[發明專利]跨尺度微納米級原位剪切力學性能測試平臺

無效

• 申請號: 201410243411.3
• 申請日: 2014-06-04
• 公開（公告）號: CN103983526A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 趙宏偉;李建平;白美琳;杜雨萌;尚濤;董景石;周曉勤;張起勛;侯鵬亮;程虹丙
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24
• 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

1.一種跨尺度微納米級原位剪切力學性能測試平臺，包括精密驅動單元、傳動及執行單元、信號控制及檢測單元、連接及支撐單元，其特征在于：所述精密驅動單元、傳動及執行單元是：無刷直流伺服電動機（1）通過聯軸器（5）與一級蝸桿（8）連接，且通過一級蝸輪蝸桿傳動副與二級蝸桿軸（11）連接，再通過二級蝸輪蝸桿傳動副與精密滾珠絲杠（17）連接，并進一步通過方螺母Ⅰ、Ⅱ（20、21）與剪切部件固定端（23）、剪切壓頭（22）連接；其中無刷直流伺服電動機（1）與電機法蘭盤（4）緊固連接，電機法蘭盤（4）與平臺底座（25）固定連接；聯軸器（5）分別與電機輸出軸和一級蝸桿（8）剛性連接，該一級蝸桿（8）和一級蝸桿軸（6）組成的一級蝸桿傳動組件通過一級蝸桿軸承座（7）、定位銷和沉頭螺釘固定于平臺底座（25）上；二級蝸桿軸（11）和二級蝸桿（14）組成的二級蝸桿傳動組件與二級蝸桿固定端Ⅰ、Ⅱ（12、15）剛性連接并固定在平臺底座（25）上，同時二級蝸輪軸11與二級蝸輪固定端（10）通過過盈配合連接；一級蝸輪（9）及二級蝸輪（13）分別與一級蝸桿（8）和精密滾珠絲杠（17）的軸端剛性連接；二級蝸桿（14）與二級蝸桿軸（11）剛性連接；位移傳感器（27）分別與絲杠固定支撐座Ⅰ（2）和力傳感器連接件（18）通過螺釘連接；力傳感器（19）分別與力傳感器連接件（18）和剪切壓頭（22）螺紋連接，并通過螺母緊固；力傳感器（19）、力傳感器連接件（18）和剪切壓頭（22）組成的傳動及執行單元通過緊定螺釘和沉頭螺釘與絲杠螺母Ⅰ、Ⅱ（20、21）定位連接。

2.根據權利要求1所述的跨尺度微納米級原位剪切力學性能測試平臺，其特征在于：所述的信號控制及檢測單元是：力傳感器（19）分別與力傳感器連接件（18）和剪切壓頭（22）螺紋連接，并通過螺母緊固；位移傳感器（27）分別與絲杠固定支撐座Ⅰ（2）和力傳感器連接件（18）通過螺釘連接。

3.根據權利要求1所述的跨尺度微納米級原位剪切力學性能測試平臺，其特征在于：所述的精密滾珠絲杠（17）為精密雙向滾珠絲杠，設有兩段旋向相異的小導程滾道，導軌滑塊分別通過燕尾槽型機構緊貼于精密導軌軌道Ⅰ、Ⅱ（24、26）上，并分別與絲杠固定支撐座Ⅰ、Ⅱ（2、3）剛性連接。

4.根據權利要求3所述的跨尺度微納米級原位剪切力學性能測試平臺，其特征在于：所述的絲杠固定支撐座Ⅰ、Ⅱ（2、3）通過過盈配合固定在平臺底座（25）上，并與絲杠方螺母的通孔間隙配合。

5.根據權利要求1所述的跨尺度微納米級原位剪切力學性能測試平臺，其特征在于：所述的方螺母Ⅰ、Ⅱ（20、21）的一側為凹槽形。

6.根據權利要求1所述的跨尺度微納米級原位剪切力學性能測試平臺，其特征在于：所述的一級蝸輪蝸桿傳動副由一級蝸桿（8）及配合在二級蝸桿上的一級蝸輪（9）組成，二級蝸輪蝸桿傳動副由二級蝸桿套（14）及二級蝸輪（13）組成，通過兩級蝸輪蝸桿實現剪切速度要求。

7.根據權利要求1所述的跨尺度微納米級原位剪切力學性能測試平臺，其特征在于：所述的剪切壓頭（22）和剪切部件固定端（23）采用平行槽結構，在運動過程中向相反方向運動，能夠實現對于扁平試件的剪切實驗。