專(zhuān)利名稱(chēng)：一種中心定位加載裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于測(cè)量裝置類(lèi)，尤其涉及材料結(jié)構(gòu)測(cè)量的裝置類(lèi)。
背景技術(shù)：
物體材料細(xì)觀(guān)力學(xué)的觀(guān)察與測(cè)量，包括固體細(xì)微材料結(jié)構(gòu)的觀(guān)察測(cè)量系統(tǒng)，及極端條件下力學(xué)研究與實(shí)驗(yàn)的裝置是國(guó)家重點(diǎn)科研開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。
隨著材料科學(xué)的高速發(fā)展，新材料力學(xué)性能與檢測(cè)的研究，成為重要的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目之一。材料性能細(xì)微觀(guān)結(jié)構(gòu)研究觀(guān)察測(cè)量時(shí)，其在力場(chǎng)作用下的穩(wěn)定性及性能與微結(jié)構(gòu)之間存在著相關(guān)關(guān)系，不僅為新材料的應(yīng)用提供可靠的數(shù)據(jù)，更為其制備、工藝等各方面的優(yōu)化提供了指導(dǎo)。由于材料在外力場(chǎng)作用下，變形很大，而人們采用目前的加載裝置做實(shí)驗(yàn)時(shí)，都是一端固定一端施加載荷，形成單向拉伸或壓縮，因此實(shí)驗(yàn)時(shí)試件產(chǎn)生單向變形、位移。根據(jù)材料和試件尺寸大小不同，觀(guān)察測(cè)量時(shí)，材料微、納觀(guān)結(jié)構(gòu)在此力場(chǎng)作用下移動(dòng)距離比材料局部觀(guān)測(cè)區(qū)的移動(dòng)距離大幾千倍、上萬(wàn)倍，甚至更多，常使被觀(guān)測(cè)點(diǎn)在儀器觀(guān)察時(shí)移動(dòng)到無(wú)法跟蹤和找不到的地步，同時(shí)嚴(yán)重影響測(cè)量精度。因此，材料力學(xué)性能與檢測(cè)在觀(guān)察測(cè)量加載時(shí)急需穩(wěn)定、準(zhǔn)確定位、基本不動(dòng)、快速觀(guān)測(cè)的加載裝置，便于進(jìn)行材料力學(xué)性能的測(cè)量和提高其精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種中心定位加載裝置，以解決上述難題，提高材料結(jié)構(gòu)的微米、納米數(shù)量級(jí)的測(cè)量精度。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種中心定位加載裝置，由底板、固定座、調(diào)節(jié)滑塊、導(dǎo)向桿、絲杠、輪盤(pán)構(gòu)成。本發(fā)明在底板的兩側(cè)設(shè)置有固定座，固定座之間設(shè)置有導(dǎo)向桿，導(dǎo)向桿上設(shè)置有兩調(diào)節(jié)滑塊；兩調(diào)節(jié)滑塊的上中部分別設(shè)置有左右旋螺母，滑塊左右旋螺母內(nèi)置有左右螺紋方向相配的滾珠調(diào)節(jié)絲杠；滾珠調(diào)節(jié)絲杠位于固定座一側(cè)外的軸端設(shè)置有一調(diào)節(jié)輪盤(pán)；兩調(diào)節(jié)滑塊上部設(shè)置有施加拉壓力的夾具。
本發(fā)明由于采用了以上的技術(shù)方案，采用左右旋螺母及精密滾珠調(diào)節(jié)絲杠結(jié)構(gòu)，在旋轉(zhuǎn)側(cè)面輪盤(pán)時(shí)，使?jié)L珠調(diào)節(jié)絲杠旋轉(zhuǎn)，使裝置在絲杠兩端的左右旋螺母做對(duì)稱(chēng)向外運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉動(dòng)加載夾具，對(duì)試件施加拉荷載；向內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，則施加壓荷載。當(dāng)把形狀對(duì)稱(chēng)的試件中心點(diǎn)置于觀(guān)測(cè)位置時(shí)，在加載過(guò)程中，該觀(guān)測(cè)點(diǎn)的位置基本不動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了“定點(diǎn)”。并具有如下特點(diǎn)1、在材料細(xì)觀(guān)結(jié)構(gòu)中，尤其納、微米結(jié)構(gòu)及器件，在受拉力或壓力時(shí)，試件材料受力均勻，觀(guān)測(cè)點(diǎn)穩(wěn)定不動(dòng)，提高了觀(guān)測(cè)速度。
2、提高了試件材料的納、微米結(jié)構(gòu)測(cè)量精度。用數(shù)字散斑相關(guān)法配合放大倍數(shù)400倍的高倍工業(yè)顯微鏡進(jìn)行全場(chǎng)位移測(cè)量時(shí)，測(cè)量精度達(dá)10nm。配合掃描隧道顯微鏡進(jìn)行全場(chǎng)位移測(cè)量時(shí)，精度甚至可以達(dá)到0.15nm。
3、可以開(kāi)發(fā)大、中、小型不同產(chǎn)品，廣泛用于材料科學(xué)研究領(lǐng)域，為材料細(xì)觀(guān)結(jié)構(gòu)，納/微米結(jié)構(gòu)器件在力場(chǎng)作用下，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及細(xì)觀(guān)力學(xué)機(jī)理研究提供了必要的設(shè)備。


圖1是本發(fā)明的一種型狀結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的左視圖。
圖中1，底板 2，固定座 3，導(dǎo)向桿 4，固定滾珠軸承 5，調(diào)節(jié)滑塊6，螺母 7，滾珠調(diào)節(jié)絲杠 7-1，左旋螺紋 7-2，右旋螺紋8，輪盤(pán)9，把手 10，鎖定螺母 11，夾具 12，鍵 13，銷(xiāo)軸14，固定銷(xiāo) 15，測(cè)力傳感器實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明的實(shí)施作如下說(shuō)明在圖1、圖2中，底板1可采用金屬板材制成條形型狀，其兩端可利用厚金屬板材采用焊接或螺絲釘緊固的方式制有固定座2，固定座2可制成等腰三角形，增加了裝置的結(jié)構(gòu)剛性。固定座2也可和底板1制成一體。固定座2的下部設(shè)置有兩通孔，配裝有二只導(dǎo)向桿3；固定滾珠軸承4與兩根導(dǎo)向桿3的結(jié)構(gòu)，從端面看設(shè)置成等腰三角形(三軸中心)，增加了裝置的剛性和穩(wěn)定性；導(dǎo)向桿3的兩端分別設(shè)置有軸徑及螺紋，裝置在兩固定座2的下部設(shè)置的通孔內(nèi)，其外并用螺母6固緊。固定座2的相向內(nèi)面的上部設(shè)置有一深孔，配裝有滾珠調(diào)節(jié)絲杠7的軸徑部。滾珠調(diào)節(jié)絲杠7的近中部設(shè)置有與固定滾珠軸承4內(nèi)的螺母相配的左右方向相反的梯形螺紋，梯形螺紋的外端處設(shè)置有軸徑配裝在固定座2上的相向內(nèi)面上部的深孔內(nèi)。為消除螺紋間隙，提高測(cè)量精度，固定滾珠軸承4的螺母處置有滾珠。滾珠調(diào)節(jié)絲杠7一側(cè)位于固定座2外的軸徑上設(shè)有一螺紋及鍵槽，分別配裝有鎖定螺母10，及由鍵12配裝有調(diào)節(jié)輪盤(pán)8；其中，調(diào)節(jié)輪盤(pán)8用于調(diào)節(jié)滾珠調(diào)節(jié)絲杠7的中心定位及加載拉力或壓力。調(diào)節(jié)輪盤(pán)8上可設(shè)置有把手9或由外設(shè)電機(jī)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)。為方便及快速操作，滾珠調(diào)節(jié)絲杠7位于固定座2一側(cè)外的輪盤(pán)8處也可設(shè)置有一螺紋，置有渦輪渦桿傳動(dòng)及機(jī)械自鎖裝置，并另設(shè)置外設(shè)電機(jī)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)及鎖定。導(dǎo)向桿3上設(shè)置并配裝有兩只等腰三角形狀的調(diào)節(jié)滑塊5。兩只調(diào)節(jié)滑塊5的上中部相對(duì)固定座2上配裝滾珠調(diào)節(jié)絲杠7處，分別設(shè)置有左右方向相反螺母的固定滾珠軸承4。兩調(diào)節(jié)滑塊5的上部分別由固定銷(xiāo)14連接有夾具11，夾具11可制成腰鼓形、條形或其它形狀，其上并設(shè)有連接試件的銷(xiāo)孔，銷(xiāo)孔內(nèi)設(shè)有銷(xiāo)軸13。
為便于觀(guān)察、操作，可在兩滑塊5的上部一端或兩端的夾具11處裝置有測(cè)力傳感器15，測(cè)力傳感器15其由導(dǎo)線(xiàn)與測(cè)力顯示器相連接，測(cè)試時(shí)，可由測(cè)力顯示器掌握試件受力狀況。
本發(fā)明在實(shí)用時(shí)，可將試件的兩端分別由銷(xiāo)軸13連接于調(diào)節(jié)滑塊5上部的夾具11上的連接孔中，通過(guò)手動(dòng)或電動(dòng)(伺服馬達(dá))調(diào)節(jié)輪盤(pán)8，由滾珠調(diào)節(jié)絲杠7產(chǎn)生相反的拉力或相向的壓力加載，當(dāng)達(dá)到欲加載值時(shí)，可將銷(xiāo)定鎖母10與輪盤(pán)8靠緊或機(jī)械自鎖，保持荷載穩(wěn)定，使位于試件旁側(cè)的高倍顯微鏡或掃描隧道顯微鏡鏡頭下的觀(guān)察、測(cè)量試件快速定位。
為適應(yīng)多種測(cè)量場(chǎng)所的需要，可在底板1上設(shè)有連接孔或其它緊固構(gòu)體，用于立式、仰式等處觀(guān)測(cè)材料結(jié)構(gòu)微、納米數(shù)量級(jí)時(shí)中心定位及加載的需要。
權(quán)利要求
1.一種中心定位加載裝置，由底板、固定座、調(diào)節(jié)滑塊、導(dǎo)向桿、絲杠、輪盤(pán)構(gòu)成，其特征在于，底板的兩側(cè)設(shè)置有固定座，固定座之間設(shè)置有導(dǎo)向桿，導(dǎo)向桿上設(shè)置有兩調(diào)節(jié)滑塊；兩調(diào)節(jié)滑塊的上中部分別設(shè)置有左右旋螺母，滑塊左右旋螺母內(nèi)置有左右螺紋方向相配的滾珠調(diào)節(jié)絲杠；滾珠調(diào)節(jié)絲杠位于固定座一側(cè)外的軸端設(shè)置有一調(diào)節(jié)輪盤(pán)；兩調(diào)節(jié)滑塊上部設(shè)置有施加拉壓力的夾具。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中心定位加載裝置，其特征在于，滑塊上部的夾具處置有測(cè)力傳感器，測(cè)力傳感器其由導(dǎo)線(xiàn)與測(cè)力顯示器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中心定位加載裝置，其特征在于，輪盤(pán)上設(shè)置有手旋把手。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中心定位加載裝置，其特征在于，滾珠調(diào)節(jié)絲杠位于固定座一側(cè)外的輪盤(pán)處設(shè)置有一螺紋，置有固緊輪盤(pán)的鎖定螺母。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中心定位加載裝置，其特征在于，滾珠調(diào)節(jié)絲杠位于固定座一側(cè)外的輪盤(pán)處設(shè)置有一螺紋，置有渦輪渦桿傳動(dòng)及機(jī)械自鎖裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種中心定位加載裝置,由底板、固定座、調(diào)節(jié)滑塊、導(dǎo)向桿、絲杠、輪盤(pán)構(gòu)成。本發(fā)明在底板的兩側(cè)設(shè)置有固定座,固定座之間設(shè)置有導(dǎo)向桿,導(dǎo)向桿上設(shè)置有兩調(diào)節(jié)滑塊;兩調(diào)節(jié)滑塊的上中部分別設(shè)置有左右旋螺母,滑塊左右旋螺母內(nèi)置有左右螺紋方向相配的滾珠調(diào)節(jié)絲杠;滾珠調(diào)節(jié)絲杠位于固定座一側(cè)外的軸端設(shè)置有一調(diào)節(jié)輪盤(pán);兩調(diào)節(jié)滑塊上部設(shè)置有施加拉壓力的夾具。在實(shí)驗(yàn)操作時(shí),因采用左右旋螺母及精密滾珠調(diào)節(jié)絲杠結(jié)構(gòu),使加載裝置在絲杠兩端的左右旋螺母做對(duì)稱(chēng)向外或向內(nèi)運(yùn)動(dòng)拉動(dòng)加載夾具,在加載過(guò)程中試件的位置基本不動(dòng),實(shí)現(xiàn)了“定點(diǎn)”。當(dāng)用高倍工業(yè)顯微鏡或掃描隧道顯微鏡進(jìn)行全場(chǎng)位移測(cè)量時(shí),測(cè)量精度分別達(dá)到10nm和0.15nm。
文檔編號(hào)G01N3/08GK1369700SQ0210445
公開(kāi)日2002年9月18日 申請(qǐng)日期2002年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月19日
發(fā)明者李鴻琦, 佟景偉, 李林安, 岳澄, 邢冬梅, 姜永紅 申請(qǐng)人:天津大學(xué)