[实用新型]跨尺度微纳米级原位剪切力学性能测试平台

权利要求书

1.一种跨尺度微纳米级原位剪切力学性能测试平台，包括精密驱动单元、传动及执行单元、信号控制及检测单元、连接及支撑单元，其特征在于：所述精密驱动单元、传动及执行单元是：无刷直流伺服电动机（1）通过联轴器（5）与一级蜗杆（8）连接，且通过一级蜗轮蜗杆传动副与二级蜗杆轴（11）连接，再通过二级蜗轮蜗杆传动副与精密滚珠丝杠（17）连接，并进一步通过方螺母Ⅰ、Ⅱ（20、21）与剪切部件固定端（23）、剪切压头（22）连接；其中无刷直流伺服电动机（1）与电机法兰盘（4）紧固连接，电机法兰盘（4）与平台底座（25）固定连接；联轴器（5）分别与电机输出轴和一级蜗杆（8）刚性连接，该一级蜗杆（8）和一级蜗杆轴（6）组成的一级蜗杆传动组件通过一级蜗杆轴承座（7）、定位销和沉头螺钉固定于平台底座（25）上；二级蜗杆轴（11）和二级蜗杆（14）组成的二级蜗杆传动组件与二级蜗杆固定端Ⅰ、Ⅱ（12、15）刚性连接并固定在平台底座（25）上，同时二级蜗轮轴11与二级蜗轮固定端（10）通过过盈配合连接；一级蜗轮（9）及二级蜗轮（13）分别与一级蜗杆（8）和精密滚珠丝杠（17）的轴端刚性连接；二级蜗杆（14）与二级蜗杆轴（11）刚性连接；位移传感器（27）分别与丝杠固定支撑座Ⅰ（2）和力传感器连接件（18）通过螺钉连接；力传感器（19）分别与力传感器连接件（18）和剪切压头（22）螺纹连接，并通过螺母紧固；力传感器（19）、力传感器连接件（18）和剪切压头（22）组成的传动及执行单元通过紧定螺钉和沉头螺钉与丝杠螺母Ⅰ、Ⅱ（20、21）定位连接。

2.根据权利要求1所述的跨尺度微纳米级原位剪切力学性能测试平台，其特征在于：所述的信号控制及检测单元是：力传感器（19）分别与力传感器连接件（18）和剪切压头（22）螺纹连接，并通过螺母紧固。

3.根据权利要求1所述的跨尺度微纳米级原位剪切力学性能测试平台，其特征在于：所述的精密滚珠丝杠（17）为精密双向滚珠丝杠，设有两段旋向相异的小导程滚道，导轨滑块分别通过燕尾槽型机构紧贴于精密导轨轨道Ⅰ、Ⅱ（24、26）上，并分别与丝杠固定支撑座Ⅰ、Ⅱ（2、3）刚性连接。

4.根据权利要求3所述的跨尺度微纳米级原位剪切力学性能测试平台，其特征在于：所述的丝杠固定支撑座Ⅰ、Ⅱ（2、3）通过过盈配合固定在平台底座（25）上，并与丝杠方螺母的通孔间隙配合。

5.根据权利要求1所述的跨尺度微纳米级原位剪切力学性能测试平台，其特征在于：所述的方螺母Ⅰ、Ⅱ（20、21）的一侧为凹槽形。

6.根据权利要求1所述的跨尺度微纳米级原位剪切力学性能测试平台，其特征在于：所述的一级蜗轮蜗杆传动副由一级蜗杆（8）及配合在二级蜗杆上的一级蜗轮（9）组成，二级蜗轮蜗杆传动副由二级蜗杆套（14）及二级蜗轮（13）组成，通过两级蜗轮蜗杆实现剪切速度要求。

7.根据权利要求1所述的跨尺度微纳米级原位剪切力学性能测试平台，其特征在于：所述的剪切压头（22）和剪切部件固定端（23）采用平行槽结构，在运动过程中向相反方向运动，能够实现对于扁平试件的剪切实验。