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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115753357A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202210377530.2(22)申请日2022.04.11(71)申请人中国计量大学地址310018浙江省杭州市学源街258号中国计量大学(72)发明人陈俊甫梁添王疆瑛张景基杜汇伟朱泽洁宗泉叶永春(51)Int.Cl.G01N3/08(2006.01)G01N3/02(2006.01)G01N3/04(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种同步丝杠传动式微型单轴拉伸试验机(57)摘要本发明公开了一种同步丝杠传动式微型单轴拉伸试验机,包括基座、动力传递模块、信号采集模块、夹持模块和光学测量模块。试样固定在上、下夹具后,动力传递模块中的交流伺服电机通过精密行星齿轮减速机带动同步带轮,同步带轮传动滚珠丝杠副,进而带动下夹持机架的反向运动,实现试样的轴向拉伸;搭载力传感器和位移传感器信号的采集模块和搭载数字图像相关技术的光学测量模块同步触发,精确测量试样标距段的载荷‑位移曲线,最终计算得到工程应力‑工程应变曲线和真应力‑真应变曲线。本发明结构紧凑,体积小巧,传动效率高,实验数据测量精度准,变形信息测量范围广,可为材料微观力学性能测试提供有效、稳定、全面、智能化的测试装置。CN115753357ACN115753357A权利要求书1/1页1.一种同步丝杠传动式微型单轴拉伸试验机,其特征在于:包括基座(1)、动力传递模块、信号采集模块、夹持模块以及光学测量模块;在所述基座(1)上设置有所述动力传递模块、信号采集模块、夹持模块以及光学测量模块;所述动力传递模块包括:交流伺服电机(12)、精密行星齿轮减速机(10)、减速机固定支架(9)、主动带轮(8)、同步带(6)、从动带轮(5)、免键轴衬(4)、滚珠丝杠副支撑座(3)、滚珠丝杠副螺杆(34)、滚珠丝杠副螺母(33)、滚珠丝杠副螺母座(32)、圆法兰直线轴承Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ(31、13、24、23)、直线光轴导轨Ⅰ、Ⅱ(35、11)、开口固定环Ⅰ、Ⅱ(27、28)、立式支撑座Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ(2、7、19、22);所述交流伺服电机(12)与所述精密行星齿轮减速机(10)固定连接,精密行星齿轮减速机(10)固定在所述减速机固定支架(9)上,减速机固定支架(9)固定在所述基座(1)上,所述主动带轮(8)通过键槽和顶丝连接夹紧精密行星齿轮减速机(10)的输出轴,所述免键轴衬(4)安装在所述从动带轮(5)上,从动带轮(5)通过所述同步带(6)连接主动带轮(8),从动带轮(5)通过免键轴衬(4)连接夹紧所述滚珠丝杠副螺杆(34);所述信号采集模块包括:拉力传感器(20)、位移传感器(18);所述夹持模块包括:上夹持机架(21)、下夹持机架(30)、上夹具座(26)、上夹具(25)、下夹具(29);所述光学测量模块包括:相机固定底座(14)、相机万向支架(15)、高分辨率CCD工业相机(16)、工业远心镜头(17)。2.根据权利要求1所述的同步丝杠传动式微型单轴拉伸试验机,其特征在于:所述拉力传感器(20)嵌入在所述上夹持机架(21)的拉力传感器槽(37)中,所述位移传感器(18)插入在上夹持机架(21)的位移传感器固定孔(38)中,所述圆法兰直线轴承Ⅲ、Ⅳ(24、23)分别安装在上夹持机架(21)的法兰孔Ⅲ、Ⅳ(39、36)中,上夹持机架(21)的夹具座孔(40)用来承载上夹具座(26)。3.根据权利要求1所述的同步丝杠传动式微型单轴拉伸试验机,其特征在于:所述上夹具(25)嵌入在所述上夹具座(26)的T型槽Ⅰ(47)中,内六角螺栓通过上夹具座(26)的中间部位螺纹孔(48)连接拉力传感器(20),从而进行拉力的有效传递和精确测量。4.根据权利要求1所述的同步丝杠传动式微型单轴拉伸试验机,其特征在于:所述滚珠丝杠副螺母(33)与所述滚珠丝杠副螺母座(32)嵌入在所述下夹持机架(30)的螺母槽(43)中,所述滚珠丝杠副螺杆(34)安装在下夹持机架(30)的螺杆孔(42)中,所述圆法兰直线轴承Ⅰ、Ⅱ(31、13)分别安装在下夹持机架(30)的法兰孔Ⅰ、Ⅱ(41、44)中,所述下夹具(29)嵌入在下夹持机架(30)的T型槽Ⅱ(46)中,下夹持机架(30)的半圆形触板(45)与位移传感器(18)的探头相配合,用来测量拉伸试样的整体位移。5.根据权利要求1所述的同步丝杠传动式微型单轴拉伸试验机,其特征在于:所述相机万向支架(15)固定在所述相机固定底座(14)上,所述高分辨率CCD工业相机(16)与所述工业远心镜头(17)固定在相机万向支架(15)上,并搭载数字图像相关技术实时处理生成试样拉伸过程的全场位移信息,进而精确测量拉伸试样标距段的载荷‑位