[实用新型]双轴向拉伸/压缩模式扫描电镜下力学测试装置

权利要求书

1.一种双轴向拉伸/压缩模式扫描电镜下力学测试装置，其特征在于：包括双向加载及传动单元、双向信号检测及控制单元、夹具体单元及基座单元，所述双向加载及传动单元，包含精密直流伺服电机、三级减速机构、滚珠丝杠螺母-导轨传动机构，直流伺服电机-Ⅰ（1）输出的精密旋转运动通过由三级减速机构实现降低转速、提高扭矩，并通过精密滚珠丝杠螺母-导轨传动机构将旋转运动转换成精密直线运动；齿轮减速器-Ⅰ（49）与直流伺服电机-Ⅰ（1）同轴安装，并通过电机法兰-Ⅰ（2）与下层基座（20）连接，一级蜗杆-Ⅰ（3）通过其上的螺钉与齿轮减速器-Ⅰ（49）的输出轴套接，二级蜗杆-Ⅰ（7）套接于蜗杆轴-Ⅰ（5）上，并通过蜗杆轴止动轴承-Ⅰ、Ⅱ（50、53）定位，滚珠丝杠-Ⅰ（11）通过丝杠内、外止动轴承（46、45）及丝杠内、外止动套环（51、 52）实现其轴向定位，并通过滚珠丝杠轴承座-Ⅰ（10）与上层基座（19）连接，滚珠丝杠套筒-Ⅰ（15）与滚珠丝杠法兰-Ⅰ（54）刚性连接并整体安装于滑块（57）上，导轨（30）及滑块（57）用于滚珠丝杠套筒-Ⅰ（15）的导向，且基座（20）的设计有两组平行凹槽，用于导轨（30）的直线定位；

所述的双向信号检测及控制单元包含精密拉压力传感器-Ⅰ、Ⅱ（28、21）、位移传感器-Ⅰ、Ⅱ（16、43）及编码器-Ⅰ、Ⅱ（48、55），位移传感器-Ⅰ（16）的基体部分间隙安装于位移传感器基座-Ⅰ（13）内，并通过位移传感器紧固螺钉-Ⅰ（12）对其进行紧固，其前端可伸缩探头与位移传感器支承座-Ⅰ（24）在测试过程中始终保持弹性接触状态，且位移传感器基座-Ⅰ（13）与滚珠丝杠套筒-Ⅰ（15）为同一整体结构，位移传感器支承座-Ⅰ（24）与力传感器支承座-Ⅰ（27）刚性连接，且通过位移传感器支承座-Ⅰ（24）上的凹槽以及力传感器支承座-Ⅰ上的凸棱柱接触配合定位，即位移传感器-Ⅰ（16）所检测到的实际位移为滚珠丝杠套筒-Ⅰ（15）与力传感器支承座-Ⅰ（27）之间的相对位移；精密拉压力传感器-Ⅰ（28）分别与下层基座（20）及力传感器支承座-Ⅰ（27）通过螺纹方式刚性连接，且下层基座（20）末端设计有台阶面以对精密拉压力传感器-Ⅰ（28）进行面定位；编码器-Ⅰ（48）为高线数光电编码器，与直流伺服电机-Ⅰ（1）的转子同轴安装； 

所述的夹具体单元包含标准试件（25），其通过夹持端的通孔实现其各轴向定位，并与具有单面滚花状结构的四组压板（26）、夹具体-Ⅰ、Ⅱ（14、42）及力传感器支承座-Ⅰ、Ⅱ（27、23）通过滚花面的压应力保持接触；夹具体-Ⅰ、Ⅱ（14、42）分别设有凹槽结构分别与下层的滚珠丝杠套筒-Ⅰ、Ⅱ（15、29）的凸棱柱配合安装；

所述的基座单元包含上、下层基座（19、20），分别用于固定电机法兰-Ⅰ、Ⅱ（2、32）、蜗杆轴轴承座-Ⅰ、Ⅱ（6、35）、滚珠丝杠轴承座-Ⅰ、Ⅱ（10、40）、导轨（30）以及精密拉压力传感器-Ⅰ、Ⅱ（28、21），所述上、下层基座（19、20）通过基座连接螺钉（22）刚性连接。

2.根据权利要求1所述的双轴向拉伸/压缩模式扫描电镜下力学测试装置，其特征在于：所述的三级减速机构是由第一级减速机构-齿轮减速器-Ⅰ（49）、第二级减速机构的蜗轮蜗杆副以及第三级减速机构的蜗轮蜗杆副组成的三级大减速比减速机构，所述第二级减速机构的蜗轮蜗杆副由一级蜗杆-Ⅰ（3）、一级涡轮-Ⅰ（4）组成，第三级减速机构的蜗轮蜗杆副由二级蜗杆-Ⅰ（7）、二级涡轮-Ⅰ（9）组成。

3.根据权利要求1所述的双轴向拉伸/压缩模式扫描电镜下力学测试装置，其特征在于：所述的标准试件（25）具有双轴完全对称结构。

4.根据权利要求1所述的双轴向拉伸/压缩模式扫描电镜下力学测试装置，其特征在于：所述的力传感器支承座-Ⅰ、Ⅱ（27、23）以及滚珠丝杠套筒-Ⅰ、Ⅱ（15、29）上的用于定位的接触面均设有凸棱柱，位移传感器支承座-Ⅰ、Ⅱ（24、17）以及夹具体-Ⅰ、Ⅱ（14、42）上的用于定位的接触面设有凹槽结构与凸棱柱间隙安装以实现定位。