[实用新型]一种自动化调控内应力的微夹具装置

说明书

本实用新型提供了一种自动化调控内应力的微夹具装置，其包括夹具座，夹具座设置有截面呈T字形的滑槽，滑槽一端的夹具座上设置有挡板，挡板上镜像分布有两个反向的三角形凹槽，滑槽内滑动连接有滑动块，滑槽的另一侧的夹具座设置有凸台，凸台上设置有空心杯电机，滑动块包括上滑块、下滑块以及设置在下滑块一端侧壁上的齿条，上滑块设置有与挡板相对应的反向三角形凹槽，挡板和上滑块之间相对应的三角形凹槽中设置有弹簧片。本方案结构简单，使用便捷，在尺寸和重量受限的情况下，能在腔体内部给样品提供一个弯曲程度和内应力状态可控的装置，从而实现样品实时弯曲和对应内应力状态的精准调控，获取更准确的实验数据。

技术领域

本实用新型涉及试验器械技术领域，特别是涉及一种自动化调控内应力的微夹具装置。

背景技术

近年来由于突出的可延展性、适应性与便携性，柔性电子在通信和可穿戴等领域体现出巨大的应用前景，已成为电子产业界和学术界追逐和研究的热点。柔性电子区别于传统微电子的最大特点在于“柔性”，即要求其具备可承受较大变形的能力，同时还需要在重复多次变形后原有的力电特性仍保持稳定。弯曲作为柔性电子应用中最常见的一种变形方式，势必带来柔性材料内部应力的改变，可能影响柔性电子的力电特性。随着柔性材料以及二维材料等被广泛用作微电子器件的结构和功能材料，其微观尺度下的力电特性受到广泛关注，其最常用的研究工具包括原子力显微镜、纳米压痕/划痕仪和扫描电子显微镜等。以原子力显微镜为例，其在进行实验过程中最普遍的方式是将样品平放置于样品台，样品台或探针在压电陶瓷管的带动下，实现X、Y、Z三个方向上的移动，完成对样品的加载、刻划加工或样品表面的形貌扫描。现有原子力显微镜能借助外部装置对弯曲样品进行加工或扫描，但实现弯曲的装置是手动驱动的，并且是在腔体外部实现弯曲的，整个过程费时耗力，因此缺乏能够在腔体内部实现试验样品自动化弯曲，实时调控材料内应力的样品台装置。

基于上述现状，亟待开发一种自动化调控内应力的弯曲微装置，能够在满足原子力显微镜、纳米压痕/划痕仪和扫描电子显微镜等对样品台的尺寸小以及重量轻等特殊要求的前提下，能在腔体内部实现柔性材料或二维材料任意弯曲以及对应内应力状态的实时调控，使装置自动化，在一定程度上减少实验误差，为开展材料弯曲以及内应力状态下的力电特性以及摩擦磨损性能研究奠定研究平台基础。

实用新型内容

针对现有技术中的上述问题，本实用新型提供了一种自动化调控内应力的微夹具装置，解决了现有技术中样品材料弯曲操作在实验仪器腔体外部进行，以及弯曲装置为手动驱动，不能动态调控样品内应力的问题。

为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下：

提供一种自动化调控内应力的微夹具装置，其包括夹具座，夹具座设置有截面呈T字形的滑槽，滑槽一端的夹具座上设置有挡板，挡板上镜像分布有两个反向的三角形凹槽，且三角形凹槽尖端倒圆角，滑槽内滑动连接有滑动块，滑槽一侧侧壁设置有与螺钉相匹配的螺钉孔，滑槽另一侧的夹具座设置有凸台，凸台上设置有空心杯电机，空心杯电机用于带动滑动块相对挡板作往复直线运动；

滑动块包括上滑块和与上滑块连接的下滑块，空心杯电机的动力输出部与下滑块连接，上滑块与挡板上三角形凹槽所在位置相对应处设置有反向的三角形凹槽，下滑块底部与滑槽相匹配，且下滑块另一端侧壁上设置有与螺钉相匹配的固定凹槽；挡板和上滑块之间相对应的三角形凹槽中设置有弹簧片。

进一步地，空心杯电机通过盖板固定安装在凸台上，且空心杯电机的输出轴上设置有与设置在下滑块一端侧壁上的齿条啮合的主动齿轮。使用时，空心杯电机与外部的控制机构连接，通过控制机构控制空心杯电机旋转的圈数能够精确控制滑动块的滑动距离，从而实现样品的弯曲程度和内应力状态精准调控。

进一步地，凸台开有用于安装空心杯电机的安装槽，安装槽的截面呈弧形状。在电机旋转过程中可以固定电机位置，使整个装置保持稳定。

进一步地，三角形凹槽为等边直角三角形凹槽。等边直角三角形凹槽固定牢靠，弹簧片在弯曲过程中不易脱落，便于观察测试。