一种用于电极化压电材料的智能运动平台

本技术属于电极化设备，涉及一种用于电极化压电材料的智能运动平台。

背景技术：

1、近年来，压电材料制成的压电支架引起了生物医学界科学家和医生的兴趣，因为它们无需外部电源即可产生电荷，其产生的电荷可通过细胞外基质刺激生物体内的周围神经再生，骨再生，细胞分化以及用作监测生命体征的生物传感器。

2、而压电材料的压电输出通常需要在材料成型后通过施加热极化和电极化以进一步增强支架的电性能。其中电极化中的电晕极化法，更适用有机压电材料，避免了向材料中引入毒性溶剂，为压电支架用于临床医学奠定基础。

3、传统的电晕极化法是将材料固定在接地的金属板上，将电晕针悬置于材料的正上方，并固定相对位置；然后，通过向电晕针施加高压电，由针尖放出电子经高压电场喷溅在样品表面，使样品内部产生高压电场并诱导样品极化。然而，这种固定式的针-板式设计存在样品表面电位分布不均匀的问题。目前，有两种方式对上述问题进行了改进。一种是如cn214797458u所述，用串联的方式用多针代替单针，但这也增加了针尖之间电场的相互干扰和针尖损耗。另一种是如文献(build.environ.2020,180,107020.)所给出的，在单个针尖下方布设一个比针尖电压稍低的带电金属栅网，其作用是将从针尖放出的电子经栅网的孔隙均匀地喷溅到样品表面，然而被栅网遮住的区域其极化效果受到了限制。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种用于电极化压电材料的智能运动平台。本实用新型的一种用于电极化压电材料的智能运动平台，能够自定义电晕针运行轨迹区域，通过控制x和y轴电机驱动电晕针，实现对材料的图案化电极化，实现对样品整体的均匀极化，并且减少了使用多针尖造成的电场干扰和针尖损耗。

2、为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

3、一种用于电极化压电材料的智能运动平台，包括电晕针、夹具、摄像机、x轴方向的电机、y轴方向的电机、xy轴电机连接板、z轴滑轨和z轴固定连接板；电晕针用于极化样品，摄像机用于识别样品的所在位置进行标定，电晕针和摄像机固定在夹具上，夹具与z轴滑轨上的滑块固定连接，z轴滑轨用于控制电晕针与样品间的距离，z轴滑轨与位于其上方的z轴固定连接板垂直连接，z轴固定连接板还与x轴方向的电机连接，x轴方向的电机和y轴方向的电机分别固定在xy轴电机连接板的上下表面，x轴方向的电机用于控制电晕针在x轴方向运动，y轴方向的电机用于控制电晕针在y轴方向运动；

4、所述样品为压电材料。

5、本实用新型的一种用于电极化压电材料的智能运动平台，可对压电材料极化过程中电晕针运动路径进行自定义设计，实现对压电材料整体的均匀极化和对特定区域极化。

6、作为优选的技术方案：

7、如上所述的一种用于电极化压电材料的智能运动平台，z轴滑轨与z轴固定连接板整体呈l形。

8、如上所述的一种用于电极化压电材料的智能运动平台，电晕针为铜或钨钢材质的电晕针。

9、如上所述的一种用于电极化压电材料的智能运动平台，夹具为聚四氟乙烯材质的夹具，聚四氟乙烯为高介电常数绝缘材料。

10、如上所述的一种用于电极化压电材料的智能运动平台，电晕针与样品之间的距离范围为5～100mm，该距离范围是使用时的距离范围。

11、如上所述的一种用于电极化压电材料的智能运动平台，还包括控制机箱以及位于其上表面的热台；y轴方向的电机固定安装在控制机箱上；热台用于加热样品，控制机箱用于控制施加在电晕针上的电压(-20～20kv)、控制热台温度(0～200℃)以及读取摄像机得到样品位置信息，并设置x轴方向的电机和y轴方向的电机的运动轨迹和速度(1～100mm/min)。

12、如上所述的一种用于电极化压电材料的智能运动平台，热台为铝合金材质，热台底部装有ptc加热片。

13、如上所述的一种用于电极化压电材料的智能运动平台，控制机箱的外壳为金属或塑料材质。

14、如上所述的一种用于电极化压电材料的智能运动平台，还包括扣在控制机箱上方的透明绝缘保护罩，用于覆盖控制机箱上的所有部件，从而在一定程度上对操作者进行保护。

15、有益效果：

16、(1)本实用新型的一种用于电极化压电材料的智能运动平台，利用机器视觉识别样品所在位置信息，通过控制x和y轴电机驱动电晕针实现对样品整体的均匀极化；

17、(2)本实用新型的一种用于电极化压电材料的智能运动平台，可以自定义电晕针运行轨迹区域，实现对材料的图案化电极化；

18、(3)本实用新型的一种用于电极化压电材料的智能运动平台减少了使用多针尖造成的电场干扰和针尖损耗。

技术特征：

1.一种用于电极化压电材料的智能运动平台，其特征在于：包括电晕针(8)、夹具(7)、摄像机(6)、x轴方向的电机(2)、y轴方向的电机(4)、xy轴电机连接板(3)、z轴滑轨(5)和z轴固定连接板(1)；电晕针(8)用于极化样品，摄像机(6)用于识别样品的所在位置进行标定，电晕针(8)和摄像机(6)固定在夹具(7)上，夹具(7)与z轴滑轨(5)上的滑块固定连接，z轴滑轨(5)用于控制电晕针(8)与样品间的距离，z轴滑轨(5)与位于其上方的z轴固定连接板(1)垂直连接，z轴固定连接板(1)还与x轴方向的电机(2)连接，x轴方向的电机(2)和y轴方向的电机(4)分别固定在xy轴电机连接板(3)的上下表面，x轴方向的电机(2)用于控制电晕针在x轴方向运动，y轴方向的电机(4)用于控制电晕针在y轴方向运动；

2.根据权利要求1所述的一种用于电极化压电材料的智能运动平台，其特征在于，z轴滑轨(5)与z轴固定连接板(1)整体呈l形。

3.根据权利要求1所述的一种用于电极化压电材料的智能运动平台，其特征在于，电晕针(8)为铜或钨钢材质的电晕针。

4.根据权利要求1所述的一种用于电极化压电材料的智能运动平台，其特征在于，夹具(7)为聚四氟乙烯材质的夹具。

5.根据权利要求1所述的一种用于电极化压电材料的智能运动平台，其特征在于，电晕针(8)与样品之间的距离范围为5～100mm。

6.根据权利要求1所述的一种用于电极化压电材料的智能运动平台，其特征在于，还包括控制机箱(10)以及位于其上表面的热台(9)；y轴方向的电机(4)固定安装在控制机箱(10)上；热台(9)用于加热样品，控制机箱(10)用于控制施加在电晕针(8)上的电压、控制热台温度以及读取摄像机(6)得到样品位置信息，并设置x轴方向的电机(2)和y轴方向的电机(4)的运动轨迹和速度。

7.根据权利要求6所述的一种用于电极化压电材料的智能运动平台，其特征在于，热台(9)为铝合金材质，热台(9)底部装有ptc加热片。

8.根据权利要求6所述的一种用于电极化压电材料的智能运动平台，其特征在于，控制机箱(10)的外壳为金属或塑料材质。

9.根据权利要求6所述的一种用于电极化压电材料的智能运动平台，其特征在于，还包括扣在控制机箱(10)上方的透明绝缘保护罩。

技术总结
本技术涉及一种用于电极化压电材料的智能运动平台，包括电晕针、夹具、摄像机、x轴方向的电机、y轴方向的电机、xy轴电机连接板、z轴滑轨和z轴固定连接板；电晕针用于极化样品(压电材料)，摄像机用于识别样品的所在位置进行标定，电晕针和摄像机固定在夹具上，夹具与z轴滑轨上的滑块固定连接，z轴滑轨用于控制电晕针与样品间的距离，z轴滑轨与位于其上方的z轴固定连接板垂直连接，z轴固定连接板还与x轴方向的电机连接，x轴方向的电机和y轴方向的电机分别固定在xy轴电机连接板的上下表面，x轴方向的电机和y轴方向的电机分别用于控制电晕针在x轴方向和y轴方向运动。本技术能够实现对样品整体的均匀极化。

技术研发人员：张耀鹏,陈杰,范苏娜
受保护的技术使用者：东华大学
技术研发日：20230224
技术公布日：2024/1/14