[實用新型]一種基于自動化換樣的微型單軸拉伸裝置

有效

• 申請號: 202020111278.7
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN211652352U
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 黃興民;黃瀝;陳學雙;梁紅琴
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/04;G01N3/06;G01N21/84;G01N23/20025;G01N23/2204
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊

本實用新型公開了一種基于自動化換樣的微型單軸拉伸裝置，屬于材料試驗領域，包括安裝基座以及設置在安裝基座上的試驗組、設置在安裝基座并與試驗組連接的第一驅動機構以及設置在夾頭上并位于試驗組下方的送樣組。本實用新型實現了不間斷、可多次重復且自動化程度較高的單軸拉伸試驗，大幅度提高了試驗效率，減輕了試驗人員的工作量；此外本實用新型有助于載荷、位移等試驗數據的記錄和提取，并可配合激光共聚焦顯微鏡(LSCM)系統或掃描電子顯微鏡(SEM)系統或電子背散射衍射(EBSD)系統對試驗材料的顯微組織動態演變進行觀測和分析，實現微型樣品單軸拉伸過程原位觀察試驗裝置功能拓展。

技術領域

本實用新型涉及材料試驗領域，具體涉及一種基于自動化換樣的微型單軸拉伸裝置。

背景技術

近年來，隨著顯微成像技術和儀器的快速發展，人們對材料的微觀組織結構與宏觀服役性能的相互關聯有了更加深入的認識，借此推動了材料領域的快速發展。目前，傳統力學性能測試設備已實現了自動化，但其使用的標準樣品尺寸較大且無法在顯微成像儀器下，進行細觀乃至微觀尺度(幾百微米乃至幾百納米)的動態、實時監測，即原位顯微觀察。由此，材料工程師和科研工作者們一直嘗試采用微小型樣品完成材料測試，并且迫切期望獲得一種能夠配合激光共聚焦顯微鏡、掃描電鏡等設備進行顯微組織表征和觀測的微型原位力學試驗裝置。

目前，現已開發的微型原位力學試驗裝置，相對于傳統大型力學設備結構更加小巧精密，但是試驗操作難度和工作量較大。譬如由于樣品本身尺寸較小，人工手動安裝和更換都十分麻煩。特別是針對掃描電鏡等需要在真空狀態或封閉試驗條件進行的原位觀察試驗，需要不斷打開腔門進行手動更換試樣，更加耗時費力，重復性差且更易導致人工誤差。

因此，如何提供一種結構緊湊、適用于小型樣品、能夠配合顯微組織表征設備進行原位顯微觀察、能夠實現自動化換樣的微型原位力學試驗裝置，是本領域技術人員亟需解決的技術問題。

實用新型內容

本實用新型針對現有原位力學顯微觀察試驗更換和安裝試樣耗時費力、精度和效率較低等不足，提出了一種基于自動化換樣的微型單軸拉伸裝置，具體技術方案如下：

一種基于自動化換樣的微型單軸拉伸裝置，包括安裝基座、設置在安裝基座內的試驗組、設置在安裝基座上并用于驅動試驗組的第一驅動機構以及設置在安裝基座下端并用于將待測試樣運送至試驗組內的送樣組；

試驗組包括：第一橫梁、第二橫梁、夾頭、第二驅動機構、位移傳感器以及載荷傳感器；第一橫梁和第二橫梁設置在安裝基座上且相互平行，夾頭分別設置在第一橫梁和第二橫梁內，第二驅動機構分別設置在第一橫梁和第二橫梁內并用于驅動夾頭旋轉；載荷傳感器設置在安裝基座與第一橫梁之間、位移傳感器設置在第一橫梁與第二橫梁之間；

送樣組包括：送樣架、第三驅動機構、樣品倉和頂桿；第三驅動機構設置在送樣架上，樣品倉設置在送樣架上并位于試驗組底側，頂桿設置在第三驅動機構輸出端，并且樣品倉底側設有與頂桿配合的頂桿孔。

作為優選，第二驅動機構包括設置在安裝基座上的第二驅動電機以及設置在第二驅動電機輸出端的螺紋桿，螺紋桿中端套設有與其螺紋連接的第一推筒，螺紋桿前端設有與其螺紋連接的第二推筒，第二推筒的前端設有固定壓板，第一推筒和第二推筒外側均設有鍵槽；夾頭具有與第一推筒和第二推筒配合的安裝槽，安裝槽內設有與鍵槽對應的花鍵。

作為優選，夾頭上均設有試樣固定槽，試樣固定槽設置在夾頭遠離安裝槽的端部。

作為優選，第三驅動機構包括設置在送樣架上的第三驅動電機、設置在第三驅動電機輸出端的第三傳動組、設置在第三傳動組輸出端并與頂桿配合的傳動凸輪。

作為優選，第三傳動組包括設置在送樣架并與送樣架轉動連接的第三傳動軸、設置在第三驅動電機輸出端并與第三傳動軸螺紋連接的斜齒輪，傳動凸輪設置在第三傳動軸上。