[实用新型]一种基于自动化换样的微型单轴拉伸装置

说明书

本实用新型公开了一种基于自动化换样的微型单轴拉伸装置，属于材料试验领域，包括安装基座以及设置在安装基座上的试验组、设置在安装基座并与试验组连接的第一驱动机构以及设置在夹头上并位于试验组下方的送样组。本实用新型实现了不间断、可多次重复且自动化程度较高的单轴拉伸试验，大幅度提高了试验效率，减轻了试验人员的工作量；此外本实用新型有助于载荷、位移等试验数据的记录和提取，并可配合激光共聚焦显微镜(LSCM)系统或扫描电子显微镜(SEM)系统或电子背散射衍射(EBSD)系统对试验材料的显微组织动态演变进行观测和分析，实现微型样品单轴拉伸过程原位观察试验装置功能拓展。

技术领域

本实用新型涉及材料试验领域，具体涉及一种基于自动化换样的微型单轴拉伸装置。

背景技术

近年来，随着显微成像技术和仪器的快速发展，人们对材料的微观组织结构与宏观服役性能的相互关联有了更加深入的认识，借此推动了材料领域的快速发展。目前，传统力学性能测试设备已实现了自动化，但其使用的标准样品尺寸较大且无法在显微成像仪器下，进行细观乃至微观尺度(几百微米乃至几百纳米)的动态、实时监测，即原位显微观察。由此，材料工程师和科研工作者们一直尝试采用微小型样品完成材料测试，并且迫切期望获得一种能够配合激光共聚焦显微镜、扫描电镜等设备进行显微组织表征和观测的微型原位力学试验装置。

目前，现已开发的微型原位力学试验装置，相对于传统大型力学设备结构更加小巧精密，但是试验操作难度和工作量较大。譬如由于样品本身尺寸较小，人工手动安装和更换都十分麻烦。特别是针对扫描电镜等需要在真空状态或封闭试验条件进行的原位观察试验，需要不断打开腔门进行手动更换试样，更加耗时费力，重复性差且更易导致人工误差。

因此，如何提供一种结构紧凑、适用于小型样品、能够配合显微组织表征设备进行原位显微观察、能够实现自动化换样的微型原位力学试验装置，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型针对现有原位力学显微观察试验更换和安装试样耗时费力、精度和效率较低等不足，提出了一种基于自动化换样的微型单轴拉伸装置，具体技术方案如下：

一种基于自动化换样的微型单轴拉伸装置，包括安装基座、设置在安装基座内的试验组、设置在安装基座上并用于驱动试验组的第一驱动机构以及设置在安装基座下端并用于将待测试样运送至试验组内的送样组；

试验组包括：第一横梁、第二横梁、夹头、第二驱动机构、位移传感器以及载荷传感器；第一横梁和第二横梁设置在安装基座上且相互平行，夹头分别设置在第一横梁和第二横梁内，第二驱动机构分别设置在第一横梁和第二横梁内并用于驱动夹头旋转；载荷传感器设置在安装基座与第一横梁之间、位移传感器设置在第一横梁与第二横梁之间；

送样组包括：送样架、第三驱动机构、样品仓和顶杆；第三驱动机构设置在送样架上，样品仓设置在送样架上并位于试验组底侧，顶杆设置在第三驱动机构输出端，并且样品仓底侧设有与顶杆配合的顶杆孔。

作为优选，第二驱动机构包括设置在安装基座上的第二驱动电机以及设置在第二驱动电机输出端的螺纹杆，螺纹杆中端套设有与其螺纹连接的第一推筒，螺纹杆前端设有与其螺纹连接的第二推筒，第二推筒的前端设有固定压板，第一推筒和第二推筒外侧均设有键槽；夹头具有与第一推筒和第二推筒配合的安装槽，安装槽内设有与键槽对应的花键。

作为优选，夹头上均设有试样固定槽，试样固定槽设置在夹头远离安装槽的端部。

作为优选，第三驱动机构包括设置在送样架上的第三驱动电机、设置在第三驱动电机输出端的第三传动组、设置在第三传动组输出端并与顶杆配合的传动凸轮。

作为优选，第三传动组包括设置在送样架并与送样架转动连接的第三传动轴、设置在第三驱动电机输出端并与第三传动轴螺纹连接的斜齿轮，传动凸轮设置在第三传动轴上。