CN114354687B - 一种石墨烯材料的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石墨烯材料的检测方法，通过多轴联动机械手将上料载台中的待测石墨烯夹持至检测基座的预设位置上，通过控制开关控制预设位置的发热件通电，使得发热件发热，进而将热量传导到待测石墨烯的预设区域上，通过红外热成像仪测量在预设时间内待测石墨烯特定区域的温差，进而计算出待测石墨烯的导热速率，通过红外热成像仪测量待测石墨烯各个区域的温差，从而计算出待测石墨烯的导热速率，进而确定待测石墨烯的导热性能，并且能够根据测试需求灵活的变换热源，提高了测试的多样性与测试效率。

Description

一种石墨烯材料的检测方法

技术领域

本发明涉及材料导热性能测试技术领域，特别是一种石墨烯材料的检测方法。

背景技术

石墨烯是一种由碳原子组成、具有六角形蜂巢晶格结构的二维纳米材料，其具有高电子迁移率、高比表面积、高导热系数、可控的光学性质、优异的机械力学性能和稳定的物理化学性质等，在光热转换、电化学储能、电子屏幕、工业催化等领域均表现出巨大的应用潜力。

在石墨烯生产时，需要对其导热性能进行测试，以确保其能有效导热。目前常用的测试方法是通过人工手动的采用测试仪器对石墨烯进行测试，这种测试方法过程繁琐，耗时较长，测试效率低，不适合大批量的测试，并且测试结果也受人为因素影响，进而影响测试结果的可靠性。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种石墨烯材料的检测方法。

为达到上述目的本发明采用的技术方案为：一种石墨烯材料的检测方法，包括如下步骤：

通过多轴联动机械手将上料载台中的待测石墨烯夹持至检测基座的预设位置上；

通过控制开关控制预设位置的发热件通电，使得发热件发热，进而将热量传导到待测石墨烯的预设区域上；

通过红外热成像仪测量在预设时间内待测石墨烯特定区域的温差，进而计算出待测石墨烯的导热速率；

根据所述导热速率，生成检测结果；

根据检测结果，控制多轴联动机械手将测试完成的石墨烯夹持至下料区上。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，还包括如下步骤：

通过大数据网络获取标准石墨烯产品对应的标准导热速率，并基于所述标准导热速率建立标准导热速率数据库；

通过光学摄像机获取检测基座上待测石墨烯尺寸信息，并将所述待测石墨烯尺寸信息导入标准导热速率数据库中，从而得到当前待测石墨烯对应的预设标准导热速率；

获取预设时间内待测石墨烯的温度值，基于预设时间内待测石墨烯的温度值计算出实际导热速率；

判断所述实际导热速率是否小于预设标准导热速率；

若是，则生成第一控制信号，将所述第一控制信号传送至控制***上；

若否，则生成第二控制信号，将所述第二控制信号传送至控制***上。

本发明另一方面提供了一种石墨烯材料的检测方法，使用检测装置应用于所述步骤中，所述检测装置包括检测台以及设置在检测台上的检测基座；

所述检测台上设置有支撑架，所述支撑架上固定安装有位移组件，所述位移组件包括第一位移机构与第二位移机构，所述第一位移机构包括第一导轨，所述第一导轨固定安装在支撑架上，所述第一导轨上滑动设置有第一滑动块，所述第一导轨的一端设置有第一电机，所述第一电机用于驱动所述第一滑动块沿第一导轨来回滑动，所述第一滑动块上设置有第一传感器，所述第一传感器用于检测第一滑动块的位置信息；

所述第二位移机构包括第二导轨，所述第二导轨的两端分别固定安装在所述第一位移机构的第一滑动块上，所述第二导轨上滑动设置有第二滑动块，所述第二导轨的一端设置有第二电机，所述第二电机用于驱动所述第二滑动块沿第二导轨来回滑动，所述第二滑动块上设置有第二传感器，所述第二传感器用于检测第二滑动块的位置信息；

所述第二滑动块上设置有光学摄像机、红外热成像仪以及超声波检测仪，通过所述红外热成像仪测量检测基座上待测石墨烯在预设时间内的温差，进而计算出待测石墨烯的导热速率。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述检测基座上阵列设置有若干个加热腔，所述加热腔的内壁上均设置有隔热层，所述加热腔的底部均设置有可独立控制的电热装置，所述加热腔内设置有第三传感器，所述第三传感器用于检测加热腔内的温度信息。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述电热装置包括发热件与控制开关，所述控制开关用于控制所述发热件的电流通断，所述控制开关与所述第三传感器通讯连接。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述第二滑动块上固定安装有多轴联动机械手，所述多轴联动机械手包括第一转动关节、第二转动关节以及第三转动关节，所述第三转动关节的末端固定连接有万向转动关节，所述万向转动关节固定连接有夹持组件。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述夹持组件包括第一夹紧杆与第二夹紧杆，所述第一夹紧杆的末端铰接有第一捉取块，所述第二夹紧杆的末端铰接有第二捉取块。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，述第一夹紧杆与第二夹紧杆上均设置有第四传感器，所述第四传感器用于检测第一夹紧杆与第二夹紧杆的位置与位移量，所述第一捉取块与第二捉取块上设置有第五传感器，所述第五传感器用于检测第一捉取块与第二捉取块上的夹持力信息。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述第一转动关节、第二转动关节以及第三转动关节上均设置有第六传感器，所述第六传感器间信号互连，所述第六传感器用于检测多轴联动机械手的位置信息。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述检测装置还包括上料区与下料区，所述上料区上设置有上料载台以及空盘载台，所述下料区上设置有良品载台、不良品载台以及待修复品载台。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：通过红外热成像仪测量待测石墨烯各个区域的温差，从而计算出待测石墨烯的导热速率，进而确定待测石墨烯的导热性能，并且能够根据测试需求灵活的变换热源，提高了测试的多样性与测试效率，能够一机多用，适用性广，极大的降低了生产成本；能够真实的模拟出不同的受热工况，进而检测不同安装工况的石墨烯材料，适用范围广，极大的降低了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明另一视角的立体结构示意图；

图3为位移组件的结构示意图；

图4为检测基座的结构示意图；

图5为多轴联动机械手的结构示意图；

图6为夹持组件的结构示意图；

图7为一种石墨烯材料的检测方法的整体流程图；

图8为一种石墨烯材料的检测方法的部分方法流程图；

附图标记说明如下：101、检测台；102、检测基座；103、支撑架；104、第一位移机构；105、第二位移机构；106、第一导轨；107、第一滑动块；108、第一电机；109、第二导轨；201、第二滑动块；202、第二电机；203、光学摄像机；204、红外热成像仪；205、超声波检测仪；206、加热腔；207、隔热层；208、电热装置；209、多轴联动机械手；301、第一转动关节；302、第二转动关节；303、第三转动关节；304、万向转动关节；305、第一夹紧杆；306、第二夹紧杆；307、第一捉取块；308、第二捉取块；309、第四传感器；401、第五传感器；402、上料载台；403、空盘载台；404、良品载台；405、不良品载台；406、待修复品载台。

具体实施方式

为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

本发明第一方面提供了一种石墨烯材料的检测方法，如图7所示，包括如下步骤：

S102：通过多轴联动机械手将上料载台中的待测石墨烯夹持至检测基座的预设位置上；

S104：通过控制开关控制预设位置的发热件通电，使得发热件发热，进而将热量传导到待测石墨烯的预设区域上；

S106：通过红外热成像仪测量在预设时间内待测石墨烯特定区域的温差，进而计算出待测石墨烯的导热速率；

S108：根据所述导热速率，生成检测结果；

S110：根据检测结果，控制多轴联动机械手将测试完成的石墨烯夹持至下料区上。

需要说明的是，首先，通过多轴联动机械手209将上料载台402中的待测石墨烯夹持至检测基座102的预设位置上，通过光学摄像机203对待测石墨烯进行识别定位，位置摆放准确后，控制***控制预设位置上的发热件通电，进而真实模拟石墨烯在实际工况时的受热情况，在此过程中，通过位移组件带动红外热成像仪204测试待测石墨烯各个区域的温差，从而计算出待测石墨烯的导热速率，然后生成检测结果，根据检测结果控制多轴联动机械手209将测试完成的石墨烯夹持至下料区上。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，如图8所示，还包括如下步骤：

S202：通过大数据网络获取标准石墨烯产品对应的标准导热速率，并基于所述标准导热速率建立标准导热速率数据库；

S204：通过光学摄像机获取检测基座上待测石墨烯尺寸信息，并将所述待测石墨烯尺寸信息导入标准导热速率数据库中，从而得到当前待测石墨烯对应的预设标准导热速率；

S206：获取预设时间内待测石墨烯的温度值，基于预设时间内待测石墨烯的温度值计算出实际导热速率；

S208：判断所述实际导热速率是否小于预设标准导热速率；

S210：若是，则生成第一控制信号，将所述第一控制信号传送至控制***上；

S212：若否，则生成第二控制信号，将所述第二控制信号传送至控制***上。

需要说明的是，为降低在检测过程中数据处理器的计算量，进而提高检测效率，可以先从大数据网络中提前获取标准尺寸的石墨烯产品对应的标准导热速，然后再建立数据库，将数据库中的数据提前储存在储存器上，这样一来，在对石墨烯进行导热性能检测时，只需要通过光学摄像机203获取检测基座102上待测石墨烯尺寸信息，然后再将待测石墨烯尺寸信息导入标准导热速率数据库中，便能够快速的得到该待测石墨烯尺寸信息相对应的预设标准导热速率，不需要进行复杂的计算，极大的提高了检测效率。当得到该待测石墨烯相对应的预设标准导热速率后，控制***控制电热装置208加热，在此过程中，通过红外热成像仪204获取在预设时间上待测石墨烯各个区域的温差，进而计算出该待测石墨烯的实际导热速率，然后再将实际导热速率与预设标准导热速率进行比较，若实际导热速率大于预设标准导热速率，则说明该石墨烯导热性能合格，判定为合格品，则生成第二控制信号，将该石墨烯夹持至良品载台404的良品盘上；若实际导热速率小于预设标准导热速率，则生成第一控制信号，对该石墨烯进行下一步判定。

需要说明的是，在检测时，若当前待测石墨烯的尺寸信息不存在于标准导热数据库中，控制***会生成运算信息，使得数据处理器根据当前待测石墨烯的尺寸信息自动计算与之相对应的标准导热速率，这样一来，若待检测的石墨烯为标准件，则不需要通过复杂的运算便能够快速获取与之对应的标准导热速率；若待测石墨烯为非标准件，则检测***能够自动的计算出与之对应的标准导热速率，在保证了检测速率的同时，还能对各种规格的石墨进行导热性能测试。标准导热速率计算公式如下：

其中，

为标准导热速率；

为温度系数；

为石墨烯中心点至热沉边缘的距离；

与

分别为石墨烯的宽度与厚度；

为拉曼光谱的G峰偏移量；

为石墨烯吸收热源的功率 变化量。

需要说明的是，在石墨烯导热材料方面，其导热速率受石墨烯片尺寸、缺陷浓度和边缘粗糙度影响。固体材料中传导热量的载体主要有电子、声子和光子，不同材料具有不同的导热机理。由于碳原子之间强共价键的存在，使得石墨烯中起决定作用的是声子导热，也就是晶格的振动导热。影响声子导热的主要因素是声子的平均自由程，而声子自由程的大小由两个散射过程决定：声子间碰撞引起的声子与声子散射，以及声子与边界、晶界、杂质和缺陷等作用引起的缺陷散射。对于单层石墨烯来说，由于是单原子层厚度，在面的上下方向不存在声子散射，声子仅仅在面内传播。由于石墨烯片尺寸是有限的，因此存在石墨烯片边缘的边界散射。并且由于声子大的平均自由程以及大部分热量是由低能量声子所传递，从而使得石墨烯的导热速率随石墨烯面尺寸的增大而提高。同理，声子散射受到材料缺陷以及边缘粗糙度的影响，使得石墨烯的导热速率随缺陷的增多以及粗糙度增大而降低。

此外，所述生成第一控制信号，将所述第一控制信号传送至控制***上，还包括如下步骤：

通过超声波检测仪对待测石墨烯进行扫描并且提取超声波反馈的特征信息，并基于所述特征信息建立石墨烯三维模型；

由所述石墨烯三维模型中提取出待测石墨烯中第一缺陷数据；其中所述第一缺陷数据包括缺陷的类型、缺陷的长度、缺陷的宽度、缺陷的高度、缺陷的位置；

基于所述待测石墨烯中第一缺陷数据计算出第一缺陷浓度值；其中所述第一缺陷浓度值为缺陷总体积与待测石墨烯总体积的比值；

判断所述第一缺陷浓度值是否小于预设浓度值；

若小于，则生成第三控制信号，将所述第三控制信号传送至控制***上；

若大于，则生成第一判定信号，将所述第一判定信号传送至控制***上。

需要说明的是，若通过步骤S202至S210判断出待测石墨烯的实际导热速率小于预设标准导热速率，则生成第一控制信号，使得控制***控制位移组件带动超声波检测仪205对待测石墨烯进行扫描检测，从而得到待测石墨烯中第一缺陷数据，从而计算出该石墨烯中缺陷总体积，进而计算出第一缺陷浓度值，然后再判断第一缺陷浓度值是否小于预设浓度值，若小于，则说明该石墨烯导热速率过低与缺陷浓度无关，此时生成第三控制信号，进行下一步判定；若大于，则说明该石墨烯导热速率与缺陷浓度有关，此时生成第一判定信号。

其中，生成第一判定信号，将所述第一判定信号传送至控制***上，具体为：

获取待测石墨烯后续加工图纸参数；

将所述后续加工图纸参数导入所述石墨烯三维模型中，得到加工后模拟三维模型；

由所述加工后模拟三维模型中提取石墨烯的第二缺陷数据，基于所述第二缺陷数据计算出第二缺陷浓度值；

判断所述第二缺陷浓度值是否小于预设浓度值；

若是，则判定为合格产品；

若否，则判定为废品。

需要说明的是，所述后续加工图纸参数可以从加工图纸中获取，所述后续加工图纸参数包括后续加工步骤中石墨烯所需加工部分，例如在后续需要对石墨烯进行切削、钻削以及挖槽的位置以及体积。当获得后续加工图纸参数后，将该参数导入至石墨烯三维模型，并且利用三维建模软件（如AutoCAD、SolidWorks、MASTERCAM等）建立加工后模拟三维模型，其中加工后模拟三维模型为待测石墨烯进过后续加工（例如切削、钻削、挖槽等）后的模拟三维模型，然后再由该加工后模拟三维模型计算得到第二缺陷浓度值，然后再判断第二缺陷浓度值是否小于预设浓度值，若小于，虽然该待测石墨烯在当前的导热速率不合规，但是经过后续加工后，该待测石墨烯的导热速率是合规的，则将该待测石墨烯判定为合格品，例如该待测石墨烯在后续需要进行打孔加工的步骤，而在这一步骤中，该待测石墨烯所存在的缺陷正好位于需要打孔的位置上，因此该缺陷可以通过这一步骤消除，因此缺陷浓度便会降低，该石墨烯的导热速率便会增高，若经过后续加工步骤后的导热速率合规，则将该待测石墨烯视为合格产品；若大于，则将该石墨烯判定为废品。

其中，所述生成第三控制信号，将所述第三控制信号传送至控制***上，具体为：

获取待测石墨烯图像信息，基于所述待测石墨烯图像信息建立待测石墨烯三维模型；

根据所述待测石墨烯三维模型，得到待测石墨烯的边缘三维信息；

基于所述待测石墨烯的边缘三维信息计算出待测石墨烯的实际边缘粗糙度；

计算所述实际边缘粗糙度与预设边缘粗糙度之间的差值，并根据所述差值确定修复石墨烯所需的边缘厚度；

判断所述修复石墨烯所需的边缘厚度是否大于加工余量；

若大于，则判定为废品；

若小于，则判定为待修复品，并生成修复信息；

其中，所述修复信息包括该石墨烯产品的实际粗糙度信息与修复加工的磨削量。

需要说明的是，若判定出该待测石墨烯的导热速率与缺陷浓度无关，此时则说明导热速率受边缘粗糙度影响。此时生成第三控制信号，控制***控制位移组件带动光学摄像机203在多个位置拍摄待测石墨烯的图像信息，并基于图像信息建立待测石墨烯三维模型，然后再由该三维模型中得到待测石墨烯的边缘三维信息，从而计算出该待测石墨烯的实际边缘粗糙度，然后再计算所述实际边缘粗糙度与预设边缘粗糙度之间的差值，并根据所述差值确定修复石墨烯所需的边缘厚度，判断所述修复石墨烯所需的边缘厚度是否大于加工余量，若大于，则判定为废品，若小于，则判定为待修复品，并生成修复信息。

需要说明的是，在石墨烯产品进行加工的过程中，会留有加工余量，加工余量指毛坯尺寸与零件图设计尺寸之差，若修复石墨烯所需的边缘厚度小于加工余量，则说明可以将石墨烯进行抛光加工，使得其粗糙度降低，从而使得该石墨烯的导热速率合规，因此将该石墨烯判定为待修复品，此时将该石墨烯夹持至待修复品载台406上的待修复盘上即可，在此过程中，控制***还会对该石墨烯进行标记，并生成修复该石墨烯所需的抛光磨削参数，用户只需要根据该抛光磨削参数对该石墨烯进行磨削修复即可。

本发明另一方面提供了一种石墨烯材料的检测方法，包括检测台101以及设置在检测台101上的检测基座102。

如图1、2、3所示，所述检测台101上设置有支撑架103，所述支撑架103上固定安装有位移组件，所述位移组件包括第一位移机构104与第二位移机构105，所述第一位移机构104包括第一导轨106，所述第一导轨106固定安装在支撑架103上，所述第一导轨106上滑动设置有第一滑动块107，所述第一导轨106的一端设置有第一电机108，所述第一电机108用于驱动所述第一滑动块107沿第一导轨106来回滑动，所述第一滑动块107上设置有第一传感器，所述第一传感器用于检测第一滑动块107的位置信息。

所述第二位移机构105包括第二导轨109，所述第二导轨109的两端分别固定安装在所述第一位移机构104的第一滑动块107上，所述第二导轨109上滑动设置有第二滑动块201，所述第二导轨109的一端设置有第二电机202，所述第二电机202用于驱动所述第二滑动块201沿第二导轨109来回滑动，所述第二滑动块201上设置有第二传感器，所述第二传感器用于检测第二滑动块201的位置信息。

需要说明的是，首先，通过驱动第一电机108，使得第一电机108带动第一滑动块107沿第一导轨106上来回滑动，进而实现带动多轴联动机械手209、光学摄像机203、红外热成像仪204以及超声波检测仪205沿检测台101的Y轴方向来回滑动的功能。其次，通过驱动第二电机202，使得第二电机202带动第二滑动块201沿第二导轨109来回滑动，进而实现带动多轴联动机械手209、光学摄像机203、红外热成像仪204以及超声波检测仪205沿检测台101的X轴方向来回滑动的功能。此外，在第一滑动块107上设置有第一传感器，在第二滑动块201上设置有第二传感器，第一传感器与第二传感器通信连接，第一传感器与第二传感器可以是光电传感器，通过第一传感器检测并反馈第一滑动块107的实时位置信息，通过第二传感器检测并反馈第二滑动块201的实时位置信息；控制***根据反馈的实时位置信息，调用控制信息中预设位置信息的源程序；将实时位置信息与预设位置信息进行比较，得到实时偏差率；根据实时偏差率判断多轴联动机械手209在夹持移动过程中是否发生位置偏移，若发生偏移，则及时进行偏差修正。这样一来，便能够保证多轴联动机械手209能够精准的将待测石墨烯夹持至检测基座102上，并且在测试完成后也能够精准的将石墨烯夹持至下料区上，实现了高精度自动化控制的功能，进一步提高了测试结果的精准度与可靠度。

如图3所示，所述第二滑动块201上设置有光学摄像机203、红外热成像仪204以及超声波检测仪205，通过所述红外热成像仪204测量检测基座102上待测石墨烯在预设时间内的温差，进而计算出待测石墨烯的导热速率。

需要说明的是，在进行石墨烯导热性能测试时，通过红外热成像仪204测量在预设时间上待测石墨烯各个区域的温度值，进而计算出在预设时间上的温差，进而计算出待测石墨烯的导热速率，然后将测量出的导热速率与预设导热速率进行比较，若导热速率大于预设导热速率，则说明该石墨烯产品的导热性能合格，此时生成第二控制信号，使得多轴联动机械手209将该石墨烯产品夹持至良品载台404的良品盘上；若导热速率小于预设导热速率，则生成第一控制信号，根据第一控制信号对该石墨烯进行下一步判断。

需要说明的是，所述光学摄像机203的作用一方面用于拍摄被夹持在检测基座102上的石墨烯的图像信息，然后再根据图像信息识别出石墨烯摆放的位置是否正确，若摆放位置不正确，则把信息反馈至控制***上，使得控制***控制多轴联动机械手209纠正石墨烯的位置，从而保证测试精度；另一方面在于获取石墨烯图像信息，然后再根据该图像信息建立石墨烯三维模型，进而计算出石墨烯的边缘粗糙度。

需要说明的是，通过超声波检测仪205对待测石墨烯进行扫描并且提取超声波反馈的特征信息，并基于所述特征信息建立石墨烯三维模型，然后再根据该石墨烯三维模型得到该石墨烯产品内存在缺陷的类型、缺陷的长度、缺陷的宽度、缺陷的高度、缺陷的位置等信息。

如图4所示，所述检测基座102上阵列设置有若干个加热腔206，所述加热腔206的内壁上均设置有隔热层207，所述加热腔206的底部均设置有可独立控制的电热装置208，所述加热腔206内设置有第三传感器，所述第三传感器用于检测加热腔206内的温度信息。

所述电热装置208包括发热件与控制开关，所述控制开关用于控制所述发热件的电流通断，所述控制开关与所述第三传感器通讯连接。

需要说明的是，检测基座102上的加热腔206成矩阵设置，且在各个加热腔206的内壁上均设置有隔热层207，从而保证各个加热腔206内的热量不会相互传递。当多轴联动机械手209把待测石墨烯夹持至检测基座102上预设的位置上后，此时控制***根据设定的检测程序控制一个或多个电热装置208开启，进而使得一个或多个加热腔206发热，从而使得一个或多个发热腔成为热源，从而使得待测石墨烯在特定区域上先发热，然后热量再以该特定区域为中心沿待测石墨烯的四周辐散，在此过程中，通过红外热成像仪204测量待测石墨烯各个区域的温差，从而计算出待测石墨烯的导热速率，进而确定待测石墨烯的导热性能，能够根据测试需求灵活的变换热源，提高了测试的多样性与测试效率，能够一机多用，适用性广，极大的节约了生产成本。

需要说明的是，若干个加热腔206上均设置有可独立控制的电热装置208，进而真实的模拟石墨烯在各种工作条件下受热时的实际工况，适用范围大。例如，若待测量的石墨烯在实际工作时，其受热点是位于石墨烯的中部位置，此时本装置在进行导热性能检测时，控制检测基座102上待测石墨烯中部区域上加热腔206内的电热装置208开启，而其他区域的电热装置208关闭，进而模拟待测石墨烯实际的导热工况；若待测量的石墨烯在实际工作时，其受热区域是石墨烯的边缘区域，此时本装置在进行检测时，控制检测基座102上待测石墨烯边缘区域上加热腔206内的电热装置208开启，而其他区域的电热装置208关闭，进而模拟待测石墨烯实际的导热工况。这样一来，使得本装置能够真实的模拟出不同石墨烯的受热工况，能够检测不同安装工况的石墨烯材料，适用范围广，一机多用，极大的降低了生产成本。

需要说明的是，第三传感器可以是温度传感器，第三传感器的作用一方面在于实时检测并反馈加热腔206内的温度信息，在检测的过程中，若加热腔206内的温度不处于预设温度范围内，第三传感器便把信息反馈至控制***上，使得控制***加大或减少发热件的导电电流，进而升高或降低加热腔206内的温度，使得加热腔206内的温度始终保持在预设温度范围内。另一方面的作用在于进行故障检测，控制***控制电热装置208上对应的控制开关开启后，若在预设时间内该加热腔206的温度无明显变化，此时则说明该电热装置208上的发热件已经损坏，此时控制***便会把故障信息发送至用户端上，进而通知检修人员对该发热件进行更换，当发热件发生故障后，能够自动、迅速的排查出故障位置，不仅避免出现发热件发生故障后仍在进行检测的情况发生，保证检测结果的可靠性，还能免除了检修人员逐一排查故障的原因，节省了劳动时间，提高了生产效率。

需要说明的是，在检测时，可以将多片石墨烯夹持在检测基座102预设的位置上，进而同时对多片石墨烯进行检测，因各个加热腔206的内壁上均设置有隔热层207，所以加热腔206内的热量不会相互传递，因此即使多片石墨烯同时进行检测也不会相互造成影响，从而极大的提高检测速度。

如图5所示，所述第二滑动块201上固定安装有多轴联动机械手209，所述多轴联动机械手209包括第一转动关节301、第二转动关节302以及第三转动关节303，所述第三转动关节303的末端固定连接有万向转动关节304，所述万向转动关节304固定连接有夹持组件。

需要说明的是，第一转动关节301、第二转动关节302以及第三转动关节303上均设置有独立驱动的关节电机，各转动关节能够配合转动，进而灵活的夹取石墨烯，能够将石墨烯精准的夹持在检测基座102上，实现自动上料、下料的功能。

如图6所示，所述夹持组件包括第一夹紧杆305与第二夹紧杆306，所述第一夹紧杆305的末端铰接有第一捉取块307，所述第二夹紧杆306的末端铰接有第二捉取块308。

所述第一夹紧杆305与第二夹紧杆306上均设置有第四传感器309，所述第四传感器309用于检测第一夹紧杆305与第二夹紧杆306的位置与位移量，所述第一捉取块307与第二捉取块308上设置有第五传感器401，所述第五传感器401用于检测第一捉取块307与第二捉取块308上的夹持力信息。

需要说明的是，首先，第四传感器309可以是红外传感器，在夹持组件夹持石墨烯的过程中，通过第四传感器309检测第一夹紧杆305与第二夹紧杆306的位移量，进而监测夹持组件在夹持石墨烯时的对称度，若对称度少于预设范围，则需要重新调整第一夹紧杆305与第二夹紧杆306的夹持状态，从而保证夹持组件在夹持石墨烯时的平衡性，避免在夹持转移的过程中石墨烯掉落，提高了在测试时的可靠性。其次，第五传感器401可以是薄膜压力传感器，第五传感器401贴合设置在第一捉取块307与第二捉取块308上，通过第五传感器401第一捉取块307与第二捉取块308在夹持石墨烯时的夹持力偏差，从而检测石墨烯在不同位置处的受力情况，若夹持力偏差过大，则控制***从新调整第一捉取块307与第二捉取块308夹持状态，从而保证在夹持过程中石墨烯受力均匀，避免出现因夹持力偏差过大而损坏石墨烯的情况发生，进一步提高了在测试时的可靠性。

所述第一转动关节301、第二转动关节302以及第三转动关节303上均设置有第六传感器，所述第六传感器间信号互连，所述第六传感器用于检测多轴联动机械手209的位置信息。

需要说明的是，第六传感器可以是光电传感器，通过第六传感器实时检测个转动关节的位置信息，控制***再对各关节的位置信息进行整合处理，从而精准的识别出多轴联动机械手209的位置信息，从而使得控制***更加精准控制多轴联动机械手209完成上下料的过程。

所述检测装置还包括上料区与下料区，所述上料区上设置有上料载台402以及空盘载台403，所述下料区上设置有良品载台404、不良品载台405以及待修复品载台406。

需要说明的是，上料区用于供料并实现单机或连线连机上料传送功能，上料载台402用于放置上料盘，空盘载台403用于放置空盘；所述下料区用于测试完成后的石墨烯产品堆垛出料，良品载台404、不良品载台405以及待修复品载台406分别放置有良品盘、不良品盘以及待修复品盘。

需要注意的是，在预设时间内通过第四传感器309检测第一夹紧杆305与第二夹紧杆306的位置信息，根据所述位置信息计算出第一夹紧杆305与第二夹紧杆306的位移量；将第一夹紧杆305的位移量与第二位移量进行比较，得到位移差值；将所述位移差值与预设位移差值进行比较，得到位移偏差率；根据所述位移偏差率对第一夹紧杆305与第二夹紧杆306的夹持状态进行调整；在预设时间上通过第五传感器401检测第一捉取块307与第二捉取块308的夹持力，计算第一捉取块307的夹持力与第二捉取块308的夹持力之间的差值，得到夹持力差值；根据所述夹持力差值对第一捉取块307与第二捉取块308的架次状态进行调整。

需要说明的是，通过第四传感器309检测第一夹紧杆305与第二夹紧杆306的位移量，进而监测第一夹紧杆305与第二夹紧杆306在夹持时的对称度，从而保证夹持组件在夹持石墨烯时的平衡性，避免在夹持转移的过程中石墨烯掉落，提高了在测试时的可靠性；通过第五传感器401检测第一捉取块307与第二捉取块308在夹持时的夹持力差值，根据夹持力差值对第一捉取块307与第二捉取块308进行调整，从而保证在夹持过程中石墨烯受力均匀，避免出现因夹持力偏差过大而损坏石墨烯的情况发生，进一步提高了在测试时的可靠性。

以上依据本发明的理想实施例为启示，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种石墨烯材料的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

通过多轴联动机械手将上料载台中的待测石墨烯夹持至检测基座的预设位置上；

通过控制开关控制预设位置的发热件通电，使得发热件发热，进而将热量传导到待测石墨烯的预设区域上；

通过红外热成像仪测量在预设时间内待测石墨烯特定区域的温差，进而计算出待测石墨烯的导热速率；

根据所述导热速率，生成检测结果；

根据检测结果，控制多轴联动机械手将测试完成的石墨烯夹持至下料区上；

还包括如下步骤：

通过大数据网络获取标准石墨烯产品对应的标准导热速率，并基于所述标准导热速率建立标准导热速率数据库；

通过光学摄像机获取检测基座上待测石墨烯尺寸信息，并将所述待测石墨烯尺寸信息导入标准导热速率数据库中，从而得到当前待测石墨烯对应的预设标准导热速率；

获取预设时间内待测石墨烯的温度值，基于预设时间内待测石墨烯的温度值计算出实际导热速率；

判断所述实际导热速率是否小于预设标准导热速率；

若是，则生成第一控制信号，将所述第一控制信号传送至控制***上；

若否，则生成第二控制信号，将所述第二控制信号传送至控制***上，进而将该石墨烯夹持至良品载台上；

其中，若是，则生成第一控制信号，将所述第一控制信号传送至控制***上，具体为：

通过超声波检测仪对待测石墨烯进行扫描并且提取超声波反馈的特征信息，并基于所述特征信息建立石墨烯三维模型；

由所述石墨烯三维模型中提取出待测石墨烯中第一缺陷数据；其中所述第一缺陷数据包括缺陷的类型、缺陷的长度、缺陷的宽度、缺陷的高度、缺陷的位置；

基于所述待测石墨烯中第一缺陷数据计算出第一缺陷浓度值；其中所述第一缺陷浓度值为缺陷总体积与待测石墨烯总体积的比值；

判断所述第一缺陷浓度值是否小于预设浓度值；

若小于，则生成第三控制信号，将所述第三控制信号传送至控制***上；

若大于，则生成第一判定信号，将所述第一判定信号传送至控制***上；

其中，若大于，则生成第一判定信号，将所述第一判定信号传送至控制***上，具体为：

获取待测石墨烯后续加工图纸参数；

将所述后续加工图纸参数导入所述石墨烯三维模型中，得到加工后模拟三维模型；

由所述加工后模拟三维模型中提取石墨烯的第二缺陷数据，基于所述第二缺陷数据计算出第二缺陷浓度值；

判断所述第二缺陷浓度值是否小于预设浓度值；

若是，则判定为合格产品；

若否，则判定为废品；

其中，若小于，则生成第三控制信号，将所述第三控制信号传送至控制***上，具体为：

获取待测石墨烯图像信息，基于所述待测石墨烯图像信息建立待测石墨烯三维模型；

根据所述待测石墨烯三维模型，得到待测石墨烯的边缘三维信息；

基于所述待测石墨烯的边缘三维信息计算出待测石墨烯的实际边缘粗糙度；

计算所述实际边缘粗糙度与预设边缘粗糙度之间的差值，并根据所述差值确定修复石墨烯所需的边缘厚度；

判断所述修复石墨烯所需的边缘厚度是否大于加工余量；

若大于，则判定为废品；

若小于，则判定为待修复品，并生成修复信息。

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯材料的检测方法，其特征在于，该方法中使用如下检测装置，所述检测装置包括检测台以及设置在检测台上的检测基座；

所述检测台上设置有支撑架，所述支撑架上固定安装有位移组件，所述位移组件包括第一位移机构与第二位移机构，所述第一位移机构包括第一导轨，所述第一导轨固定安装在支撑架上，所述第一导轨上滑动设置有第一滑动块，所述第一导轨的一端设置有第一电机，所述第一电机用于驱动所述第一滑动块沿第一导轨来回滑动，所述第一滑动块上设置有第一传感器，所述第一传感器用于检测第一滑动块的位置信息；

所述第二位移机构包括第二导轨，所述第二导轨的两端分别固定安装在所述第一位移机构的第一滑动块上，所述第二导轨上滑动设置有第二滑动块，所述第二导轨的一端设置有第二电机，所述第二电机用于驱动所述第二滑动块沿第二导轨来回滑动，所述第二滑动块上设置有第二传感器，所述第二传感器用于检测第二滑动块的位置信息；

所述第二滑动块上设置有光学摄像机、红外热成像仪以及超声波检测仪，通过所述红外热成像仪测量检测基座上待测石墨烯在预设时间内的温差，进而计算出待测石墨烯的导热速率。

3.根据权利要求2所述的一种石墨烯材料的检测方法，其特征在于：所述检测基座上阵列设置有若干个加热腔，所述加热腔的内壁上均设置有隔热层，所述加热腔的底部均设置有可独立控制的电热装置，所述加热腔内设置有第三传感器，所述第三传感器用于检测加热腔内的温度信息。

4.根据权利要求3所述的一种石墨烯材料的检测方法，其特征在于：所述电热装置包括发热件与控制开关，所述控制开关用于控制所述发热件的电流通断，所述控制开关与所述第三传感器通讯连接。

5.根据权利要求2所述的一种石墨烯材料的检测方法，其特征在于：所述第二滑动块上固定安装有多轴联动机械手，所述多轴联动机械手包括第一转动关节、第二转动关节以及第三转动关节，所述第三转动关节的末端固定连接有万向转动关节，所述万向转动关节固定连接有夹持组件。

6.根据权利要求5所述的一种石墨烯材料的检测方法，其特征在于：所述夹持组件包括第一夹紧杆与第二夹紧杆，所述第一夹紧杆的末端铰接有第一捉取块，所述第二夹紧杆的末端铰接有第二捉取块。

7.根据权利要求6所述的一种石墨烯材料的检测方法，其特征在于：所述第一夹紧杆与第二夹紧杆上均设置有第四传感器，所述第四传感器用于检测第一夹紧杆与第二夹紧杆的位置与位移量，所述第一捉取块与第二捉取块上设置有第五传感器，所述第五传感器用于检测第一捉取块与第二捉取块上的夹持力信息。

8.根据权利要求5所述的一种石墨烯材料的检测方法，其特征在于：所述第一转动关节、第二转动关节以及第三转动关节上均设置有第六传感器，所述第六传感器间信号互连，所述第六传感器用于检测多轴联动机械手的位置信息。

9.根据权利要求2所述的一种石墨烯材料的检测方法，其特征在于：所述检测装置还包括上料区与下料区，所述上料区上设置有上料载台以及空盘载台，所述下料区上设置有良品载台、不良品载台以及待修复品载台。

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