一種適用于多環(huán)境真空測(cè)試設(shè)備的力學(xué)加載裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，是一種適用于多環(huán)境真空測(cè)試設(shè)備的力學(xué)加載裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]固態(tài)氣體傳感器在醫(yī)療診斷、環(huán)境監(jiān)測(cè)、人身安全保護(hù)等方面有著重要的作用。例如，基于SnO2納米線制備的氣體傳感器能夠有效檢測(cè)CO氣體，從而，在傳感器的監(jiān)控下，實(shí)時(shí)對(duì)氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)能夠防止CO中毒。另一方面，眾多材料的特性會(huì)隨著環(huán)境氣氛的改變而發(fā)生變化，換言之，通過改變化學(xué)環(huán)境氛圍，可以對(duì)材料的特性進(jìn)行調(diào)控。
[0003]另一方面，功能材料中的應(yīng)力應(yīng)變對(duì)其結(jié)構(gòu)與性能有重大影響。其中，應(yīng)力應(yīng)變包括空載下材料中的應(yīng)力應(yīng)變以及外部力學(xué)加載下材料中的應(yīng)力應(yīng)變。如，在Pb(Zr，Ti)03、BiFeO3等鐵電薄膜中，通過離子摻雜、膜厚控制、薄膜取向控制以及基底選擇可以改變材料中的應(yīng)力應(yīng)變，從而影響壓電響應(yīng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)力應(yīng)變對(duì)材料特性的調(diào)控。此外，可以通過外部力學(xué)加載調(diào)控材料的性能。如，通過原子力顯微鏡AFM的針尖可以在材料上施加應(yīng)力載荷，從而改變材料的特性。且目前應(yīng)力載荷對(duì)功能材料性能的調(diào)控研究主要集中在納米尺度，有必要對(duì)材料在更直觀的宏觀力學(xué)加載下的特性進(jìn)行研究。
[0004]隨著對(duì)材料特性的深入研究，有必要對(duì)化學(xué)環(huán)境與力學(xué)加載耦合作用下材料的特性進(jìn)行揭示。但是目前用于真空、化學(xué)環(huán)境下進(jìn)行力學(xué)加載的儀器由于需要特殊的防腐蝕及潤滑等處理，成本高昂。因而有必要設(shè)計(jì)一種成本低廉、結(jié)構(gòu)緊湊、與現(xiàn)有真空設(shè)備兼容性良好的力學(xué)加載系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種在大氣環(huán)境、真空環(huán)境或各種化學(xué)環(huán)境下對(duì)樣品進(jìn)行拉伸、彎曲等力學(xué)加載的儀器
本發(fā)明的上述目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種適用于多環(huán)境真空測(cè)試設(shè)備的力學(xué)加載裝置，包括固定安裝在測(cè)試設(shè)備外側(cè)上的安裝平臺(tái)，安裝在所述安裝平臺(tái)上遠(yuǎn)離測(cè)試設(shè)備一端上的精密電動(dòng)平移單元，安裝在安裝平臺(tái)上靠近測(cè)試設(shè)備一端上的、帶桿波紋管以及設(shè)置于測(cè)試設(shè)備內(nèi)側(cè)的樣品裝載單元，所述帶桿波紋管包括依次連接的真空腔體波紋管法蘭、波紋管主體、波紋管盲法蘭以及第二波紋管連接桿以及穿過真空腔體波紋管法蘭與波紋管主體內(nèi)側(cè)與波紋管盲法蘭連接的第一波紋管連接桿，所述第二波紋管連接桿分別與精密電動(dòng)平移單元和波紋管盲法蘭連接，由精密電動(dòng)平移單元驅(qū)動(dòng)紋管盲法蘭平移，所述波紋管法蘭真空腔體波紋管法蘭裝設(shè)在測(cè)試設(shè)備的法蘭對(duì)外接口上，所述第一波紋管連接桿連接測(cè)延伸到測(cè)試設(shè)備的內(nèi)側(cè)并與樣品裝載單元連接。
[0006]進(jìn)一步地，還包括固定安裝在測(cè)試設(shè)備外側(cè)上的安裝平臺(tái)，所述精密電動(dòng)平移單元安裝在所述安裝平臺(tái)上遠(yuǎn)離測(cè)試設(shè)備一端上，所述帶桿波紋管安裝在安裝平臺(tái)上靠近測(cè)試設(shè)備一端上。
[0007]進(jìn)一步地，所述精密電動(dòng)平移單元包括相互連接的連接單元和驅(qū)動(dòng)單元，所述連接單元與第二波紋管連接桿連接，所述驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)連接單元平移。
[0008]進(jìn)一步地，所述連接單元包括從上到下依次連接的連接座、平移臺(tái)臺(tái)面和底座，所述底座與安裝平臺(tái)固定連接，所述連接座與第二波紋管連接桿連接，所述平移臺(tái)臺(tái)面由驅(qū)動(dòng)單元控制相對(duì)底座平移活動(dòng)。
[0009]進(jìn)一步地，底座上設(shè)置有V型導(dǎo)軌，平移臺(tái)臺(tái)面沿所述V型導(dǎo)軌發(fā)生平移運(yùn)動(dòng)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)軸芯通過彈性連軸器連接至精密絲杠，精密絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)平移臺(tái)臺(tái)面沿著V型導(dǎo)軌移動(dòng)。
[0010]進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)單元包括:步進(jìn)電機(jī)、高精度絲杠和絲杠座，所述步進(jìn)電機(jī)與安裝平臺(tái)固定連接，所述高精度絲杠分別與步進(jìn)電機(jī)和平移臺(tái)臺(tái)面連接，所述高精度絲杠設(shè)置在絲杠座上，所述絲杠座固定設(shè)置在底座上。
[0011 ]進(jìn)一步地，所述高精度絲杠通過彈性聯(lián)軸器與步進(jìn)電機(jī)相連接。
[0012]進(jìn)一步地，步進(jìn)電機(jī)設(shè)置有RS232通信接口和/或手輪，所述RS232通信接口用于連接外部控制設(shè)備驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng);所述手輪用于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0013]進(jìn)一步地，所述樣品裝載單元包括:上、下壓板和連接桿，上壓板與下壓板活動(dòng)連接，下壓板與連接桿固定連接，連接桿與第一波紋管連接桿通過連接件連接。
[0014]進(jìn)一步地，上、下壓板在對(duì)應(yīng)的位置開有多個(gè)通孔，其中上壓板的通孔不帶螺紋，下壓板的通孔帶有螺紋。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
與現(xiàn)在技術(shù)相比，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，成本低廉，能夠有效解決大氣環(huán)境、真空環(huán)境及各類化學(xué)環(huán)境如:氧氣、氮?dú)狻鍤?、甚至氨氣等腐蝕性氣體等氣體氛圍下進(jìn)行力學(xué)加載的問題。
[0016]本發(fā)明中可根據(jù)實(shí)際的真空設(shè)備接口進(jìn)行訂制，具有良好的儀器兼容性;夾具也可根據(jù)需求進(jìn)行訂制，具有良好的靈活性。在儀器上同時(shí)安裝三套本力學(xué)加載系統(tǒng)，則可實(shí)現(xiàn)材料的拉伸以及材料的彎曲，能夠有效地測(cè)試材料的力學(xué)特性。
[0017]本發(fā)明結(jié)合引伸計(jì)等則可以得到樣品的力學(xué)特性，并可結(jié)合其它測(cè)量儀器如:半導(dǎo)體特性分析儀、鐵電分析儀等，揭示材料的電學(xué)等特性。
【附圖說明】
[0018]
圖1為本發(fā)明的整體外觀結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明中帶桿波紋管剖面圖；
圖3A為本發(fā)明中樣品加載單元示意圖1;
圖3B為本發(fā)明中樣品加載單元示意圖2;
圖4A為本發(fā)明中另一種樣品加載單元示意圖1;
圖4B為本發(fā)明中另一種樣品加載單元示意圖2;
圖5為本發(fā)明在進(jìn)行拉伸及彎曲實(shí)驗(yàn)時(shí)的一種安裝圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。應(yīng)當(dāng)理解。此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋發(fā)明，并不用于限定發(fā)明。
[0020]本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N適用于多環(huán)境真空測(cè)試設(shè)備的力學(xué)加載裝置，如圖1所示，包括固定安裝在測(cè)試設(shè)備外側(cè)上的安裝平臺(tái)19，安裝在安裝平臺(tái)19上遠(yuǎn)離測(cè)試設(shè)備一端上的精密電動(dòng)平移單元，安裝在安裝平臺(tái)19上靠近測(cè)試設(shè)備一端的帶桿波紋管，設(shè)置于測(cè)試設(shè)備內(nèi)側(cè)的樣品裝載單元，所述帶桿波紋管包括依次連接的真空腔體波紋管法蘭6、波紋管主體7、波紋管盲法蘭8以及第二波紋管連接桿9以及穿過真空腔體波紋管法蘭6與波紋管主體7內(nèi)側(cè)與波紋管盲法蘭8連接的第一波紋管連接桿5，所述第二波紋管連接桿9分別與精密電動(dòng)平移單元和波紋管盲法蘭8連接，由精密電動(dòng)平移單元通過第二波紋管連接桿9驅(qū)動(dòng)波紋管盲法蘭8平移，所述真空腔體波紋管法蘭6裝設(shè)在測(cè)試設(shè)備的對(duì)外法蘭接口上，所述第一波紋管連接桿5連接測(cè)試設(shè)備的內(nèi)側(cè)并與樣品裝載單元連接。
[0021]具體地，波紋管主體7的一端是真空腔體波紋管法蘭6，在真空測(cè)試設(shè)備的腔體上有與之相對(duì)應(yīng)的法蘭接口，從而波紋管主體7可以安裝于真空測(cè)試設(shè)備的腔體上。第一連波紋管連接桿5穿過波紋管主體7、真空腔體波紋管法蘭6以及真空測(cè)試設(shè)備(圖中未有標(biāo)示)上的法蘭接口(圖中未有標(biāo)示)進(jìn)入測(cè)試設(shè)備內(nèi)。真空腔體波紋管法蘭6與波紋管主體7固定連接。
[0022]更具體地，波紋管主體7、真空腔體波紋管法蘭6內(nèi)部為真空設(shè)置。
[0023]具體地，精密電動(dòng)平移單元包括相互連接的連接單元和驅(qū)動(dòng)單元，所述連接單元與第二波紋管連接桿連接，所述驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)連接單元平移。
[0024]具體地，所述安裝在安裝平臺(tái)19轉(zhuǎn)角處設(shè)置有加強(qiáng)筋20，加強(qiáng)筋20用于加固安裝平臺(tái)19，防止安裝平臺(tái)19在精密電動(dòng)平移單元產(chǎn)生的力矩作用下發(fā)生變形。
[0025]所述的連接單元和驅(qū)動(dòng)單元包括帶有安裝螺孔的電動(dòng)平移臺(tái)臺(tái)面11、底座12、RS232通信接口 13、步進(jìn)電機(jī)15、步進(jìn)電機(jī)控制器(圖中未標(biāo)示)、彈性聯(lián)軸器16、高精度絲杠18、V型導(dǎo)軌(圖中未有標(biāo)示)。其中，精密電動(dòng)平移單元中高精度絲杠18通過彈性聯(lián)軸器16與步進(jìn)電機(jī)15相連接。V型導(dǎo)軌加工于電動(dòng)底座12上，平移臺(tái)臺(tái)面11通過