在螺栓4之间，且一端与扭转夹具固定板22相连，另一端通过顶丝与测试主机7输出端固定相连，扭转夹具活动板23固定安装在扭转夹具固定板22底部上表面一侧，扭转夹具活动板23上表面两端安装有手拧螺栓5，扭转夹具活动板23通过手拧螺栓5与夹具固定板22固定相连。
30.拉伸模块2包括辅助直线滑轨15，电机直线模组16，辅助直线滑轨15设置有2个，且固定安装在拉伸模块底座18上表面，电机直线模组16平行置于拉伸模块底座18之间，辅助直线滑轨15，电机直线模组16同一端均垂直安装有连接件14，连接件14顶部固定平行安装有固定板25，固定板25上表面一侧竖直安装有拉力传感器固定座13，另一侧垂直安装有拉伸夹具固定板11，拉力传感器固定座13靠近拉伸夹具固定板11一侧安装有拉力传感器6，拉伸夹具固定板11顶部贴合固定安装有拉伸夹具活动板12，拉伸夹具活动板12两端安装有手拧螺栓5，拉伸夹具活动板12通过手拧螺栓5通过拉伸夹具固定板11固定相连，电机直线模组16一侧对称安装有限位传感器17，辅助直线滑轨15，电机直线模组16上套装有固定架19，固定架19为长方体结构，且上表面平行设置有滑槽20，滑槽20设置有3个，连接件14穿过滑槽20与固定板25相连。
31.实施例1：拉伸测试模式下，通过将扭转模块2螺栓固定于测试主机7上，并触发拉伸传感器3，避免误触发进入扭转测试模式中；扭转模块2与拉伸模块1通过待测的柔性材料与器件连接；拉伸模块1通过电机直线模组16提供动力以驱动辅助直线滑轨15及电机直线模组16与拉力传感器固定座13直线运动，进而带动拉力传感器6与拉伸夹具固定板11运动，
从而带动固定在测试夹具上的待测的柔性材料与器件进行往复循环运动完成拉伸测试动作；当拉伸模式为初始状态时，拉伸模块1与扭转模块2距离为0~5mm；此时触发限位传感器17，电机直线模组16不再继续靠近扭转模块2运动；将拉伸夹具活动板12及扭转夹具活动板23将柔性材料及器件固定，启动软件程序，设置好运动速度、初始位置距离、运动距离、循环次数后装置进入运行测试状态；当拉伸模式下拉伸模块1距离扭转模块2相对最远的位置，即拉伸长度最大尺寸位置，此时拉力检测器6的值为柔性材料及器件测试的拉力最大值，拉伸测试过程，拉伸模块1柔性材料及器件通过初始状态拉伸最大距离处或者设定的拉伸长度处，然后再恢复到初始状态，如此往复运动测试柔性材料及器件的拉伸性能参数，进一步对比测试前后的数据从而确定柔性材料及器件是否满足设计要求，待测试的柔性材料与器件宽度范围为0
‑
200mm，长度为5
‑
300mm，厚度范围0
‑
5mm；拉伸模块1直线模组运行速度为0
‑
50mm/s，行程0.1
‑
1000mm，拉伸动作可以2s内完成一个往复动作，拉力传感器6可以检测0
‑
100n的拉力，重复次数可达1000000次。
32.实时例2：扭转测试模式下，扭转模块2与测试主机7不固定，也不触发拉伸传感器3，测试主机7输出端通过扭转连接件21与扭转模块2连接并提供旋转动力，拉伸模块1通过辅助直线滑轨15及电机直线模组16提供动力；扭转模块2与拉伸模块1通过待测的柔性材料与器件连接；扭转测试过程中直线运动方向的力通过拉力传感器6测得；拉力传感器6拉力值超过软件设定阈值即会控制电机直线模组16靠近或远离扭转模块2使柔性材料与器件所受拉力在设定阈值范围内；扭转模块2通过测试主机7提供动力以驱动扭转模块2做旋转运动，拉伸模块1同时进行靠近和远离扭转模块2的动作，从而带动固定在测试夹具22上的待测的柔性材料与器件进行往复循环运动完成扭转测试动作，当扭转测试模式下扭转模块2处于水平位置的状态时，即最小旋转角度的状态，此时拉力检测器6的值为柔性材料及器件测试所受拉力最小。将拉伸夹具活动板12及扭转夹具活动板23将柔性材料及器件固定，并用手拧螺栓5锁紧；启动软件程序设置运动角速度、初始角度位置、运动角度、循环次数后装置进入运行状态；初始位置通过测试主机7的零位传感器24确定。
33.当扭转测试模式下扭转模块2处于运动过程中反转某一个角度的状态，此时柔性材料及器件承受旋转方向及拉伸方向的力，拉伸方向的力根据设定拉力阈值控制电机直线模组16运动，确保柔性材料及器件水平方向的受力相对稳定；旋转方向根据软件设定的运动角度及速度参数运行测试。
34.扭转测试过程，扭转模块2柔性材料及器件从初始状态扭转运动到一定角度的位置状态，然后再恢复到初始状态，既可以正转也可以反转，如此往复运动测试柔性材料及器件的扭转性能参数，进一步对比测试前后的数据从而确定柔性材料及器件是否满足设计要求。
35.在本实施例中，待测试的柔性材料与器件宽度范围为0
‑
200mm，长度为10
‑
300mm，厚度0
‑
5mm；拉伸模块1中电机直线模组16运行速度为0
‑
20mm/s，行程0.1
‑
1000mm，拉力传感器可以检测0
‑
100n的拉力；扭转模块2转动速度0
‑
90
°
/s，转动角度范围0
‑
1080
°
，重复次数可达1000000次。
36.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新
型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。