[实用新型]基于双位移检测的微纳米尺度原位压痕测试装置

权利要求书

1.一种基于双位移检测的微纳米尺度原位压痕测试装置，主要由试件宏动调整机构、精密微位移加载单元、精密位移检测单元和金刚石工具头组件构成，其特征在于，所述的试件宏动调整机构和金刚石工具头组件安装在底座(3)上；精密微位移加载单元通过支承座(9)安装在试件宏动调整机构的滑台组件(6)上；精密位移检测单元的两个位移传感器嵌入在精密微位移加载单元中；所述的试件宏动调整机构主要包括步进电机(1)、法兰盘(2)、联轴器(4)、调整旋钮(5)、滑台组件(6)、驱动挡板(7)和固定导轨(8)，法兰盘(2)和固定导轨(8)安装在底座(3)上，步进电机(1)通过螺栓安装在法兰盘(2)上，联轴器(4)一端与步进电机(1)的输出轴相连接，另一端与调节旋钮(5)相连接，步进电机(1)通过联轴器(4)将扭矩传递到调节旋钮(5)，驱动滑台组件(6)沿着固定导轨(8)直线运动。

2.根据权利要求1所述的一种基于双位移检测的微纳米尺度原位压痕测试装置，其特征在于，所述的调整旋钮(5)、滑台组件(6)、驱动挡板(7)和固定导轨(8)组成手动位移台，通过手动调节调整旋钮(5)，驱动滑台组件(6)沿固定导轨(8)直线移动。

3.根据权利要求1所述的一种基于双位移检测的微纳米尺度原位压痕测试装置，其特征在于，所述的精密微位移加载单元包括支撑座(9)、柔性铰链(12)、压电叠堆(13)、压块(14)、弹性敏感元件及载物台(15)，柔性铰链(12)通过螺钉连接在支撑座(9)上；弹性敏感元件及载物台(15)通过压块(14)安装在柔性铰链(12)的前端；压电叠堆(13)嵌入在柔性铰链(12)内部，在逆压电效应的作用下压电叠堆(13)发生伸缩变形，并通过柔性铰链(12)进行传递，驱动弹性敏感元件及载物台(15)做精密直线运动。

4.根据权利要求3所述的一种基于双位移检测的微纳米尺度原位压痕测试装置，其特征在于，所述的弹性敏感元件及载物台(15)两端的连接部分为圆弧形，中部为方形的载物台，两端与中部方形载物台之间的薄板为弹性敏感元件。

5.根据权利要求1所述的一种基于双位移检测的微纳米尺度原位压痕测试装置，其特征在于，所述的金刚石工具头组件由金刚石压头(17)、压头安装座(19)、螺栓组件(20)和定位销(21)组成，压头安装座(19)由定位销(21)定位并通过螺栓安装在底座(3)上，在其中心位置处有凹槽；金刚石压头(17)通过其左侧阶梯轴和台阶面与压头安装座(19)实现定位，并通过螺栓组件(20)进行夹紧。

6.根据权利要求1或5所述的一种基于双位移检测的微纳米尺度原位压痕测试装置，其特征在于，所述的精密位移检测单元由安装座(10)、精密位移传感器I(11)、精密位移传感器II(16)和检测极板(18)构成，精密位移传感器II(16)安装在柔性铰链(12)的孔中，并通过螺钉锁紧，其中心线与金刚石压头(17)的中心线重合；精密位移传感器I(11)通过安装座(10)固定在支撑座(9)上，并由相应的螺钉锁紧，检测极板(18)通过胶粘的方式固定安装在柔性铰链(12)的下方，与柔性铰链(12)前端实现同步运动，运动位移的大小由精密位移传感器I(11)检测。