[实用新型]一种微扭拉一体化的力学性能测试机

说明书

技术领域

本实用新型涉及力学测量装置，特别涉及一种微扭拉一体化的力学性能测试机。

背景技术

微电子机械系统是集传感、信息处理和执行于一体的集成微系统，已广泛应用于速度传感器、惯性、压力传感器、微型喷气发动机、大规模数据存储系统和微型的生物化学分析设备等，应用领域还在不断扩大。目前，各类材料都需要进行一定的力学检验测量，特别是一些微米甚至更细级的材料，如金属薄膜、纤维等。然而，现在的一些扭拉测量设备，难以适应如此细小的材料测量。另外，目前的一些力学测量仪器，还不能做到一体化，必须分开测量。

实用新型内容

针对上述不足，本实用新型的目的在于，提供一种结构巧妙并且性能优越的微扭拉一体化的力学性能测试机。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种微扭拉一体化的力学性能测试机，其特征在于：其包括机架、力传感器、微扭矩传感器、扭丝转角测量组件、上夹头、下夹头、扭转伺服电机、拉拔伺服电机、三维平移台、丝杠螺母组件、伺服控制器、A/D采集卡以及计算机系统；所述微扭矩传感器由扭丝、支架、矩形框、上扭丝固定块以及下扭丝固定块组成，所述扭丝张紧固定在支架上，两端分别用上扭丝固定块和下扭丝固定块压紧，所述矩形框悬挂固定于扭丝的中部；所述扭转伺服电机设于三维平移台上，并与下夹头相连接；所述拉拔伺服电机设于三维平移台上，并与丝杠螺母组件相连接。

所述力传感器中包含有一拉拔传感器。通过拉拔传感器与拉拔伺服电机的配合，可以轻易测出拉拔力度与拉拔长度，从而得出各种拉拔相关参数。

所述为扭矩传感器的支架通过力传感器悬挂固定在机架的上端，上夹头采用扣件的方式连接在矩形框的下端，下夹头安装在扭转伺服电机的主轴上，上夹头与下夹头用于夹持试样，扭转伺服电机安装在三维平移台上，三维平移台安装在丝杠螺母组件上，丝杠螺母组件固定在机架的底部。

所述伺服控制器分别与扭转伺服电机、拉拔伺服电机相连接。A/D采集卡用于对扭丝转角和轴向拉力的数据采集，伺服控制器和A/D采集卡均与计算机系统相连接。

所述扭丝转角测量组件由一维平移台、光电位移传感器以及光靶组成，所述一维平移台设于机架的侧面支板上，所述光电位移传感器安装在一维平移台上，所述光靶固定在矩形框和扭丝的连接处，并和扭丝保持在同一平面；并且，所述光靶对着光电位移传感器的出光口，光电位移传感器的发射光束打在光靶上。

本实用新型的优点在于：通过力传感器、微扭矩传感器、扭丝转角测量组件、扭转伺服电机、拉拔伺服电机、三维平移台、丝杠螺母组件、伺服控制器、A/D采集卡以及计算机系统的相互配合，集微扭拉测量于一体，实现材料的高效率、高精度测量。

下面结合附图与具体实施方式，对本实用新型进一步说明。

附图说明

图1为本实施例的结构示意图；

图2为扭丝转角测量组件示意图；

图3为铜丝（38μm）的扭矩—转角曲线图；

图中：1.机架；2.三维移动台；3.丝杠螺母组件；4.扭转伺服电机；

5.下夹头；6.试样；7.上夹头；8.支架；9.下扭丝固定块；

10.矩形框；11.一维平移台；12.光电位移传感器；13.光靶；

14.扭丝；15.上扭丝固定块；16.力传感器；17.伺服控制器；

18.A/D采集卡；19.计算机系统；20.拉拔伺服电机；21.拉拔传感器；

A.激光束；B.光靶初始位置；B′.光靶当前位置；C.光点。

具体实施方式

参见图1，本实施例提供的一种微扭拉一体化的力学性能测试机，其包括机架1、力传感器16、微扭矩传感器、扭丝转角测量组件、上夹头7、下夹头5、扭转伺服电机4、拉拔伺服电机20、三维平移台2、丝杠螺母组件3、伺服控制器17、A/D采集卡18以及计算机系统19；所述微扭矩传感器由扭丝14、支架8、矩形框10、上扭丝固定块15以及下扭丝固定块9组成，所述扭丝14张紧固定在支架8上，两端分别用上扭丝固定块15和下扭丝固定块9压紧，所述矩形框10悬挂固定于扭丝14的中部；所述扭转伺服电机4设于三维平移台2上，并与下夹头5相连接；所述拉拔伺服电机20设于三维平移台2上，并与丝杠螺母组件3相连接。

所述力传感器16中包含有一拉拔传感器21。通过拉拔传感器21与拉拔伺服电机20的配合，可以轻易测出拉拔力度与拉拔长度，从而得出各种拉拔相关参数。