專(zhuān)利名稱(chēng)：一種儀器化壓入試驗(yàn)的夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種儀器化壓入試驗(yàn)的夾具。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的儀器化壓入技術(shù)當(dāng)中，都采用普通的平面定位平臺(tái)裝置來(lái)放置樣品。常規(guī)平面定位平臺(tái)在垂直方向不可避免的存在間隙，造成該方向上的柔度較大。同時(shí)，在大載荷 試驗(yàn)時(shí)，間隙的存在，以及間隙在加、卸載過(guò)程中的變化，特別是失穩(wěn)，會(huì)造成位移測(cè)量上的 突變，造成加、卸載曲線(xiàn)不光滑，影響壓入深度測(cè)量的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)緊湊、能夠確保位移測(cè)量穩(wěn)定 的儀器化壓入試驗(yàn)的夾具。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的儀器化壓入試驗(yàn)的夾具包括底座、螺栓鎖緊機(jī)構(gòu)和樣 品臺(tái)，樣品臺(tái)設(shè)置在底座上，樣品臺(tái)和底座上分別設(shè)置有供所述螺栓鎖緊機(jī)構(gòu)穿過(guò)的導(dǎo)向 槽和滑槽，所述螺栓鎖緊機(jī)構(gòu)用于將樣品臺(tái)和底座之間鎖緊或松開(kāi)；在螺栓鎖緊機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向 槽和滑槽的共同導(dǎo)向作用下，樣品臺(tái)能夠相對(duì)于底座做橫、縱向移動(dòng)。進(jìn)一步，所述樣品臺(tái)和底座之間設(shè)置有移動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)，該移動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)設(shè)置在底 座上，樣品臺(tái)設(shè)置在移動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)上，在連接移動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)和底座的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用 下，移動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)可沿底座橫向移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)其上的樣品臺(tái)橫向移動(dòng)；在連接樣品臺(tái)和移 動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)的第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下，樣品臺(tái)可沿移動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)縱向移動(dòng)。進(jìn)一步，所述移動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)包括中間板、托板和拉動(dòng)板，所述托板和拉動(dòng)板底部分 別設(shè)置有兩個(gè)凹槽，托板和拉動(dòng)板分別通過(guò)其底部的凹槽架設(shè)在所述底座上橫向設(shè)置的兩 導(dǎo)軌上，所述中間板底部卡配固定在托板和拉動(dòng)板上，所述中間板頂部設(shè)置有放置所述樣 品臺(tái)的凹槽，所述中間板沿導(dǎo)軌方向上設(shè)置有通孔，所述第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一拉動(dòng)軸和 第一拉動(dòng)螺母，第一拉動(dòng)軸的一端固定在所述中間板的通孔處，第一拉動(dòng)軸另一端穿過(guò)底 座與第一拉動(dòng)螺母螺紋配合，旋轉(zhuǎn)第一拉動(dòng)螺母，第一拉動(dòng)軸沿底座橫向移動(dòng)，帶動(dòng)中間板 橫向移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)中間板上的樣品臺(tái)一起橫向移動(dòng)。進(jìn)一步，所述托板和拉動(dòng)板底部對(duì)稱(chēng)設(shè)置的兩個(gè)凹槽和頂部中間設(shè)置的用于固定 所述中間板的凹槽軸線(xiàn)垂直于整體對(duì)稱(chēng)平面。進(jìn)一步，所述底座上供所述第一拉動(dòng)軸穿過(guò)的通孔為臺(tái)階通孔，通過(guò)軸承緊配合 裝配所述第一拉動(dòng)螺母。進(jìn)一步，所述拉動(dòng)板和樣品臺(tái)沿所述導(dǎo)軌縱向上設(shè)置有通孔，所述第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 包括第二拉動(dòng)軸和第二拉動(dòng)螺母，第二拉動(dòng)軸一端固定在所述樣品臺(tái)上的通孔處，第二拉 動(dòng)軸另一端穿過(guò)拉動(dòng)板上的通孔與第二拉動(dòng)螺母螺紋配合，旋轉(zhuǎn)第二拉動(dòng)螺母，第二拉動(dòng) 軸沿底座縱向移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)樣品臺(tái)縱向移動(dòng)。進(jìn)一步，所述拉動(dòng)板上的通孔為臺(tái)階通孔，通過(guò)軸承緊配合裝配所述第二拉動(dòng)螺母。進(jìn)一步，所述螺栓鎖緊機(jī)構(gòu)包括螺栓和螺母，螺栓上下貫穿所述樣品臺(tái)和底座上 的導(dǎo)向槽和滑槽與螺母螺紋配合，在壓入試驗(yàn)前，松開(kāi)螺栓，令樣品臺(tái)能夠相對(duì)于底座橫、 縱向移動(dòng)，調(diào)整樣品臺(tái)的位置；樣品臺(tái)移動(dòng)到合適的位置后，擰緊螺栓，將樣品臺(tái)和底座鎖 緊成為臨時(shí)的一體化結(jié)構(gòu)，即可開(kāi)始試驗(yàn)。進(jìn)一步，所述中間板和樣品臺(tái)之間還設(shè)置有一墊板，該墊板通過(guò)其底部設(shè)置的凹 槽卡配設(shè)置在中間板上，墊板頂部垂直于底部凹槽方向向外伸出兩對(duì)臂，四臂末端底面和 頂面均設(shè)置凸臺(tái)，凸臺(tái)上設(shè)置有通孔，該通孔位置與所述底座和樣品臺(tái)上的滑槽和導(dǎo)向槽 配合，尺寸與所述螺栓鎖緊機(jī)構(gòu)中的螺栓配合，所述樣品臺(tái)設(shè)置在墊板頂面的凸臺(tái)上，墊板 底面凸臺(tái)設(shè)置在所述底座的導(dǎo)軌上，所述螺栓上下貫穿所述樣品臺(tái)上的導(dǎo)向槽、所述凸臺(tái) 上的通孔和所述底座上的滑槽。進(jìn)一步，所述墊板為鋁板。進(jìn)一步，所述中間板、托板和拉動(dòng)板一體成形或者分體設(shè)置。進(jìn)一步，所述樣品臺(tái)上還設(shè)置有安裝光導(dǎo)軸和微調(diào)軸的耳板，所述樣品臺(tái)上分兩 層設(shè)置四個(gè)耳板，每層設(shè)置兩個(gè)，并且上下兩層的耳板上下對(duì)正，上下兩層耳板上設(shè)置有供 光導(dǎo)軸或微調(diào)軸穿過(guò)的通孔，所述光導(dǎo)軸和微調(diào)軸貫穿上下兩層耳板固定在樣品臺(tái)上，所 述樣品臺(tái)上還設(shè)置有探頭板，光導(dǎo)軸和微調(diào)軸上的光軸部和螺紋部與探頭板上兩側(cè)的通孔 配合，將所述探頭板裝配在兩層耳板之間，探頭板中部的通孔內(nèi)固定有探頭，所述光導(dǎo)軸和 微調(diào)軸保證，旋轉(zhuǎn)微調(diào)軸時(shí)，所述探頭板在垂直方向自由移動(dòng)的同時(shí)，設(shè)置在其上的探頭的 回轉(zhuǎn)軸保持垂直狀態(tài)。進(jìn)一步，所述探頭為電渦流位移傳感器、平板電容位移傳感器或光纖位移傳感器 的探頭。本發(fā)明的儀器化壓入試驗(yàn)的夾具的優(yōu)點(diǎn)1. 一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確保位移測(cè)量的穩(wěn)定常規(guī)平面定位平臺(tái)在垂直方向不可避免的存在間隙，造成該方向上的柔度較大。 同時(shí)，在大載荷試驗(yàn)時(shí)，間隙的存在，以及間隙在加、卸載過(guò)程中的變化，特別是失穩(wěn)，會(huì)造 成位移測(cè)量上的突變，影響壓入深度測(cè)量的穩(wěn)定性。在壓入試驗(yàn)的加卸載壓入過(guò)程中，本夾 具的樣品承載系統(tǒng)為一體化的準(zhǔn)剛性結(jié)構(gòu)，在載荷方向上將間隙的影響盡可能地降低，以 確保位移測(cè)量的穩(wěn)定。2.模塊化結(jié)構(gòu)剔除大部分整體機(jī)架柔度本夾具在機(jī)架中，選取靠近試驗(yàn)樣品的地方，接入外接位移傳感器(探頭和目標(biāo) 板)，直接測(cè)量外接傳感器的移動(dòng)部件與固定部件的相對(duì)位移，有效地剔除了大部分機(jī)架柔 度，從而盡可能地減小位移測(cè)量數(shù)據(jù)中所包含的機(jī)架柔度。3.結(jié)構(gòu)緊湊、能大幅度降低系統(tǒng)成本本夾具采用直接測(cè)量相對(duì)位移的位移測(cè)量模式，將非接觸式位移傳感器和夾具集 成進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，從而使試驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊。所選非接觸式位移傳感器，如電渦流位移傳 感器、平板電容位移傳感器、光纖位移傳感器等，成本低，使試驗(yàn)系統(tǒng)的成本得到大幅度降 低，是一種經(jīng)濟(jì)型夾具。


圖1為本發(fā)明夾具的俯視圖；圖2為本發(fā)明夾具的主視圖；圖3為本發(fā)明夾具的后視圖；圖4為圖1中A-A剖視圖；圖5為圖1中D-D剖視圖；圖6為本發(fā)明夾具中拉動(dòng)板、托板、中間板和墊板的裝配俯視圖；圖7為圖1中螺栓處E-E剖視圖；
圖8為圖1中螺栓處B-B剖視圖；圖9為本發(fā)明夾具中底座的右視圖；圖10為本發(fā)明夾具中底座的俯視圖；圖11為本發(fā)明夾具中拉動(dòng)板的主視圖；圖12為本發(fā)明夾具中拉動(dòng)板的仰視圖；圖13為本發(fā)明夾具中托板的主視圖；圖14為本發(fā)明夾具中托板的仰視圖；圖15本發(fā)明夾具中中間板的主視圖；圖16為本發(fā)明夾具中中間板的仰視圖；圖17為本發(fā)明夾具中墊板的俯視圖；圖18為本發(fā)明夾具中墊板的主視圖；圖19為本發(fā)明夾具中樣品臺(tái)的主視圖；圖20為本發(fā)明夾具中樣品臺(tái)的俯視圖；圖21為本發(fā)明夾具中樣品臺(tái)和底座的裝配俯視圖；圖22為圖1中耳板處的C-C剖視圖；圖23為本發(fā)明的夾具放置在壓入試驗(yàn)機(jī)機(jī)架上的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1-6所示，本發(fā)明的儀器化壓入試驗(yàn)的夾具，包括樣品臺(tái)1和底座2，樣品臺(tái)1 通過(guò)移動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)架設(shè)在底座2上，移動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)包括拉動(dòng)板3、中間板4和托板6，拉動(dòng)板 3、中間板4和托板6可以一體成形或者分體設(shè)置，拉動(dòng)板3和托板6架設(shè)在底座2上，中間 板4設(shè)置在拉動(dòng)板3和托板6上，墊板5卡固在中間板4上，樣品臺(tái)1放置在墊板5上，樣 品臺(tái)1可隨著移動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)一起橫向移動(dòng)，也可相對(duì)于移動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)縱向移動(dòng)。如圖9-18 所示，底座2上設(shè)置有兩個(gè)導(dǎo)軌22、23，拉動(dòng)板3和托板6底部分別設(shè)置有與導(dǎo)軌22、23滑 動(dòng)配合的凹槽31、33、61、63，通過(guò)凹槽31、33、61、63拉動(dòng)板3和托板6跨越導(dǎo)軌22、23架設(shè) 在底座2上，拉動(dòng)板3和托板6頂部還分別設(shè)置有凹槽32、62，中間板4底部設(shè)置有凹槽45、 46，凹槽45和拉動(dòng)板3上的凹槽32相配，凹槽46和托板6上的凹槽62相配，通過(guò)凹槽45、 32、46、62中間板4卡固在拉動(dòng)板3和托板6上，中間板4頂部設(shè)置有放置樣品臺(tái)1的凹槽 44，樣品臺(tái)1和中間板4之間還設(shè)置有墊板5，墊板5底部設(shè)置有凹槽52，該凹槽52的大小 與中間板4的寬度相配，墊板5頂部垂直于凹槽52方向向外伸出兩對(duì)臂，與底部凹槽52 — 起呈雙軸對(duì)稱(chēng)分布，樣品臺(tái)1底面如果和墊板5頂面完全接觸，由于加工精度的限制，樣品臺(tái)1底面和墊板5頂面不可能是理想平面，因此樣品臺(tái)1放置在墊板5上，接觸面之間勢(shì)必 會(huì)存在大量的間隙，在大載荷進(jìn)行過(guò)程中，這些間隙的變化或變形，特別是失穩(wěn)，會(huì)造成位 移測(cè)量上的突變，影響到位移測(cè)量的穩(wěn)定性，為了解決以上問(wèn)題，本發(fā)明的夾具在墊板5上 四臂末端底面和頂面處設(shè)置有凸臺(tái)，樣品臺(tái)1底面與頂面的四個(gè)凸臺(tái)53相接觸，底座2與 底面的四個(gè)凸臺(tái)相接觸，降低了接觸面積，在很大程度上減少了樣品臺(tái)1和墊板5之間，墊 板5和底座2之間的間隙，并且墊板5采用鋁質(zhì)板材，進(jìn)一步保證，在螺栓鎖緊機(jī)構(gòu)起鎖緊 作用時(shí)，樣品臺(tái)1、墊板5和底座2能緊密貼合，從而保證底座1、樣品臺(tái)2和移動(dòng)支撐機(jī)構(gòu) 3之間形成一體化剛性結(jié)構(gòu)，在載荷方向上將間隙的影響盡可能地降低，以確保位移測(cè)量的 穩(wěn)定。
如圖4、5和19所示，樣品臺(tái)1在移動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下，可以沿底座2的導(dǎo)軌22、 23橫向移動(dòng)，移動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)在第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下完成，第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的拉動(dòng)軸 41 一端通過(guò)鎖緊螺母43和自身結(jié)構(gòu)固定在中間板4的通孔47處，另一端穿過(guò)底座2上的 通孔24與拉動(dòng)螺母42螺紋配合，底座2的通孔24為一臺(tái)階通孔，其中放置有軸承421，通 過(guò)軸承421緊配合裝配拉動(dòng)螺母42，旋轉(zhuǎn)拉動(dòng)螺母42，拉動(dòng)軸41相對(duì)底座2橫向移動(dòng)，帶 動(dòng)中間板4沿導(dǎo)軌22、23方向移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)其上的樣品臺(tái)1隨著中間板4 一起移動(dòng)。樣 品臺(tái)1的單獨(dú)驅(qū)動(dòng)在第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下完成，第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的拉動(dòng)軸11 一端通過(guò)鎖緊 螺母13和自身結(jié)構(gòu)固定在樣品臺(tái)1的通孔17處，拉動(dòng)軸11另一端穿過(guò)拉動(dòng)板3上的通孔 34和樣品臺(tái)1的通孔17，拉動(dòng)板3上的通孔34為一臺(tái)階通孔，其中放置有軸承121，通過(guò)軸 承121緊配合裝配拉動(dòng)螺母12，旋轉(zhuǎn)拉動(dòng)螺母12，拉動(dòng)軸11相對(duì)底座2縱向移動(dòng)，帶動(dòng)樣 品臺(tái)沿導(dǎo)軌22、23縱向方向移動(dòng)。如圖1、7、8、9、10、17、19和20所示，樣品臺(tái)1頂端設(shè)置有放置樣品的圓柱形小凸 臺(tái)18，與小凸臺(tái)回轉(zhuǎn)軸呈雙軸對(duì)稱(chēng)分布設(shè)置有四個(gè)導(dǎo)向槽19，底座2上沿導(dǎo)軌22、23方向 設(shè)置有滑槽21，樣品臺(tái)1架設(shè)在底座2上后，樣品臺(tái)1和底座2的導(dǎo)向槽19和滑槽21處 設(shè)置螺栓鎖緊機(jī)構(gòu)，該螺栓鎖緊機(jī)構(gòu)由四個(gè)螺栓25和兩個(gè)雙螺母26構(gòu)成，四個(gè)螺栓25分 別設(shè)置在樣品臺(tái)1的四個(gè)導(dǎo)向槽19里面，分別穿過(guò)墊板5上的通孔51，兩個(gè)一組分別設(shè)置 在底座2上的兩個(gè)滑槽21里面，雙螺母26與底座2上同一側(cè)滑槽21里面的兩個(gè)螺栓25 配合，用于將樣品臺(tái)1、墊板5和底座2三大部件鎖緊，形成一個(gè)臨時(shí)的一體化結(jié)構(gòu)。進(jìn)行 壓入試驗(yàn)之前松開(kāi)螺母將樣品臺(tái)1橫、縱向移動(dòng)到合適位置后，擰緊螺栓25，然后進(jìn)行壓入 試驗(yàn)。本發(fā)明的夾具中可以省略移動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)，直接將樣品臺(tái)1裝配在底座2上，在導(dǎo)向槽 19、滑槽21和螺栓鎖緊機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向作用下推動(dòng)樣品臺(tái)，以調(diào)整樣品臺(tái)1的位置。如圖21和22所示，樣品臺(tái)1上還設(shè)置有上下兩層四個(gè)耳板14、15、16，上層耳板上 表面與滑槽21部分上表面平齊，下層耳板下表面離滑槽21部分底面有一定距離，耳板14、 15上分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有通孔141和151，上下兩耳板16上分別對(duì)應(yīng)設(shè)置通孔161，通過(guò)通孔 141、151和161，在樣品臺(tái)1上安裝光導(dǎo)軸8和微調(diào)軸系統(tǒng)，光導(dǎo)軸8通過(guò)耳板15上的光 孔151和耳板14上的螺紋孔141裝配在樣品臺(tái)1上，其回轉(zhuǎn)軸和樣品臺(tái)1底面垂直。微調(diào) 軸系統(tǒng)由一個(gè)微調(diào)軸9、兩個(gè)軸承91、92和一個(gè)內(nèi)螺母93組成，一個(gè)軸承92內(nèi)圈與內(nèi)螺母 93緊配合后，外圈與下耳板16上的通孔緊配合，另一軸承91外圈與上耳板16上的通孔緊 配合，微調(diào)軸9通過(guò)其下端的小螺柱與內(nèi)螺母93螺紋配合、上端軸頸部分與軸承91內(nèi)圈較 松的可拆配合，組成微調(diào)軸系統(tǒng)，設(shè)置在樣品臺(tái)1上，微調(diào)軸9的回轉(zhuǎn)軸與樣品臺(tái)1底面垂直。同時(shí)，樣品臺(tái)1上設(shè)置光導(dǎo)軸8和微調(diào)軸9的地方設(shè)置探頭板7。探頭板7上外輪廓 中心處設(shè)置一個(gè)螺紋孔，用以裝配外接位移傳感器的探頭71。探頭板長(zhǎng)度方向兩端對(duì)稱(chēng)設(shè) 置有兩個(gè)凸耳，凸耳上與中心螺紋孔對(duì)稱(chēng)分別設(shè)置一個(gè)螺紋孔和一個(gè)光孔，分別與光導(dǎo)軸8 和微調(diào)軸9配合，以保證轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)軸9時(shí)，探頭板7和裝配在其上的探頭71能夠只在垂直 方向上自由移動(dòng)。探頭71為非接觸式位移傳感器的探頭，非接觸式位移傳感器包括電渦流 位移傳感器、平板電容位移傳感器、光纖位移傳感器等。 如圖23所示，本發(fā)明的夾具放置在壓入試驗(yàn)機(jī)的機(jī)架臺(tái)524上，壓入試驗(yàn)機(jī)的壓 頭523懸吊于壓入試驗(yàn)機(jī)機(jī)架的橫梁525上，連接有外接傳感器移動(dòng)部件——目標(biāo)板522 的支架上固定壓頭523，目標(biāo)板522的位置可以調(diào)整，以保證目標(biāo)板522與外接傳感器的探 頭71對(duì)中，且傳感器的探頭71的軸線(xiàn)與目標(biāo)板522平面相垂直。直接測(cè)量外接傳感器的 固定部件探頭71與移動(dòng)部件目標(biāo)板522的相對(duì)位移，能夠有效地剔除壓入試驗(yàn)機(jī)中大部分 機(jī)架柔度，從而盡可能地減小位移測(cè)量數(shù)據(jù)中所包含的機(jī)架柔度。本夾具的功能有樣品定位功能、外接獨(dú)立位移傳感器的夾持和移動(dòng)功能。第一部分功能，實(shí)現(xiàn)樣品在平面內(nèi)平移，同時(shí)，實(shí)現(xiàn)夾具樣品承載部分在平面定位 平臺(tái)和一體化準(zhǔn)剛性平臺(tái)之間的簡(jiǎn)便轉(zhuǎn)換。在移動(dòng)樣品時(shí)，松開(kāi)鎖緊螺栓，夾具處于平面定 位平臺(tái)狀態(tài)，把樣品移動(dòng)到試驗(yàn)位置，再鎖緊螺栓，使夾具成為臨時(shí)的一體化結(jié)構(gòu)。第二部分在整體機(jī)架中，選取離試驗(yàn)樣品很近的部分機(jī)架，接入外接位移傳感器， 同時(shí)保證外接傳感器在試驗(yàn)時(shí)能調(diào)整到最佳工作位置。本夾具中，位移測(cè)量值為外接傳感器的移動(dòng)部件相對(duì)于固定部件的位移。其中，局 部機(jī)架柔度為外接傳感器移動(dòng)部件(如電渦流位移傳感器的目標(biāo)板)夾持點(diǎn)和固定部件 (如電渦流位移傳感器的探頭)夾持點(diǎn)之間的機(jī)架變形。這種緊湊型的模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)， 顯著地降低了位移測(cè)量值中機(jī)架柔度的含量，再通過(guò)數(shù)據(jù)處理的算法，能夠有效地剔除機(jī) 架柔度的影響。壓頭在逼近樣品試驗(yàn)表面的過(guò)程中，理論上載荷為零，這部分行程(即逼近 行程)，在數(shù)據(jù)處理中，通過(guò)確定壓入零點(diǎn)，也能夠很好的剔除。 如此，首先在夾具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上將整體機(jī)架柔度的大部分從位移測(cè)量中剔除，再通 過(guò)數(shù)據(jù)處理剔除剩余的局部機(jī)架柔度和逼近行程，最終得到壓入深度。需要指出的是根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
所做出的任何變形，均不脫離本發(fā)明的 精神以及權(quán)利要求記載的范圍。
權(quán)利要求
一種儀器化壓入試驗(yàn)的夾具，其特征在于，包括底座、螺栓鎖緊機(jī)構(gòu)和樣品臺(tái)，樣品臺(tái)設(shè)置在底座上，樣品臺(tái)和底座上設(shè)置有供所述螺栓鎖緊機(jī)構(gòu)穿過(guò)的導(dǎo)向槽和滑槽，所述螺栓鎖緊機(jī)構(gòu)用于將樣品臺(tái)和底座之間鎖緊或松開(kāi)；在螺栓鎖緊機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向槽和滑槽的共同導(dǎo)向作用下，樣品臺(tái)能夠相對(duì)于底座做橫、縱向移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的儀器化壓入試驗(yàn)的夾具，其特征在于，所述螺栓鎖緊機(jī)構(gòu)包括 螺栓和螺母，螺栓上下貫穿所述樣品臺(tái)和底座上的導(dǎo)向槽和滑槽與螺母螺紋配合，在壓入 試驗(yàn)前，松開(kāi)螺栓，令樣品臺(tái)能夠相對(duì)于底座橫、縱向移動(dòng)，調(diào)整樣品臺(tái)的位置；樣品臺(tái)移動(dòng) 到合適的位置后，擰緊螺栓，將樣品臺(tái)和底座鎖緊成為臨時(shí)的一體化結(jié)構(gòu)，即可開(kāi)始試驗(yàn)。
3.如權(quán)利要求2所述的儀器化壓入試驗(yàn)的夾具，其特征在于，所述樣品臺(tái)和底座之間 設(shè)置有移動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)，該移動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)設(shè)置在底座上，樣品臺(tái)設(shè)置在移動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)上，在連 接移動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)和底座的第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下，移動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)可沿底座橫向移動(dòng)，進(jìn)而 帶動(dòng)其上的樣品臺(tái)橫向移動(dòng)；在連接樣品臺(tái)和移動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)的第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用下，樣 品臺(tái)可沿移動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)縱向移動(dòng)。
4.如權(quán)利要求3所述的儀器化壓入試驗(yàn)的夾具，其特征在于，所述移動(dòng)支撐機(jī)構(gòu)包括 中間板、托板和拉動(dòng)板，所述托板和拉動(dòng)板底部分別設(shè)置有兩個(gè)凹槽，托板和拉動(dòng)板分別通 過(guò)其底部的凹槽架設(shè)在所述底座上橫向設(shè)置的兩導(dǎo)軌上，所述中間板底部卡配固定在托板 和拉動(dòng)板上，所述中間板頂部設(shè)置有放置所述樣品臺(tái)的凹槽，所述中間板沿導(dǎo)軌方向上設(shè) 置有通孔，所述第一驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一拉動(dòng)軸和第一拉動(dòng)螺母，第一拉動(dòng)軸的一端固定在 所述中間板的通孔處，第一拉動(dòng)軸另一端穿過(guò)底座與第一拉動(dòng)螺母螺紋配合，旋轉(zhuǎn)第一拉 動(dòng)螺母，第一拉動(dòng)軸沿底座橫向移動(dòng)，帶動(dòng)中間板橫向移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)中間板上的樣品臺(tái)一 起橫向移動(dòng)。
5.如權(quán)利要求4所述的儀器化壓入試驗(yàn)的夾具，其特征在于，所述拉動(dòng)板和樣品臺(tái)沿 所述導(dǎo)軌縱向上設(shè)置有通孔，所述第二驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第二拉動(dòng)軸和第二拉動(dòng)螺母，第二拉 動(dòng)軸一端固定在所述樣品臺(tái)上的通孔處，第二拉動(dòng)軸另一端穿過(guò)拉動(dòng)板上的通孔與第二拉 動(dòng)螺母螺紋配合，旋轉(zhuǎn)第二拉動(dòng)螺母，第二拉動(dòng)軸沿底座縱向移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)樣品臺(tái)縱向移 動(dòng)。
6.如權(quán)利要求5所述的儀器化壓入試驗(yàn)的夾具，其特征在于，所述中間板和樣品臺(tái)之 間還設(shè)置有一墊板，該墊板通過(guò)其底部設(shè)置的凹槽卡配設(shè)置在中間板上，墊板頂部垂直于 底部凹槽方向向外伸出兩對(duì)臂，四臂末端底面和頂面均設(shè)置凸臺(tái)，凸臺(tái)上設(shè)置有通孔，該通 孔位置與所述底座和樣品臺(tái)上的滑槽和導(dǎo)向槽配合，尺寸與所述螺栓鎖緊機(jī)構(gòu)中的螺栓配 合，所述樣品臺(tái)設(shè)置在墊板頂面的凸臺(tái)上，墊板底面凸臺(tái)設(shè)置在所述底座的導(dǎo)軌上，所述螺 栓上下貫穿所述樣品臺(tái)上的導(dǎo)向槽、所述凸臺(tái)上的通孔和所述底座上的滑槽。
7.如權(quán)利要求6所述的儀器化壓入試驗(yàn)的夾具，其特征在于，所述墊板為鋁板。
8.如權(quán)利要求4所述的儀器化壓入試驗(yàn)的夾具，其特征在于，所述中間板、托板和拉動(dòng) 板一體成形或者分體設(shè)置。
9.如權(quán)利要求1所述的儀器化壓入試驗(yàn)的夾具，其特征在于，所述樣品臺(tái)上還設(shè)置有 安裝光導(dǎo)軸和微調(diào)軸的耳板，所述樣品臺(tái)上分兩層設(shè)置四個(gè)耳板，上下兩層的耳板上下對(duì) 正，并且每層設(shè)置兩個(gè)，上下兩層耳板上設(shè)置有供光導(dǎo)軸或微調(diào)軸穿過(guò)的通孔，所述光導(dǎo)軸 和微調(diào)軸貫穿上下兩層耳板固定在樣品臺(tái)上，所述樣品臺(tái)上還設(shè)置有探頭板，光導(dǎo)軸和微調(diào)軸上的光軸部和螺紋部與探頭板上兩側(cè)的通孔配合，將所述探頭板裝配在兩層耳板之 間，探頭板中部的通孔內(nèi)固定有探頭，所述光導(dǎo)軸和微調(diào)軸保證，旋轉(zhuǎn)微調(diào)軸時(shí)，所述探頭 板在垂直方向自由移動(dòng)的同時(shí)，設(shè)置在其上的探頭的回轉(zhuǎn)軸保持垂直狀態(tài)。
10.如權(quán)利要求9所述的儀器化壓入試驗(yàn)的夾具，其特征在于，所述探頭為電渦流位移 傳感器、平板電容位移傳感器或光纖位移傳感器的探頭。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種儀器化壓入試驗(yàn)的夾具，包括底座、螺栓鎖緊機(jī)構(gòu)和樣品臺(tái)，樣品臺(tái)設(shè)置在底座上，樣品臺(tái)和底座上設(shè)置有供所述螺栓鎖緊機(jī)構(gòu)穿過(guò)的導(dǎo)向槽和滑槽，所述螺栓鎖緊機(jī)構(gòu)用于將樣品臺(tái)和底座之間鎖緊或松開(kāi)；在螺栓鎖緊機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向槽和滑槽的共同導(dǎo)向作用下，樣品臺(tái)能夠相對(duì)于底座做橫、縱向移動(dòng)。本發(fā)明的夾具結(jié)構(gòu)緊湊、能大幅度降低系統(tǒng)成本，一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確保位移測(cè)量的穩(wěn)定，模塊化結(jié)構(gòu)可以剔除大部分整體機(jī)架柔度。
文檔編號(hào)G01N3/04GK101806687SQ201010146460
公開(kāi)日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2010年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月12日
發(fā)明者馮義輝, 宋金龍, 張?zhí)┤A 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所