[发明专利]沿面闪络实验样品更换装置、实验装置和样品更换方法

权利要求书

1.沿面闪络实验样品更换装置，其特征在于：包括样品更换和电极压紧结构、控制器，所述的样品更换和电极压紧结构与控制器相连接，样品更换和电极压紧结构主要由样品更换单元和电极压紧单元组成；

所述的电极压紧单元包括：实验样品托台(8)、直线轴承(9)、导向轴(10)、装置底板(1)、位移步进电机(11)、电极安装支架(6)和电极安装杆(7)；

导向轴(10)至少为两根，固定安装在装置底板(1)上；实验样品托台(8)与直线轴承(9)固定连接，直线轴承(9)套设在导向轴(10)上，实验样品托台(8)通过直线轴承(9)与装置底板(1)平行设置；位移步进电机(11)设置在装置底板(1)上，位于实验样品托台(8)的下方；位移步进电机(11)的输出端与实验样品托台(8)相连；电极安装支架(6)固定在装置底板(1)上，电极安装支架(6)的顶板上开设有条形安装孔；多个电极安装杆(7)设置在所述条形安装孔内，并位于实验样品托台(8)的上方；

所述的样品更换单元包括：带座轴承(2)、主动滚轴(3)、从动滚轴(13)、旋转步进电机(12)和传动组件；

带座轴承(2)为四个，均固定设置在装置底板(1)上，其中两个带座轴承(2)用于支撑主动滚轴(3)，另外两个带座轴承(2)用于支撑从动滚轴(13)；主动滚轴(3)与从动滚轴(13)平行设置，旋转步进电机(12)通过传动组件驱动主动滚轴(3)转动。

2.根据权利要求1所述的沿面闪络实验样品更换装置，其特征在于：样品更换装置还包括电磁隔离模块，电磁隔离模块设置在控制器与样品更换和电极压紧结构之间。

3.根据权利要求1或2所述的沿面闪络实验样品更换装置，其特征在于：所述的装置底板(1)上设置有开关支架，开关支架上安装有上限位行程开关(15)和下限位行程开关(14)。

4.根据权利要求3所述的沿面闪络实验样品更换装置，其特征在于：所述的控制器为PLC控制台。

5.根据权利要求1所述的沿面闪络实验样品更换装置，其特征在于：所述的电极安装杆(7)包括导杆，以及从下至上依次套设在导杆外的下锁紧螺母、第一挡圈、弹簧、第二挡圈以及上锁紧螺母。

6.根据权利要求1所述的沿面闪络实验样品更换装置，其特征在于：所述的样品更换单元还包括阻尼轮，阻尼轮安装在从动滚轴(13)与带座轴承(2)之间。

7.根据权利要求1所述的沿面闪络实验样品更换装置，其特征在于：所述的样品更换单元中的传动组件为带传动组件，所述的带传动组件主要由同步带(5)和两个同步带轮(4)组成，其中一个同步带轮(4)与旋转步进电机(12)的输出端相连，另一个同步带轮(4)与主动滚轴(3)相连。

8.沿面闪络实验装置，包括实验腔体，其特征在于：还包括权利要求1-7任一所述的样品更换装置；

实验腔体设置有耐高气压航空接头；

所述样品更换装置的样品更换和电极压紧结构设置在实验腔体内，控制器设置在实验腔体外；连接样品更换和电极压紧结构与控制器的线缆接入耐高气压航空接头的两端。

9.根据权利要求8所述的沿面闪络实验装置，其特征在于：所述的耐高气压航空接头为最高耐受气压2.0MPa的多芯航空接头。

10.采用权利要求1-7任一所述的样品更换装置更换实验样品的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)准备实验样品：

若实验样品为硬质固体材料样品(16)：

1.1)将实验样品等间距固定在长条形软质材料上；

1.2)将固定有实验样品的长条形软质材料卷绕成卷轴；

1.3)将卷轴安装至样品更换单元的从动滚轴(13)上；

1.4)将卷轴的引头经过实验样品托台(8)的上部后安装至主动滚轴(3)；

若实验样品为软质薄膜材料样品(17)：

1.1)将实验样品直接卷绕成卷轴；

1.2)将卷轴安装至从动滚轴(13)上；

1.3)将卷轴的引头经过实验样品托台(8)上部后连接至主动滚轴(3)；

2)将实验用电极安装至电极安装杆(7)上，调整使得电极之间间距满足实验要求，并保证电极底部平整；

3)将样品更换单元和电极压紧单元安装至实验腔体内，连接供电和控制线缆，然后将实验腔体内的环境调节为绝缘环境，进行实验；

4)更换样品：

需要更换样品时：

a.电磁隔离模块接通；

b.控制器控制位移步进电机(11)驱动实验样品托台(8)下行，使当前实验样品与实验用电极分离；

c.控制器控制旋转步进电机(12)驱动主动滚轴(3)转动设定角度，将实验样品传送至实验样品托台(8)上设定位置；

d.控制器控制位移步进电机(11)驱动实验样品托台(8)上行，使更换后的当前实验样品与实验用电极压紧；

e.电磁隔离模块断开。