跨尺度微纳米级原位剪切力学性能测试平台

摘要

本发明涉及一种跨尺度微纳米级原位剪切力学性能测试平台，属于原位力学性能测试领域。其结构包括精密驱动单元，传动及执行单元，信号控制及检测单元，连接及支撑单元。无刷直流伺服电动机与一级蜗杆连接，且通过一级蜗轮蜗杆传动副与二级蜗杆轴连接，再通过二级蜗轮蜗杆传动副分别与精密滚珠丝杠Ⅰ连接。优点在于：体积小，重量轻，刚度高，结构紧凑，测试精度高，可提供的测试内容丰富，可以与各种电子显微镜真空腔体的载物平台相互兼容，为接近服役条件下材料变形损伤机制的分析研究提供了新颖的测试手段。

主权项

一种跨尺度微纳米级原位剪切力学性能测试平台，包括精密驱动单元、传动及执行单元、信号控制及检测单元、连接及支撑单元，其特征在于：所述精密驱动单元、传动及执行单元是：无刷直流伺服电动机（1）通过联轴器（5）与一级蜗杆（8）连接，且通过一级蜗轮蜗杆传动副与二级蜗杆轴（11）连接，再通过二级蜗轮蜗杆传动副与精密滚珠丝杠（17）连接，并进一步通过方螺母Ⅰ、Ⅱ（20、21）与剪切部件固定端（23）、剪切压头（22）连接；其中无刷直流伺服电动机（1）与电机法兰盘（4）紧固连接，电机法兰盘（4）与平台底座（25）固定连接；联轴器（5）分别与电机输出轴和一级蜗杆（8）刚性连接，该一级蜗杆（8）和一级蜗杆轴（6）组成的一级蜗杆传动组件通过一级蜗杆轴承座（7）、定位销和沉头螺钉固定于平台底座（25）上；二级蜗杆轴（11）和二级蜗杆（14）组成的二级蜗杆传动组件与二级蜗杆固定端Ⅰ、Ⅱ（12、15）刚性连接并固定在平台底座（25）上，同时二级蜗轮轴11与二级蜗轮固定端（10）通过过盈配合连接；一级蜗轮（9）及二级蜗轮（13）分别与一级蜗杆（8）和精密滚珠丝杠（17）的轴端刚性连接；二级蜗杆（14）与二级蜗杆轴（11）刚性连接；位移传感器（27）分别与丝杠固定支撑座Ⅰ（2）和力传感器连接件（18）通过螺钉连接；力传感器（19）分别与力传感器连接件（18）和剪切压头（22）螺纹连接，并通过螺母紧固；力传感器（19）、力传感器连接件（18）和剪切压头（22）组成的传动及执行单元通过紧定螺钉和沉头螺钉与丝杠螺母Ⅰ、Ⅱ（20、21）定位连接。