[发明专利]用于微纳尺度材料的原位扭矩测试装置和观察装置

摘要

本发明提供了一种用于微纳尺度材料的原位扭矩测试装置和观察装置，所述用于微纳尺度材料的原位扭矩测试装置包括：夹持单元，用于夹持固定测试试样(14)，该夹持单元包括两个夹头；加载单元，用于驱动测试试样(14)扭转，该加载单元包括能够输出扭矩的微型电机(1)，该加载单元与该夹持单元的一端连接；信号检测单元，用于检测测试试样(14)受到的扭矩大小，该信号检测单元与该夹持单元的另一端连接。该用于微纳尺度材料的原位扭矩测试装置体积较小，结构简单。该用于微纳尺度材料的原位扭矩测试装置还可以与显微成像仪器(如扫描电子显微镜SEM、光学显微镜OM等)配套使用形成微观形貌观察装置。

主权项

1.一种用于微纳尺度材料的原位扭矩测试装置，其特征在于，所述用于微纳尺度材料的原位扭矩测试装置包括：夹持单元，用于夹持固定丝状或线状的测试试样(14)，该夹持单元包括两个夹头；加载单元，用于驱动测试试样(14)扭转，该加载单元包括能够输出扭矩的微型电机(1)，该加载单元与该夹持单元的一端连接；信号检测单元，用于检测测试试样(14)受到的扭矩大小，该信号检测单元与该夹持单元的另一端连接；该加载单元、夹持单元和信号检测单元沿水平方向从左向右依次设置，所述两个夹头左右对称设置，该夹头包括上下层叠设置的压板(13)和托板(15)，压板(13)和托板(15)通过螺钉(12)连接，该夹头能够将测试试样(14)的端部夹持固定于压板(13)和托板(15)之间；托板(15)的上表面设有用于固定测试试样(14)的V形凹槽，压板(13)和托板(15)均沿水平方向设置，该两个夹头中的托板(15)的上表面位于同一水平面，所述两个夹头的大小和形状相同，所述两个夹头互为镜像；所述用于微纳尺度材料的原位扭矩测试装置还包括中心微调单元，该中心微调单元包括连接杆(5)、滚珠丝杠(9)和精密步进电机(10)，连接杆(5)位于该夹持单元的下方，连接杆(5)的两端分别与所述两个夹头的托板(15)固定连接，精密步进电机(10)通过滚珠丝杠(9)与连接杆(5)连接，精密步进电机(10)能够通过滚珠丝杠(9)使连接杆(5)和两个夹头的托板(15)上下移动；连接杆(5)呈凹字型，连接杆(5)包括左支杆和右支杆，该左支杆和右支杆之间能够分离，该左支杆的一端与一个托板(15)连接固定，该右支杆的一端与另一个托板(15)连接固定，滚珠丝杠(9)的螺母位于该左支杆和右支杆之间，该左支杆的另一端与该右支杆的另一端均与滚珠丝杠(9)的螺母可拆卸连接，滚珠丝杠(9)的螺杆与精密步进电机(10)同轴固定连接，滚珠丝杠(9)的螺杆沿竖直方向设置，滚珠丝杠(9)的轴线和托板(15)上表面的该V形凹槽位于同一竖直平面内；该加载单元还包括沿水平方向从左向右依次设置的联轴器(2)、减速器(3)和左导轨(4)，电机(1)的输出轴通过联轴器(2)与减速器(3)连接，左导轨(4)的左端与减速器(3)的输出轴固定连接，减速器(3)的输出轴的轴线沿左右方向设置，减速器(3)能够驱动左导轨(4)转动，左导轨(4)的转动轴线与减速器(3)的输出轴的轴线重合，左导轨(4)的右端设有第一导向滑轨，该第一导向滑轨与左导轨(4)的转动轴线垂直，该第一导向滑轨与左导轨(4)的转动轴线位于同一平面内，左侧的该夹头的托板(15)的左端与该第一导向滑轨匹配连接，左侧的托板(15)能够沿该第一导向滑轨滑动；该信号检测单元包括沿水平方向从左向右依次设置的右导轨(6)和用于检测测试试样(14)受到的扭矩大小的扭矩传感器(7)，右导轨(6)的右端与扭矩传感器(7)的左端连接，右导轨(6)能够转动，右导轨(6)的转动轴线与左导轨(4)的转动轴线重合，右导轨(6)的左端设有第二导向滑轨，该第二导向滑轨与右导轨(6)的转动轴线垂直，该第二导向滑轨与右导轨(6)的转动轴线位于同一平面内，右侧的该夹头的托板(15)的右端与该第二导向滑轨匹配连接，右侧的托板(15)能够沿该第二导向滑轨滑动；在该夹头夹持测试试样(14)时，测试试样(14)呈水平状态且沿左右方向设置，滚珠丝杠(9)的螺杆的轴线与测试试样(14)相交并垂直；滚珠丝杠(9)驱动连接杆(5)上下移动能够使测试试样(14)的中心线与联轴器(2)的输出轴的轴线重合。