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原文传递预应力下变量程原位硬度测试装置

专利名称：	预应力下变量程原位硬度测试装置
摘要：	本发明涉及一种预应力下变量程原位硬度测试装置，属于精密测试领域。X/Z轴自由度精密运动单元由精密伺服电机提供动力，通过滚珠丝杠螺母副实现测试点精准定位；变量程压入单元布置在上侧，Z轴移动平台搭载先进压电叠堆完成不同量程的载荷加载；试验预应力加载单元由精密伺服电机经两级蜗轮蜗杆减速机构并配合丝杠螺母副实现加载；数据采集单元包括精密拉压力传感器、精密压力传感器、精密位移传感器。优点在于：构思新颖、结构原理可靠，功能齐全，结构紧凑，与各种主流光学显微镜具有良好的兼容性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	吉林;22
申请人：	吉林大学
发明人：	刘欣;赵宏伟;李磊;秦峰;赵大庆;赵甄章;李世超;赵久成
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-21T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-23T00:00:00+0800
申请号：	CN201910422245.6
公开号：	CN110044749A
代理机构：	吉林长春新纪元专利代理有限责任公司
代理人：	王怡敏
分类号：	G01N3/44(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	130000 吉林省长春市前进大街2699号
主权项：	1.一种预应力下变量程原位硬度测试装置，其特征在于：包括X/Z轴自由度精密运动单元、变量程压入单元、试验预应力加载单元以及数据采集单元，所述X/Z轴自由度精密运动单元由X向移动平台与Z向移动平台垂直刚性组合而成，所述X/Z轴自由度精密运动单元、试验预应力加载单元分别固定在支撑平台（1）上，所述变量程压入单元安装在X/Z轴自由度精密运动单元上；所述X/Z轴自由度精密运动单元是：X向移动平台中精密伺服电机B（43）驱动扭矩经由联轴器（41）传递给丝杠B（39），丝杠B（39）配合精密螺母座B（38）将扭矩转化成直线运动，精密螺母座B（38）与连接平台（16）刚性连接，传递直线运动；Z向移动平台构造相同，Z向移动平台与X向移动平台垂直配合实现精准空间定位调整；所述的变量程压入单元是：通过调节精密伺服电机B（43）控制Z向移动平台实现大量程加载，压电陶瓷（17）安装在柔性铰链（15）中，通电后输出位移，精密压力传感器（11）一端与柔性铰链（15）的输出端螺纹连接，另一端通过压头连接件（18）与压头（10）连接，位移经过传递，控制不同类型压头实现小量程加载；所述的试验预应力加载单元是：精密伺服电机A（9）驱动扭矩经由一级蜗轮（19）、一级蜗杆（20）和二级蜗轮（23）、二级蜗杆（24）增扭减速后，带动丝杠A（32），配合螺母座A（30），将旋转运动转化为直线运动，带动试件下支撑座A（6）、试件下支撑座B（33）反向移动，位移转化为力，完成试件加载。 2.根据权利要求1所述的预应力下变量程原位硬度测试装置，其特征在于：所述的数据采集单元是：精密拉压力传感器（7）左端与传感器左固定座（4）螺纹连接固定，右端与试件下支撑座A（6）刚性连接，精密拉压力传感器（7）采集输出数据，闭环控制拉压力准确实时加载；精密压力传感器（11）和光学显微镜（28）采集数据，闭环回馈，实现恒力压入模式；精密位移传感器（14）刚性固定连接在位移传感器固定座（13）上，位移传感器固定座（13）刚性固定在柔性铰链（15）上，微位移感应块（12）随着柔性铰链（15）输出端位移，精密位移传感器（14）产生数据并输出；光学显微镜（28）刚性固定在支撑平台（1）上，原位采集压坑表面形貌。 3.根据权利要求1所述的预应力下变量程原位硬度测试装置，其特征在于：所述的连接平台（16）通过滑块B（37）在导轨C（36）上移动，连接平台（16）上面与柔性铰链（15）通过螺钉连接。 4.根据权利要求1所述的预应力下变量程原位硬度测试装置，其特征在于：所述的精密伺服电机B（43）通过电机固定座（42）刚性固定在支撑平台（1）上。 5.根据权利要求1所述的预应力下变量程原位硬度测试装置，其特征在于：所述的丝杠B（39）、丝杠A（32）通过丝杠固定座（40）、丝杠支撑座（25）固定在连接板（2）上，连接板（2）固定在支撑平台（1）上。 6.根据权利要求1所述的预应力下变量程原位硬度测试装置，其特征在于：所述的一级蜗杆（20）、二级蜗杆（24）套在轴（22）上，轴（22）两端通过轴左固定座（26）、轴右固定座（21）与拉压单元固定板（3）固定，连接板（2）上端与拉压单元固定板（3）螺纹连接，带动整个试验预应力加载单元在导轨A（27）上移动。
所属类别：	发明专利