一种低成本高垂直向电导率的碳纸制作装置的制作方法

1.本发明属于碳纸制作相关技术领域，具体涉及一种低成本高垂直向电导率的碳纸制作装置。


背景技术：

2.碳纸(碳布)，又称为碳纤维纸(布)，是燃料电池实验的专用材料。碳纸在制作过程中需要通过输送至印刷机进行涂覆后由烘干箱进行烘干，然后进行裁切。
3.申请号为cn201911367629.9公开了连续制备燃料电池气体扩散层的装置及方法。所述装置包括上料端传送带，通过第一电机驱动而连续从原料碳纸支架上输送原料碳纸；丝网印刷机，进行涂覆以得到微孔层碳纸；下料端传送带，在第二电机驱动下运行并连续输送微孔层碳纸依次经过所述真空烘箱和高温气氛烘箱，得到气体扩散层，收卷；上料端传送带与第一真空泵连接，下料端传送带与第二真空泵连接；同步控制器控制第一电机和第二电机同步启停。
4.申请号为cn202010538522.2公开了一种熔喷布及其制备系统与制备工艺，熔喷布中各原料按重量份数，包括聚丙烯树脂75份、聚对苯二甲酸乙二酯35份、钛白粉22份、分散剂3份、稳定剂5份和助剂3份。工艺为：1.将原料溶液投入到下料装置内，下料装置启动后将溶液压入到喷头组件内；2.在两个高温气流发生器的牵伸作用下，从喷头组件喷出的原料溶液形成超细纤维；3.喷出的超细纤维在自身粘合的作用下进行粘合，并通过两个高温气流发生器的冷却在接收装置上形成熔喷布；4.运转的接收装置带动熔喷布向左输送并收卷在收布辊上；5.两个裁边装置对熔喷布的两端进行裁剪。
5.上述技术方案仍存在以下问题：在对碳纸外边裁剪过程中，易造成边角翘起或内折的情况，进而难以完全避免裁剪失误的情况发生，因此对碳纸对原料碳纸进行裁切时会预留起始段为斜边的一段，进而在然而在对该段进行喷涂时，难免会造成喷涂区域受限，以及裁切不完全的现象，造成材料的浪费，影响产品质量。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种低成本高垂直向电导率的碳纸制作装置，以解决上述背景技术中提出的喷涂区域受限与裁切不完全的问题。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种低成本高垂直向电导率的碳纸制作装置，包括原料碳纸、固定架以及与固定架转动连接的输送辊，所述固定架的两侧设置有用于收放原料碳纸的收卷辊与放卷辊，所述固定架的一侧上端面固定连接有烘干装置，所述固定架上设置有用于夹持及撑起原料碳纸的夹压组件，所述夹压组件的两侧设置有两组固定在固定架上的连接板，且两组所述连接板上均固定连接有u形板，两个所述u形板之间设置有第一传动板与第二传动板，所述第一传动板与第二传动板上均设置有用于对原料碳纸进行喷涂的涂覆机构，所述涂覆机构上设置有用于对原料碳纸的边角进行裁切的裁边机构，所述夹压组件撑起原料碳纸使原料碳纸的一边呈倾斜姿态，所述u形板上设置有用于
根据原料碳纸斜边斜率对第一传动板与第二传动板的旋转角度进行调节的转向机构。
8.优选的，所述夹压组件包括垫板，所述垫板的两端与固定架的两侧内壁固定连接，所述垫板的两端上表面放置有固定板，所述固定板的两端滑动连接有固定杆，所述固定杆的底端与垫板固定连接，所述固定杆的外部套设有弹簧，所述弹簧的一端与固定杆固定连接，所述弹簧的另一端与固定板固定连接。
9.优选的，所述涂覆机构包括第一电控喷头与第二电控喷头，所述第一电控喷头与第二电控喷头的上表面中部位均固定连接有连接杆，两个所述连接杆的上端分别与第一传动板与第二传动板的底面中部位置固定连接。
10.优选的，所述第一电控喷头与第二电控喷头的喷口形状均为广口矩形。
11.优选的，所述裁边机构包括安装板，所述安装板的一端固定安装有伺服电机，所述伺服电机的输出端固定连接有螺纹杆，所述螺纹杆的一端与安装板转动连接，所述安装板的顶部内壁上开设有滑槽，所述螺纹杆的一端螺纹连接有与滑槽滑动配合的母板，所述母板通过滑槽与安装板滑动连接，所述母板的底端固定连接有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的底端固定连接有电动裁边器。
12.优选的，所述转向机构包括第一气缸与第二气缸，所述第一气缸与第二气缸分别固定在两个u形板的顶部内壁上，所述第一气缸的底端固定连接有第一按压板，所述第二气缸的底端固定连接有第二挤压板，所述第一传动板的底面两侧分别设置有第一电机和第二电机，所述第一电机和第二电机的输出轴端均与第一传动板固定连接，所述第二传动板的底面两侧分别设置有第三电机和第四电机，所述第三电机和第四电机的输出轴端均与第二传动板固定连接。
13.优选的，所述第一传动板的两侧上表面均固定连接有旋转座，所述旋转座的内部转动连接有按压块，所述按压块的底面嵌设有多个环形分别的滚珠。
14.与现有碳纸制作装置技术相比，本发明提供了一种低成本高垂直向电导率的碳纸制作装置，具备以下有益效果：
15.1、本发明通过在u形板上设置对第一传动板与第二传动板的旋转角度进行调节的转向机构，进而可根据原料碳纸的初始端的斜边斜率调整第一传动板和第二传动板每次旋转的角度，第一传动板和第二传动板每次旋转的角度越大，则所形成的喷涂区域的斜率越大，进而符合对原料碳纸的初始端的斜边的喷涂及裁切，可减少材料的浪费，提升产品质量，节省制作成本；
16.2、本发明在当第一传动板和第二传动板旋转次数为定值的情况下，通过调整第一传动板和第二传动板每次旋转的角度，第一传动板和第二传动板每次旋转的角度越大，则所形成的喷涂区域的宽度越大。
附图说明
17.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：
18.图1为本发明提出的一种低成本高垂直向电导率的碳纸制作装置结构示意图；
19.图2为本发明提出的固定架结构示意图；
20.图3为本发明提出的u形板主视剖面结构示意图；
21.图4为本发明提出的涂覆机构与裁边机构结构示意图；
22.图5为本发明提出的旋转座剖面结构示意图；
23.图6为本发明提出的原料碳纸斜边斜率较小时涂覆机构与裁边机构运动轨迹示意图；
24.图7为本发明提出的原料碳纸斜边斜率较大时涂覆机构与裁边机构运动轨迹示意图；
25.图中：1、固定架；2、垫板；3、固定板；4、固定杆；5、弹簧；6、输送辊；7、收卷辊；8、放卷辊；9、原料碳纸；10、烘干装置；11、u形板；12、连接板；13、第一气缸；14、第一按压板；15、第二气缸；16、第二挤压板；17、第一传动板；18、第二传动板；19、第一电机；20、第二电机；21、第三电机；22、第四电机；23、旋转座；24、滚珠；25、按压块；26、连接杆；27、第一电控喷头；28、第二电控喷头；29、安装板；30、伺服电机；31、螺纹杆；32、母板；33、电动伸缩杆；34、电动裁边器；35、滑槽。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
27.请参阅图1-图7，本发明提供一种技术方案：一种低成本高垂直向电导率的碳纸制作装置，包括原料碳纸9、固定架1以及与固定架1转动连接的输送辊6，固定架1的两侧设置有用于收放原料碳纸9的收卷辊7与放卷辊8，固定架1的一侧上端面固定连接有烘干装置10，通过放卷辊8放出原料碳纸9后，经过固定架1时进行涂覆及裁切，然后由烘干装置10进行烘干处理，最终通过收卷辊7进行收卷。
28.需要注意的是，固定架1上设置有用于夹持及撑起原料碳纸9的夹压组件，夹压组件包括垫板2，垫板2的两端与固定架1的两侧内壁固定连接，垫板2的两端上表面放置有固定板3，固定板3的两端滑动连接有固定杆4，固定杆4的底端与垫板2固定连接，固定杆4的外部套设有弹簧5，弹簧5的一端与固定杆4固定连接，弹簧5的另一端与固定板3固定连接，在弹簧5的弹力作用下，使得固定板3抵紧在垫板2，进而能够使原料碳纸9夹紧在垫板2上，进行喷涂机裁切动作。
29.值得了解的是，夹压组件的两侧设置有两组固定在固定架1上的连接板12，且两组连接板12上均固定连接有u形板11，两个u形板11之间设置有第一传动板17与第二传动板18，第一传动板17与第二传动板18上均设置有用于对原料碳纸9进行喷涂的涂覆机构，涂覆机构包括第一电控喷头27与第二电控喷头28，第一电控喷头27与第二电控喷头28的喷口形状均为广口矩形，可通过喷涂覆盖面积，第一电控喷头27和第二电控喷头28通过软管与外部的泵组件与储料箱相连接，第一电控喷头27与第二电控喷头28的上表面中部位均固定连接有连接杆26，两个连接杆26的上端分别与第一传动板17与第二传动板18的底面中部位置固定连接，通过外部的泵组件将储料箱中涂料沿着软管输送至第一电控喷头27与第二电控喷头28，经由第一电控喷头27与第二电控喷头28的喷口喷出。
30.需要留意的是，涂覆机构上设置有用于对原料碳纸9的边角进行裁切的裁边机构，
裁边机构包括安装板29，安装板29的一端固定安装有伺服电机30，伺服电机30的输出端固定连接有螺纹杆31，螺纹杆31的一端与安装板29转动连接，安装板29的顶部内壁上开设有滑槽35，螺纹杆31的一端螺纹连接有与滑槽35滑动配合的母板32，母板32通过滑槽35与安装板29滑动连接，母板32的底端固定连接有电动伸缩杆33，电动伸缩杆33的底端固定连接有电动裁边器34，通过电动裁边器34高速旋转，后由电动伸缩杆33推动下控制电动裁边器34上下运动，通过伺服电机30带动螺纹杆31旋转，由螺纹杆31与母板32的螺纹关系，同时在母板32与滑槽35的滑动配合下，可控制电动裁边器34前后运动，进而可对原料碳纸9进行切边。
31.值得关注的是，夹压组件撑起原料碳纸9使原料碳纸9的一边呈倾斜姿态，而在u形板11上设置有用于根据原料碳纸9斜边斜率对第一传动板17与第二传动板18的旋转角度进行调节的转向机构，转向机构包括第一气缸13与第二气缸15，第一气缸13与第二气缸15分别固定在两个u形板11的顶部内壁上，第一气缸13的底端固定连接有第一按压板14，第二气缸15的底端固定连接有第二挤压板16，第一传动板17的底面两侧分别设置有第一电机19和第二电机20，第一电机19和第二电机20的输出轴端均与第一传动板17固定连接，第二传动板18的底面两侧分别设置有第三电机21和第四电机22，第三电机21和第四电机22的输出轴端均与第二传动板18固定连接，通过第一气缸13与第二气缸15分别驱动第一按压板14与第二挤压板16向下按压第一传动板17与第二传动板18的一端，进而能够由第一传动板17与第二传动板18两端的第一电机19与第二电机20、第三电机21和第四电机22分别带动第一传动板17与第二传动板18以两侧端部为轴心转动。
32.进一步来说，第一传动板17的两侧上表面均固定连接有旋转座23，旋转座23的内部转动连接有按压块25，按压块25的底面嵌设有多个环形分别的滚珠24，减少摩擦力，可使第一传动板17与第二传动板18更易转动。
33.本发明的工作原理及使用流程如下：图1、3、4中所示的涂覆机构与裁边机构为初始状态，其中第一传动板17和第二传动板18互相接触，并且与两侧的u形板11互为垂直状态，第一电机19、第二电机20、第三电机21、第四电机22均位于u形板11的内侧底端的中部位置；电动裁边器34位于第一电控喷头27和第二电控喷头28的左侧；
34.请参照图6、7理解以下内容，其中原料碳纸9的下部分为整条原料碳纸9的初始端，该初始端即为斜边(在外部裁剪过程中，难以完全避免裁剪失误的情况发生，因此会有这么一批起始段为斜边的原料碳纸9，并且该斜边角度可测量得出)，其中a1a1所示位置的实线代表第一传动板17和第二传动板18的初始位置，并且电动裁边器34位于a1a1实线和b2实线的交点处位置，其中a2、a2实线为第一传动板17和第二传动板18的最终位置，a2、a2实线与a1a1实线之间的虚线代表第一传动板17和第二传动板18在运动时所在的位置，其中两条波浪状b1、b2实线所形成的区域代表第一电控喷头27和第二电控喷头28的喷涂区域，为方便理解以下内容，将图6、7中的d、e、f、g方位分别定为向后、向前、向左、向右；
35.以斜边与水平方向夹角为10度的原料碳纸9为例，并参照图6说明工作内容，使用时，向上拉动固定板3，将原料碳纸9的初始端放置在垫板2的顶端，并且使第一电控喷头27和第二电控喷头28的左侧(图3中的左侧方位)与斜边对其，然后松开固定板3，使两个固定板3对原料碳纸9的两侧压紧；
36.启动第一气缸13和第二气缸15，分别使第一按压板14向下移动对第二电机20和第
四电机22夹紧，使第二挤压板16向上移动不对第一电机19和第三电机21夹紧，启动第二电机20和第一电控喷头27，第二电机20通过电机轴带动第一传动板17和第一电机19逆时针旋转20度后关闭第二电机20和第一电控喷头27。然后再控制第一气缸13和第二气缸15，分别使第一按压板14向上移动不对第二电机20和第四电机22夹紧，使第二挤压板16向下移动对第一电机19和第三电机21夹紧，启动第三电机21和第二电控喷头28，第三电机21通过电机轴带动第二传动板18和第四电机22逆时针旋转20度后关闭第三电机21和第二电控喷头28。通过上述操作，使第一传动板17依次逆时针旋转20度、顺时针旋转20度、逆时针旋转20度、顺时针旋转20度后，使第二传动板18依次逆时针旋转20度、顺时针旋转20度、逆时针旋转20度、顺时针旋转20度后，得到两条b1、b2波浪线之间形成的喷涂区域，该喷涂区域的斜率与原料碳纸9的斜边斜率相同；
37.在第一传动板17和第二传动板18摆动到最终的a2、a2位置时，启动电动伸缩杆33带动电动裁边器34向下移动，再启动电动裁边器34和伺服电机30，使电动裁边器34向后移动对原料碳纸9裁边，在电动裁边器34移动到螺纹杆31的末端时，关闭伺服电机30，但不关闭电动裁边器34，此时拉动原料碳纸9向前移动一定距离，继续对原料碳纸9进行裁边。然后关闭电动裁边器34以及启动电动伸缩杆33并使伺服电机30反转，使电动裁边器34向上移动并向前移动到初始位置，同时再通过操作使第一传动板17依次逆时针旋转20度、顺时针旋转20度、逆时针旋转20度、顺时针旋转20度后，使第二传动板18依次逆时针旋转20度、顺时针旋转20度、逆时针旋转20度、顺时针旋转20度后移动到初始位置，完成再一次的喷涂。以上操作为一个操作流程，此后再重复该操作流程对原料碳纸9进行喷涂微孔层浆料，并通过烘干装置10进行烘干，在原料碳纸9喷涂到一定长度后，将其初始端固定在收卷辊7上，通过收卷辊7对原料碳纸9进行收卷操作。
38.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。