[实用新型]压电驱动式低温原位高频往复微动摩擦磨损试验平台

摘要

本实用新型涉及一种压电驱动式低温原位高频往复微动摩擦磨损试验平台，属于精密原位测试领域。试验压力加载单元由精密伺服电机提供动力，经由两级蜗轮蜗杆减速机构配合丝杠螺母副完成精确压力加载；高频往复单元布置在下侧，采用先进的压电陶瓷驱动技术，配合自主设计的柔性铰链输出高频微动位移；低温精密夹持单元由上下夹具配合实现精准夹持，并通过下夹具中的液氮管道实现低温加载；数据采集单元包括拉力传感器、压力传感器、双比色红外测温仪。本实用新型原理可靠，体积小巧，结构紧凑，频率高，与主流光学显微镜，拉曼光谱仪以及X射线衍射仪等具有开放式空间结构的显微成像系统具有良好的兼容性。

主权项

1.一种压电驱动式低温原位高频往复微动摩擦磨损试验平台，其特征在于：包括试验压力加载单元、高频往复驱动单元、低温精密夹持单元以及数据采集单元，所述试验压力加载单元是：精密伺服电机（23）驱动扭矩经由一级蜗杆（24）、一级蜗轮（27）和二级蜗杆（22）、二级蜗轮（19）增扭减速后，带动精密丝杠（30）将旋转运动变为移动平台（16）的整体移动，使移动平台（16）向着平面试件方向接近，完成对平面试件的压力加载；其中，精密丝杠（30）通过精密滚珠丝杠轴承座（18）刚性支撑，通过调节精密伺服电机（23）的脉冲数控制加载速度，并通过压力传感器（14）的反馈实现压力的精准控制；精密伺服电机（23）通过电机支撑座（26）与试验支撑台（1）刚性固定；所述的低温精密夹持单元是：上球形试件与上球形试件夹具（12）刚性连接，下平面试件通过凹槽放进平面试件下夹具（8）中，两个平面试件上夹具（9）通过螺钉固定在平面试件下夹具（8）上，平面试件下夹具（8）通过夹具支撑座（11）固定在高频往复支撑平台（7）上并进行刚性连接；夹具支撑座（11）内部设置有冷却流道，液氮通过液氮通道（29）实现充入和回流，创造试件低温环境；所述的高频往复驱动单元是：低温压电陶瓷（3）安装在柔性铰链（2）的凹槽中，拉力传感器（4）一端与柔性铰链（2）的输出端螺纹连接，另一端与平面试件夹具支撑座（11）连接，低温压电陶瓷（3）在信号驱动电压的驱动下输出高频交变微小位移，驱动柔性铰链（2）带动拉力传感器（4）牵引低温精密夹持单元在试验支撑台（1）上做往复微小位移，实现上下试件微动摩擦；低温精密夹持单元在两对左滑块（6）和两对右滑块（10）的带动下在前导轨（5）和后导轨（28）上移动。