一种原位拉伸装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109580339A(43)申请公布日2019.04.05(21)申请号201910042157.3(22)申请日2019.01.16(71)申请人天津商业大学地址300134天津市北辰区津霸公路东口(72)发明人刘冰刘国兴杨雄孙婉月王欣雅王超豪(74)专利代理机构天津市三利专利商标代理有限公司12107代理人仝林叶(51)Int.Cl.G01N3/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种原位拉伸装置(57)摘要本发明公开了一种原位拉伸装置。本发明的基座通过螺纹固定于扫描电子显微镜的工作台上，利用扫描电子显微镜工作台将被拉伸工件的待观察区域移至扫描电子显微镜的正下方。步进电机通过两级蜗轮蜗杆减速装置带动双螺旋丝杠低速旋转，所述双螺旋丝杠带动一对夹具实现等速、反向的拉伸运动。本发明原位拉伸装置工作于扫描电子显微镜真空环境内，结构简单，稳定可靠。利用其进行材料拉伸实验，便于更好地分析材料微观变形；其次，采用自润滑轴套与轴承座的配合，防止润滑剂对扫描电镜真空环境造成影响；同时，通过可拆卸连接件及夹具体的特殊结构可实现对板状和棒状两种工件的拉伸实验。CN109580339ACN109580339A权利要求书1/1页1.一种原位拉伸装置，其特征是，包括基座、步进电机、第一级蜗轮蜗杆减速装置和第二级蜗轮蜗杆减速装置，基座通过螺纹固定于扫描电子显微镜的工作台上，步进电机固定在基座上，其输出轴通过联轴器与第一级蜗轮蜗杆减速装置的蜗杆轴相连，驱动涡轮旋转；第一级蜗轮蜗杆减速装置的涡轮轴驱动第二级蜗轮蜗杆装置的涡杆轴实现二次减速；第二级蜗轮蜗杆减速装置的涡轮轴加工成双螺旋丝杠，两个载物台的底面分别通过螺纹与双螺旋丝杠的两段螺纹进行连接，每个载物台的表面设置半圆柱形凹槽，基座上在双螺旋丝杠的两侧分别安装滑轨，被拉伸工件的两端通过一对夹具分别固定在两个载物台上，通过载物台与丝杠的螺旋配合及滑轨的导向作用，使得被拉伸工件在双螺旋丝杠旋转时作同速、反向的运动。2.根据权利要求1所述的原位拉伸装置，其特征在于，固定在基座上的滑动轴承与第二级蜗轮蜗杆装置的涡杆轴相邻设置，双螺旋丝杠穿过滑动轴承，双螺旋丝杠与滑动轴承的轴承座之间设置过渡轴套，轴套和轴承座均采用自润滑材料。3.根据权利要求1所述的原位拉伸装置，其特征在于，双螺旋丝杠采用超精密加工制成，两段螺纹的螺距相同，旋向相反。4.根据权利要求1所述的原位拉伸装置，其特征在于，被拉伸工件为棒状，夹具与棒状被拉伸材料相接触的面为与其相配合的半圆柱形形状。5.根据权利要求1所述的原位拉伸装置，其特征在于，被拉伸工件为板状，载物台表面的半圆柱形凹槽内放置与之相适应的半圆柱形填块。2CN109580339A说明书1/3页一种原位拉伸装置技术领域[0001]本发明涉及一种机械装置，具体而言，涉及一种应用于扫描电子显微镜真空环境下的原位拉伸装置。背景技术[0002]研究材料在载荷作用下的微观结构变形、损伤、破坏机理，对材料科学的发展具有重要的现实意义。目前国内的材料拉伸装置主要是在大气环境下工作的，无法对材料在拉伸过程中的结构变形实现高分辨率的原位观测，造成了材料分析的局限性。而国外相关的原位拉伸平台结构复杂、价格昂贵。此外，现有拉伸机采用一端固定，一端拉伸的方法，使得材料待观察区域处于移动的状态，给观测设备对材料断裂区的实时捕捉带来困难。随着材料科学技术的发展，学者们更注重材料拉伸装置的灵活性与可观测性，因此有必要发明一种解决上述问题的原位拉伸装置，应用在扫描电子显微镜真空环境中对板状和棒状材料进行分析。发明内容[0003]本发明的目的在于，突破现有拉伸装置的局限，提供一种基于扫描电子显微镜在线观测的原位拉伸装置，有效解决背景技术中存在的问题，灵活实现不同材料在拉伸过程中的微观变形分析。[0004]本发明的目的是通过下述方案实现的：[0005]一种原位拉伸装置，其特征是，包括基座、步进电机、第一级蜗轮蜗杆减速装置和第二级蜗轮蜗杆减速装置，基座通过螺纹固定于扫描电子显微镜的工作台上，步进电机固定在基座上，其输出轴通过联轴器与第一级蜗轮蜗杆减速装置的蜗杆轴相连，驱动涡轮旋转；第一级蜗轮蜗杆减速装置的涡轮轴驱动第二级蜗轮蜗杆装置的涡杆轴实现二次减速；第二级蜗轮蜗杆减速装置的涡轮轴加工成双螺旋丝杠，两个载物台的底面分别通过螺纹与双螺旋丝杠的两段螺纹进行连接，每个载物台的表面设置半圆柱形凹槽，基座上在双螺旋丝杠的两侧分别安装滑轨，被拉伸工件的两端通过一对夹具分别固定在两个载物台上，通过载物台与丝杠的螺旋配合及滑轨的导向作用，使得被拉伸工件在双螺旋丝杠旋转时作同速、反向的运动。[0006]固定在基座上的滑动轴承与第二级蜗