[發明專利]顯微組件下跨尺度原位微納米三點/四點彎曲測試裝置

有效

• 申請號: 201110353825.8
• 申請日: 2011-11-10
• 公開（公告）號: CN102494955A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 趙宏偉;張霖;黃虎;胡曉利;史成利;馬志超;王開廳;李澤君
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N3/20
• 分類號: G01N3/20;G01B11/16
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 王怡敏

1.一種顯微組件下跨尺度原位微納米三點/四點彎曲測試裝置，其特征在于：包括精密驅動控制單元、三自由度調整單元、傳動及執行單元、信號檢測單元和連接支撐單元；所述的精密驅動控制單元、傳動及執行單元，包括直流伺服電機（30）、柔性聯軸器Ⅰ、Ⅱ（31-1、31-2）、一級蝸桿（24）、一級蝸輪（25）、二級蝸桿（26）、二級渦輪Ⅰ、Ⅱ（3-1、3-2）及引導杠Ⅰ、Ⅱ（2-1、2-2），所述精密直流伺服電機（30）通過電機后部的支座法蘭盤（28）與機架底板（12）連接，所述直流伺服電機（30）的輸出軸與柔性聯軸器Ⅰ（31-1）的一端螺釘緊固連接，所述柔性聯軸器Ⅰ（31-1）的另一端通過柔性聯軸器Ⅱ（31-2）、一級蝸桿支座（32）與一級蝸桿（24）螺釘緊固連接，所述一級蝸桿（24）與固定在二級蝸桿（27）中部的一級渦輪（25）相互配合，二級渦輪Ⅰ、Ⅱ（3-1、3-2）分別緊固在引導杠Ⅰ、Ⅱ（2-1、2-2）上；二級蝸桿（27）兩端分別由固定在機架（12）左右兩側的二級蝸桿支座（1）中的軸承支撐，引導杠Ⅰ、Ⅱ（2-1、2-2）分別通過機架前、后、左、右側板（35、10、6-1、6-2）內的緊固于后側板（10）的軸承支撐；方螺母（4）與絲杠滾珠螺母（33）剛性固定連接，車架組上板（5）通過沉頭螺母固定在方螺母（4）上方，所述絲杠滾珠螺母（33）分別與引導杠Ⅰ、Ⅱ（2-1、2-2）的精密滾珠絲杠部分（2-B）嚙合；沖頭座（8）通過螺釘固定在滑動車架組、測力車架組的上板（5、9）的側面，沖頭（7）進而安裝在沖頭座（8）的導軌上。

2.根據權利要求1所述的顯微組件下跨尺度原位微納米三點/四點彎曲測試裝置，其特征在于：所述的信號檢測單元由測力傳感器（11）、位移傳感器（34）、光電編碼器（29）組成，所述測力傳感器（11）的一端固定在機架后側板（10）上，另一端與測力車架組的上板（9）后部連接，所述位移傳感器（34）一端通過黏貼的方式與移動車架組的車架組上板（5）固定連接，另一端固定在機架前側板（35）上，所述光電編碼器（29）通過螺釘固定在直流伺服電機（30）后部。

3.根據權利要求1所述的顯微組件下跨尺度原位微納米三點/四點彎曲測試裝置，其特征在于：所述的三自由度調整單元是由機架（12）、楔形調整塊（14）、楔形導軌（15）、x、y方向手動調整工作臺（16、17）、錐齒輪組Ⅰ、Ⅱ（19-1、19-2）組成，所述機架（12）的下方安裝有楔形導軌（15），x、y方向手動調整工作臺（16、17）是由在x、y方向具有兩個自由度平移的錐齒輪組Ⅰ、Ⅱ（19-1、19-2）構成，其x方向的調整絲杠通過一組x方向萬向節（23）與儀器外部的x方向操縱手輪（22-2）連接，y方向的調整絲杠通過一對嚙合的錐齒輪組Ⅰ、Ⅱ（19-1、19-2）、連接桿（20）及一組y方向萬向節（21）與外部的y方向操縱手輪（22-1）連接，x、y方向手動調整工作臺（16、17）通過螺釘分別與上部的楔形導軌（15）和底部的底座連接板（18）連接，所述底座連接板（18）與顯微組件的載物臺連接。

4.根據權利要求1所述的顯微組件下跨尺度原位微納米三點/四點彎曲測試裝置，其特征在于：所述的測力車架組是由方螺母（4）、滑動螺母（36）、測力車架組上板（9）、沖頭座（8）組成，引導杠Ⅰ、Ⅱ（2-1、2-2）的光杠（2-A）部分和測力車架組的滑動螺母（36）的內孔緊密配合，使測力車架組沿光杠（2-A）做微小位移，所述的測力車架組的沖頭座（8）后面與力傳感器（11）的一端連接，通過測力車架組對力傳感器（11）施加的力來測得彎曲過程中的力信號。

5.根據權利要求1所述的顯微組件下跨尺度原位納米三點/四點彎曲測試裝置，其特征在于：所述的移動車架組是由方螺母（4）、精密絲杠螺母（33）、移動車架組上板（5）、沖頭座（8）組成，所述精密絲杠螺母（33）與引導杠Ⅰ、Ⅱ（2-1、2-2）的精密滾珠絲杠（2-B）部分嚙合，通過引導杠Ⅰ、Ⅱ（2-1、2-2）的轉動帶動移動滑動組軸向沿精密滾珠絲杠（2-B）運動，移動車架組上板（5）通過沉頭螺釘固定連接在方螺母（4）上部。

6.根據權利要求1所述的顯微組件下跨尺度原位微微納米三點/四點彎曲測試裝置，其特征在于：所述的沖頭（7）與試件的形狀結構相配合。

7.根據權利要求1或5所述的顯微組件下跨尺度原位微微納米三點/四點彎曲測試裝置，其特征在于：所述的移動車架組的運動在微米級的范圍內。