[发明专利]跨尺度微纳米级原位拉伸压缩力学性能测试平台

权利要求书

1.一种跨尺度微纳米级原位拉伸压缩力学性能测试平台，主要由精密驱动单元、信号检测控制单元、三自由度手动调整单元和装夹及支撑单元组成，其特征在于，所述的精密驱动单元中的直流伺服电机(1)通过联轴器(32)与一级蜗杆(22)连接，一级蜗杆(22)与二级蜗杆(20)垂直布置，且与固定在二级蜗杆(20)上的一级涡轮(18-3)相啮合，二级蜗杆(20)与固定在左、右精密滚珠丝杠(10-1、10-2)上的左、右二级蜗轮(18-1、18-2)相啮合，左、右方螺母(13-2、13-1)分别与左、右精密滚珠丝杠(10-1、10-2)螺纹连接，并固定在方螺母上架(12)上，左、右精密滚珠丝杠(10-1、10-2)和一、二级蜗杆(22、20)分别通过丝杠固定支撑和蜗杆轴承座固定在Z向调整上楔形块(33)上，所述的信号检测单元包括位移传感器(15)、力传感器(4)和固连在直流伺服电机(1)上的编码器(3)，所述的三自由度手动调整单元包括：与X-Y手动平台下层主体基座(30)连接的Y向手动调整旋钮(25-2)、与X-Y手动平台上层主体基座(28)连接的X向手动调整旋钮(25-1)和与Z向调整下楔形块(29)连接的Z向手动调整螺钉(21)，Z向调整下楔形块(29)与Z向调整上楔形块(33)滑动配合。

2.根据权利要求1所述的跨尺度微纳米级原位拉伸压缩力学性能测试平台，其特征在于，所述的位移传感器(15)采用接触式电容位移传感器，它通过位移传感器支座(14)固定于方螺母上架(12)上，位移传感器(15)前端弹性探头与刚性连接在左、右丝杠前固定支撑(2-3、2-4)上的丝杠固定支撑上架(16)相接触；所述的力传感器(4)采用拉压力传感器，它分别与力传感器前端挡板(7)和后端挡板(5)通过力传感器紧固螺钉(6-1、6-2)刚性连接，力传感器前端挡板(7)置于左、右丝杠后固定支撑(2-2、2-1)上，后端挡板(5)与z向调整上楔形快(33)为同一整体；所述的编码器(3)与直流伺服电机(1)紧固连接并固定安装于z向调整上楔形块(33)上。

3.根据权利要求2所述的跨尺度微纳米级原位拉伸压缩力学性能测试平台，其特征在于，装卡及支撑单元中的试件后夹头(8-1)和试件前夹头(8-2)通过夹头紧固销钉(11)分别固定在力传感器前端挡板(7)和方螺母上架(12)上的凹槽内，试件(9)通过短销装夹在在试件后夹头(8-1)和试件前夹头(8-2)对应端的凹槽内，试件前、后夹头(8-1、8-2)视试件(9)不同的结构与形状进行配套更换。

4.根据权利要求2或3所述的跨尺度微纳米级原位拉伸压缩力学性能测试平台，其特征在于，位移传感器(15)的前端弹性探头的伸缩方向与试件(9)在载荷作用下的伸缩方向相同，以保证位移信号检测的准确性，所述的力传感器(4)的受力方向与试件(9)受力方向相同，以保证载荷信号检测的准确性。

5.根据权利要求1所述的跨尺度微纳米级原位拉伸压缩力学性能测试平台，其特征在于，所述的左、右精密滚珠丝杠(10-1、10-2)结构相同且与二级蜗杆(20)垂直布置，左、右方螺母(13-2、13-1)结构相同。

6.根据权利要求1所述的跨尺度微纳米级原位拉伸/压缩力学性能测试平台，其特征在于，所述的X向手动调整旋钮(25-1)通过左万向节(24-1)和左连接销轴(23-1)连接驱动X-Y手动平台下层主体基座(30)内部的齿轮齿条机构，调整测试平台前后水平位移，Y向手动调整旋钮(25-2)通过右万向节(24-2)、右连接销轴(23-2)、相互啮合的主动导向锥齿轮(27-1)和从动导向锥齿轮(27-2)以及销轴(26)连接驱动X-Y手动平台上层主体基座(28)内部的齿轮齿条机构，调整测试平台左右水平位移；Z向调整下楔形块(29)由与其连接的Z向手动调整螺钉(21)驱动前后移动调整测试平台高度，X-Y手动平台下层主体基座(30)与底板(31)固连，并通过紧固螺钉与电镜腔体密封挡板的底层支架刚性连接。