[实用新型]显微组件下跨尺度原位微纳米三点/四点弯曲测试装置

权利要求书

1.一种显微组件下跨尺度原位微纳米三点/四点弯曲测试装置，其特征在于：包括精密驱动控制单元、三自由度调整单元、传动及执行单元、信号检测单元和连接支撑单元；所述的精密驱动控制单元、传动及执行单元，包括直流伺服电机（30）、柔性联轴器Ⅰ、Ⅱ（31-1、31-2）、一级蜗杆（24）、一级蜗轮（25）、二级蜗杆（26）、二级涡轮Ⅰ、Ⅱ（3-1、3-2）及引导杠Ⅰ、Ⅱ（2-1、2-2），所述精密直流伺服电机（30）通过电机后部的支座法兰盘（28）与机架底板（12）连接，所述直流伺服电机（30）的输出轴与柔性联轴器Ⅰ（31-1）的一端螺钉紧固连接，所述柔性联轴器Ⅰ（31-1）的另一端通过柔性联轴器Ⅱ（31-2）、一级蜗杆支座（32）与一级蜗杆（24）螺钉紧固连接，所述一级蜗杆（24）与固定在二级蜗杆（27）中部的一级涡轮（25）相互配合，二级涡轮Ⅰ、Ⅱ（3-1、3-2）分别紧固在引导杠Ⅰ、Ⅱ（2-1、2-2）上；二级蜗杆（27）两端分别由固定在机架（12）左右两侧的二级蜗杆支座（1）中的轴承支撑，引导杠Ⅰ、Ⅱ（2-1、2-2）分别通过机架前、后、左、右侧板（35、10、6-1、6-2）内的紧固于后侧板（10）的轴承支撑；方螺母（4）与丝杠滚珠螺母（33）刚性固定连接，车架组上板（5）通过沉头螺母固定在方螺母（4）上方，所述丝杠滚珠螺母（33）分别与引导杠Ⅰ、Ⅱ（2-1、2-2）的精密滚珠丝杠部分（2-B）啮合；冲头座（8）通过螺钉固定在移动车架组、测力车架组的上板（5、9）的侧面，冲头（7）进而安装在冲头座（8）的导轨上。

2.根据权利要求1所述的显微组件下跨尺度原位微纳米三点/四点弯曲测试装置，其特征在于：所述的信号检测单元由测力传感器（11）、位移传感器（34）、光电编码器（29）组成，所述测力传感器（11）的一端固定在机架后侧板（10）上，另一端与测力车架组的上板（9）后部连接，所述位移传感器（34）一端通过黏贴的方式与移动车架组的车架组上板（5）固定连接，另一端固定在机架前侧板（35）上，所述光电编码器（29）通过螺钉固定在直流伺服电机（30）后部。

3.根据权利要求1所述的显微组件下跨尺度原位微纳米三点/四点弯曲测试装置，其特征在于：所述的三自由度调整单元是由机架（12）、楔形调整块（14）、楔形导轨（15）、x、y方向手动调整工作台（16、17）、锥齿轮组Ⅰ、Ⅱ（19-1、19-2）组成，所述机架（12）的下方安装有楔形导轨（15），x、y方向手动调整工作台（16、17）是由在x、y方向具有两个自由度平移的锥齿轮组Ⅰ、Ⅱ（19-1、19-2）构成，其x方向的调整丝杠通过一组x方向万向节（23）与仪器外部的x方向操纵手轮（22-2）连接，y方向的调整丝杠通过一对啮合的锥齿轮组Ⅰ、Ⅱ（19-1、19-2）、连接杆（20）及一组y方向万向节（21）与外部的y方向操纵手轮（22-1）连接，x、y方向手动调整工作台（16、17）通过螺钉分别与上部的楔形导轨（15）和底部的底座连接板（18）连接，所述底座连接板（18）与显微组件的载物台连接。

4.根据权利要求1所述的显微组件下跨尺度原位微纳米三点/四点弯曲测试装置，其特征在于：所述的测力车架组是由方螺母（4）、滑动螺母（36）、测力车架组上板（9）、冲头座（8）组成，引导杠Ⅰ、Ⅱ（2-1、2-2）的光杠（2-A）部分和测力车架组的滑动螺母（36）的内孔紧密配合，使测力车架组沿光杠（2-A）做微小位移，所述的测力车架组的冲头座（8）后面与力传感器（11）的一端连接，通过测力车架组对力传感器（11）施加的力来测得弯曲过程中的力信号。

5.根据权利要求1所述的显微组件下跨尺度原位微纳米三点/四点弯曲测试装置，其特征在于：所述的移动车架组是由方螺母（4）、精密丝杠螺母（33）、移动车架组上板（5）、冲头座（8）组成，所述精密丝杠螺母（33）与引导杠Ⅰ、Ⅱ（2-1、2-2）的精密滚珠丝杠（2-B）部分啮合，通过引导杠Ⅰ、Ⅱ（2-1、2-2）的转动带动移动滑动组轴向沿精密滚珠丝杠（2-B）运动，移动车架组上板（5）通过沉头螺钉固定连接在方螺母（4）上部。

6.根据权利要求1所述的显微组件下跨尺度原位微纳米三点/四点弯曲测试装置，其特征在于：所述的冲头（7）与试件的形状结构相配合。

7.根据权利要求1或5所述的显微组件下跨尺度原位微纳米三点/四点弯曲测试装置，其特征在于：所述的移动车架组的运动在微米级的范围内。