本发明涉及柔性电活性聚合物材料性能测试，具体涉及一种聚合物材料循环拉伸、弯曲用驱动装置及试验方法。
背景技术：
1、以压电高分子、离子凝胶、介电弹性体为代表的电活性聚合物及其复合材料在拉伸、弯曲等外力周期性作用下可产生连续的电信号，在能量收集、智能传感、柔性驱动等领域极具应用前景。因此，可用于聚合物及其复合材料循环拉伸、压缩弯曲实验的驱动装置对于柔性电活性材料的性能研究与器件应用具有重要的意义。针对电活性聚合物材料形变大、易裁剪尺寸可调、应用场景广等特点，用于电活性聚合物材料循环拉伸、压缩弯曲实验的驱动装置需要具备三个关键功能：(1)固定样品两端的夹具位置可调，以满足不同尺寸的聚合物材料与器件试验需求；(2)带动样品拉伸/弯曲的驱动单元行程可调、位移精度高，以广泛匹配不同材料的形变量特点；(3)驱动单元的运动频率可调，以应对不同模量样品以及不同应用场景的试验需求。目前，市面上现有的力学试验机的驱动装置主要基于伺服电机，在高速运转下易磨损，难以满足柔性材料在小变形量或高频率驱动等条件下的试验需求。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是：提供一种聚合物材料循环拉伸、弯曲用驱动装置及试验方法，其操作便捷、试验结果准确，能够适用于不同尺寸、不同模量的聚合物材料，具有驱动距离可调、精度高、频率范围广的特点。
2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
3、一、一种聚合物材料循环拉伸、弯曲用驱动装置
4、本发明提供了一种聚合物材料循环拉伸、弯曲用驱动装置，用于模量范围为102～109pa的电活性聚合物及其复合材料周期性拉伸、弯曲试验，主要包括底座1、导轨2、样品固定模块、样品驱动模块、电-力转换模块，所述导轨2设于底座1上端面；
5、所述样品固定模块包括固定安装于导轨2上的第一滑块3，所述第一滑块3上方固定安装有第二滑块4，且所述第一滑块3在导轨2上的安装位置和所述第二滑块4在第一滑块3上的安装位置均可调节，所述第二滑块4顶部固定连接有固定装置5，所述固定装置5端部设有样品固定端夹持部；
6、所述样品驱动模块包括滑动安装于导轨2上的运动滑块11，所述运动滑块11顶部设有样品驱动端夹持部，且所述样品驱动端夹持部与样品固定端夹持部的初始间距与试验样品的原始长度相适配；
7、所述电-力转换模块包括用于驱动运动滑块11沿导轨2滑动的球头连杆14，所述球头连杆14安装于偏心轮15上，所述偏心轮15与电机16的驱动端相连接，所述电机16通过电机夹具19固定安装于底座1上。
8、进一步的，所述样品固定端夹持部包括固定连接于所述固定装置5端部的夹具底座7，所述夹具底座7上方设有夹具夹板一8，所述夹具底座7与夹具夹板一8通过夹紧螺母一9相连接以夹持所述试验样品的固定端。
9、进一步的，所述样品驱动端夹持部包括夹具夹板二12，所述夹具夹板二12通过夹紧螺母二13连接于所述运动滑块11顶部以夹持所述试验样品的驱动端。
10、进一步的，所述导轨2上开设有沟槽21，且所述沟槽21内均匀开设有多个螺孔22，所述第一滑块3通过螺钉固定于不同的螺孔22以调节第一滑块3在导轨2上的安装位置，进而完成样品驱动端夹持部与样品固定端夹持部间距的一级调节。
11、进一步的，所述第一滑块3顶部开设有滑槽，所述第二滑块4底部滑动卡接于所述滑槽中并通过销轴固定以调节第二滑块4在第一滑块3上的安装位置，进而完成样品驱动端夹持部与样品固定端夹持部间距的二级调节。
12、进一步的，所述夹具底座7上安装有应力传感器6，所述应力传感器6与安装于底座1侧部的应力显示面板10电连接以监测试验样品在试验过程中的受力变化。
13、进一步的，所述电机16侧部设有固定装置20，所述固定装置20上安装有红外转速仪17，所述红外转速仪17与安装于底座1侧部的转速显示面板18电连接以监测试验过程中电机驱动端的转速变化。
14、进一步的，通过调节所述偏心轮15的偏心量以控制所述运动滑块11在导轨2上的运动距离，进而调控试验样品的拉伸、弯曲程度，所述运动滑块11在导轨2上的运动距离控制精度为0.1mm。
15、进一步的，通过调节所述电机16驱动端的转速以调控试验样品的拉伸、弯曲循环频率，所述循环频率的控制范围为0～5hz。
16、二、一种聚合物材料循环拉伸、弯曲的试验方法
17、基于同一发明构思，本发明还提供了一种聚合物材料循环拉伸、弯曲的试验方法，基于如上所述的驱动装置，具体包括如下步骤：
18、s1，根据试验样品的试验形变量确定运动滑块的行程，并根据所述行程设置偏心轮的偏心量以及运动滑块在导轨上的初始位置；
19、s2，根据试验样品的原始长度确定样品固定端与驱动端间距，并根据所述间距依次调节第一滑块在导轨上的相对位置以及第二滑块在第一滑块上的相对位置；
20、s3，将试验样品两端分别固定在样品固定端夹持部与样品驱动端夹持部；
21、s4，根据试验样品的试验频率设置电机转速，电机驱动端驱动偏心轮转动并通过球头连杆带动运动滑块沿导轨运动，使试验样品按照设定的试验形变量、试验频率进行周期性的拉伸/弯曲试验。
22、本发明与现有技术相比具有以下主要的优点：
23、1、本发明提供了一种聚合物材料循环拉伸、弯曲用驱动装置，可进行柔性聚合物材料周期性拉伸/弯曲试验；驱动装置中固定模块的结构可进行二级调节，进而可满足不同长度样品的试验需求；通过偏心轮的偏心量调节运动滑块的行程能够实现对样品拉伸/弯曲形变量的精确调控，精度可达0.1mm；通过调节电机转速能够高效的调控样品进行拉伸/弯曲试验的频率，使试验频率可在0～5hz范围内任意调整。
24、2、本发明还提供了一种聚合物材料循环拉伸、弯曲的试验方法，基于所述聚合物材料循环拉伸、弯曲用驱动装置，整体操作快捷、方便，且试验结果准确，能够适用于不同尺寸、不同模量的聚合物材料循环拉伸/弯曲试验，具有驱动距离可调、精度高、频率范围广的特点。
1.一种聚合物材料循环拉伸、弯曲用驱动装置，用于模量范围为102～109pa的聚合物及其复合材料周期性拉伸、弯曲试验，其特征在于，包括底座(1)、导轨(2)、样品固定模块、样品驱动模块、电-力转换模块，所述导轨(2)设于底座(1)上端面；
2.根据权利要求1所述的一种聚合物材料循环拉伸、弯曲用驱动装置，其特征在于，所述样品固定端夹持部包括固定连接于所述固定装置(5)端部的夹具底座(7)，所述夹具底座(7)上方设有夹具夹板一(8)，所述夹具底座(7)与夹具夹板一(8)通过夹紧螺母一(9)相连接以夹持所述试验样品的固定端。
3.根据权利要求1所述的一种聚合物材料循环拉伸、弯曲用驱动装置，其特征在于，所述样品驱动端夹持部包括夹具夹板二(12)，所述夹具夹板二(12)通过夹紧螺母二(13)连接于所述运动滑块(11)顶部以夹持所述试验样品的驱动端。
4.根据权利要求1所述的一种聚合物材料循环拉伸、弯曲用驱动装置，其特征在于，所述导轨(2)上开设有沟槽(21)，且所述沟槽(21)内均匀开设有多个螺孔(22)，所述第一滑块(3)通过螺钉固定于不同的螺孔(22)以调节第一滑块(3)在导轨(2)上的安装位置，进而完成样品驱动端夹持部与样品固定端夹持部间距的一级调节。
5.根据权利要求4所述的一种聚合物材料循环拉伸、弯曲用驱动装置，其特征在于，所述第一滑块(3)顶部开设有滑槽，所述第二滑块(4)底部滑动卡接于所述滑槽中并通过销轴固定以调节第二滑块(4)在第一滑块(3)上的安装位置，进而完成样品驱动端夹持部与样品固定端夹持部间距的二级调节。
6.根据权利要求1所述的一种聚合物材料循环拉伸、弯曲用驱动装置，其特征在于，所述夹具底座(7)上安装有应力传感器(6)，所述应力传感器(6)与安装于底座(1)侧部的应力显示面板(10)电连接以监测试验样品在试验过程中的受力变化。
7.根据权利要求1所述的一种聚合物材料循环拉伸、弯曲用驱动装置，其特征在于，所述电机(16)侧部设有固定装置(20)，所述固定装置(20)上安装有红外转速仪(17)，所述红外转速仪(17)与安装于底座(1)侧部的转速显示面板(18)电连接以监测试验过程中电机驱动端的转速变化。
8.根据权利要求1所述的一种聚合物材料循环拉伸、弯曲用驱动装置，其特征在于，通过调节所述偏心轮(15)的偏心量以控制所述运动滑块(11)在导轨(2)上的运动距离，进而调控试验样品的拉伸、弯曲程度，所述运动滑块(11)在导轨(2)上的运动距离控制精度为0.1mm。
9.根据权利要求1所述的一种聚合物材料循环拉伸、弯曲用驱动装置，其特征在于，通过调节所述电机(16)驱动端的转速以调控试验样品的拉伸、弯曲循环频率，所述循环频率的控制范围为0～5hz。
10.一种聚合物材料循环拉伸、弯曲的试验方法，基于如权利要求1至8中任意一项所述的驱动装置，其特征在于，包括如下步骤：
