權(quán)利要求書： 1.一種掃描電鏡下的準(zhǔn)靜態(tài)原位雙軸拉伸力學(xué)性能測(cè)試裝置，其特征在于：包括動(dòng)力及傳動(dòng)組件、楔塊傳動(dòng)組件、夾持組件(3)、支撐平臺(tái)(7)及檢測(cè)組件；所述動(dòng)力及傳動(dòng)組件采用一個(gè)直流伺服電機(jī)(5)作為動(dòng)力源，經(jīng)正齒齒輪箱(6)減速帶動(dòng)絲杠軸(20)，絲杠軸(20)通過(guò)絲杠螺母(19)與楔塊傳動(dòng)組件中的楔塊(21)連接，將直流伺服電機(jī)(5)輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成楔塊(21)的直線運(yùn)動(dòng)；所述楔塊傳動(dòng)組件中楔塊(21)與滑座(101)通過(guò)45度斜面接觸傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)四個(gè)滑座(101)的精準(zhǔn)同步運(yùn)動(dòng)；所述夾持組件(3)通過(guò)交叉滾柱導(dǎo)軌(22)與滑座(101)連接，對(duì)試件(23)進(jìn)行夾持，滑座(101)運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)夾持組件(3)對(duì)試件(23)進(jìn)行同步加載，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)靜態(tài)雙軸拉伸；所述檢測(cè)組件對(duì)雙軸拉伸過(guò)程中的力和位移進(jìn)行檢測(cè)；所述試件(23)位于整個(gè)裝置頂部。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描電鏡下的準(zhǔn)靜態(tài)原位雙軸拉伸力學(xué)性能測(cè)試裝置，其特征在于：所述的動(dòng)力及傳動(dòng)組件為：直流伺服電機(jī)(5)的輸出軸與正齒齒輪箱(6)連接，所述正齒齒輪箱(6)與支撐平臺(tái)(7)通過(guò)止口定位，正齒齒輪箱(6)的輸出軸與主動(dòng)齒輪(13)通過(guò)緊定螺釘(14)連接，從動(dòng)齒輪(15)與主動(dòng)齒輪(13)嚙合并通過(guò)平鍵(18)與絲杠軸(20)連接，利用軸肩與彈性擋圈(17)進(jìn)行定位；交叉滾柱軸環(huán)(16)內(nèi)圈與絲杠軸(20)形成過(guò)盈配合并通過(guò)軸肩定位，其外圈與支撐平臺(tái)(7)上的階梯孔形成過(guò)盈配合并通過(guò)臺(tái)階面定位；絲杠螺母(19)與絲杠軸(20)的絲杠部分配合。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的掃描電鏡下的準(zhǔn)靜態(tài)原位雙軸拉伸力學(xué)性能測(cè)試裝置，其特征在于：所述的正齒齒輪箱(6)提供30:1的減速比；所述的主動(dòng)齒輪(13)和從動(dòng)齒輪(14)均為變位齒輪，主動(dòng)齒輪(13)齒數(shù)為12，從動(dòng)齒輪(15)齒數(shù)為30；所述的絲杠軸(20)的絲杠部分為梯形絲杠。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描電鏡下的準(zhǔn)靜態(tài)原位雙軸拉伸力學(xué)性能測(cè)試裝置，其特征在于：所述的楔塊傳動(dòng)組件包括楔塊(21)和四組滑動(dòng)組件ⅠⅣ(1、4、8、12)，楔塊(21)位~

于裝置中心位置，四組滑動(dòng)組件ⅠⅣ(1、4、8、12)分別沿X和Y方向?qū)ΨQ布置；所述楔塊(21)~

的四個(gè)側(cè)面均為45度斜面，中間開有階梯孔與絲杠螺母(19)配合并用螺釘進(jìn)行連接；所述四組滑動(dòng)組件ⅠⅣ(1、4、8、12)構(gòu)造相同，分別包括滑座(101)、兩組彈簧(102)和導(dǎo)向柱~

(103)、擋板(104)，所述滑座(101)前端為45度斜面與楔塊(21)斜面接觸傳動(dòng)，并通過(guò)直線滾動(dòng)導(dǎo)軌(11)與支撐平臺(tái)(7)連接，所述導(dǎo)向柱(103)一端與滑座(101)螺紋連接，另一端與擋板(104)上的導(dǎo)向孔形成間隙配合，所述擋板(104)固定在支撐平臺(tái)(7)上，所述彈簧(102)安裝在滑座(101)與擋板(104)之間并與導(dǎo)向柱(103)端部外圓面形成間隙配合，利用彈簧在拉伸過(guò)程中產(chǎn)生的彈簧力保持滑座(101)與楔塊(21)的斜面接觸，保證滑座(101)在拉伸過(guò)程中的平穩(wěn)運(yùn)行。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描電鏡下的準(zhǔn)靜態(tài)原位雙軸拉伸力學(xué)性能測(cè)試裝置，其特征在于：所述的夾持組件(3)包括四組夾具體(301)和壓板(302)，所述夾具體(301)通過(guò)交叉滾柱導(dǎo)軌(22)與滑座(101)連接，其前端設(shè)有與試件(23)夾持部分相匹配的凹槽，試件(23)的夾持部分分別定位在四個(gè)夾具體(301)的凹槽中；所述壓板(302)下底面設(shè)有與夾具體(301)凹槽相匹配的凸臺(tái)用于定位，壓板(302)通過(guò)螺釘與夾具體(301)連接以達(dá)到壓緊試件(23)的目的。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描電鏡下的準(zhǔn)靜態(tài)原位雙軸拉伸力學(xué)性能測(cè)試裝置，其特征在于：所述的檢測(cè)組件包括四組力傳感器組件(2)和兩組位移傳感器組件Ⅰ、Ⅱ(9、10)，所述力傳感器組件(2)包括力傳感器(202)和上蓋板(201)，所述力傳感器(202)一端與夾具體(301)螺紋連接，另一端嵌入上蓋板(201)的凹槽內(nèi)，通過(guò)上蓋板(201)內(nèi)端面定位并用螺母(203)固定在上蓋板(201)上，所述上蓋板(201)利用下部凸臺(tái)和臺(tái)階面進(jìn)行定位并通過(guò)螺釘與滑座(101)連接；兩組位移傳感器組件Ⅰ、Ⅱ(9、10)構(gòu)造相同且呈對(duì)稱布置，位移傳感器組件Ⅰ(10)安裝在滑動(dòng)組件Ⅰ(1)和滑動(dòng)組件Ⅱ(4)之間，位移傳感器組件Ⅱ(9)安裝在滑動(dòng)組件Ⅲ(8)和滑動(dòng)組件Ⅳ(12)之間；所述位移傳感器組件Ⅰ(9)包括電容位移傳感器(902)、傳感器支架(901)和測(cè)位板(903)，所述電容位移傳感器(902)利用傳感器支架(901)上的臺(tái)階面定位并通過(guò)螺釘固定在傳感器支架(901)上，所述傳感器支架(901)通過(guò)支撐平臺(tái)(7)上的臺(tái)階面定位并利用螺釘與支撐平臺(tái)(7)連接，所述測(cè)位板(903)通過(guò)螺釘與滑座(101)連接，滑座(101)運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)測(cè)位板(903)，使兩組位移傳感器組件Ⅰ、Ⅱ(9、10)內(nèi)的兩個(gè)電容位移傳感器測(cè)得X和Y方向的位移。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的掃描電鏡下的準(zhǔn)靜態(tài)原位雙軸拉伸力學(xué)性能測(cè)試裝置，其特征在于：所述的掃描電鏡下的準(zhǔn)靜態(tài)原位雙軸拉伸力學(xué)性能測(cè)試裝置的主體尺寸為106mm×106mm×64mm，可用于各類掃描電鏡中實(shí)現(xiàn)對(duì)準(zhǔn)靜態(tài)雙軸拉伸過(guò)程的原位觀測(cè)。

說(shuō)明書： 掃描電鏡下的準(zhǔn)靜態(tài)原位雙軸拉伸力學(xué)性能測(cè)試裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及精密科學(xué)儀器領(lǐng)域，特別涉及一種掃描電鏡下的準(zhǔn)靜態(tài)原位雙軸拉伸力學(xué)性能測(cè)試裝置。

背景技術(shù)[0002] 雙軸拉伸實(shí)驗(yàn)是材料力學(xué)性能測(cè)試技術(shù)中的一種重要方法，通過(guò)對(duì)試件兩個(gè)相互垂直的方向同時(shí)施加雙向拉伸載荷的方法對(duì)材料的力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)定，雙軸拉伸實(shí)驗(yàn)可以

測(cè)定材料的彈性模量、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、泊松比等重要力學(xué)參數(shù)，體現(xiàn)材料在雙向載荷

下的應(yīng)力狀態(tài)，尤其針對(duì)各項(xiàng)異性材料，可準(zhǔn)確描述其力學(xué)性能。材料原位性能測(cè)試技術(shù)是

指在對(duì)材料的力學(xué)性能測(cè)試過(guò)程中，通過(guò)如電子顯微鏡、原子力顯微鏡和光學(xué)顯微鏡等顯

微成像技術(shù)對(duì)材料的微觀變形、損傷及破壞過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的一種測(cè)試技術(shù)。通過(guò)原位

性能測(cè)試和雙軸拉伸測(cè)試技術(shù)的結(jié)合，可以對(duì)材料進(jìn)行更全面的觀測(cè)分析，獲取材料的微

觀變形規(guī)律和破壞機(jī)理，是材料測(cè)試領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

[0003] 當(dāng)前已有的原位雙軸拉伸儀器多針對(duì)光學(xué)顯微鏡、工業(yè)CCD相機(jī)、高速相機(jī)等原位觀測(cè)手段，此類手段均存在明顯的放大倍數(shù)不足的問(wèn)題，而原子力顯微鏡又存在成像范圍

小、速度慢等問(wèn)題，相較于以上手段，掃描電子顯微鏡具有放大倍率高，成像分辨率高等優(yōu)

點(diǎn)，而以掃描電子顯微鏡作為原位觀測(cè)手段的原位雙軸拉伸儀器較少。此外，現(xiàn)有的原位雙

軸拉伸儀器仍存在尺寸較大影響觀測(cè)以及采用多個(gè)動(dòng)力源造成的同步性要求高等問(wèn)題，因

此難以普及。

[0004] 綜上所述，設(shè)計(jì)一種整體尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊、測(cè)試精度高且能與常見(jiàn)型號(hào)的掃描電鏡兼容，并實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)靜態(tài)雙軸拉伸的原位測(cè)試儀器十分必要，對(duì)于研究材料在雙軸向載荷下

的微觀變形機(jī)制及破壞機(jī)理具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種掃描電鏡下的準(zhǔn)靜態(tài)原位雙軸拉伸力學(xué)性能測(cè)試裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題。本發(fā)明適用于各類商業(yè)化掃描電鏡中實(shí)現(xiàn)對(duì)材料雙

軸拉伸實(shí)驗(yàn)的動(dòng)態(tài)原位觀測(cè)，獲取材料的重要力學(xué)參數(shù)，觀測(cè)材料在雙軸向載荷下的力學(xué)

響應(yīng)和微觀變形破壞機(jī)制。本發(fā)明由一個(gè)直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)齒輪箱減速后帶動(dòng)梯形絲

杠，驅(qū)動(dòng)楔塊傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)夾持組件對(duì)試件沿X、Y兩個(gè)方向的同步拉伸，使用應(yīng)變式力傳

感器和電容位移傳感器對(duì)拉伸過(guò)程中的力和位移進(jìn)行檢測(cè)。楔塊傳動(dòng)組件中楔塊與滑座通

過(guò)45度斜面接觸，剛性大，傳動(dòng)精度高，保證雙軸拉伸過(guò)程中的精準(zhǔn)同步加載。整體結(jié)構(gòu)緊

湊，尺寸在106mm×106mm×64mm以內(nèi)，可用于各類掃描電鏡中實(shí)現(xiàn)對(duì)雙軸拉伸實(shí)驗(yàn)的原位

觀測(cè)，具有很好的應(yīng)用前景，對(duì)材料微觀力學(xué)性能的研究具有重要意義。

[0006] 本發(fā)明的上述目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：掃描電鏡下的準(zhǔn)靜態(tài)原位雙軸拉伸力學(xué)性能測(cè)試裝置，包括動(dòng)力及傳動(dòng)組件、楔

塊傳動(dòng)組件、夾持組件3、支撐平臺(tái)7及檢測(cè)組件；所述動(dòng)力及傳動(dòng)組件采用一個(gè)直流伺服電

機(jī)5作為動(dòng)力源，經(jīng)正齒齒輪箱6減速帶動(dòng)絲杠軸20，絲杠軸20通過(guò)絲杠螺母19與楔塊傳動(dòng)

組件中的楔塊21連接，將直流伺服電機(jī)輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成楔塊21的直線運(yùn)動(dòng)；所述楔

塊傳動(dòng)組件中楔塊21與滑座101通過(guò)45度斜面接觸傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)四個(gè)滑座101的精準(zhǔn)同步運(yùn)

動(dòng)；所述夾持組件3通過(guò)交叉滾柱導(dǎo)軌22與滑座101連接，對(duì)試件23進(jìn)行夾持，滑座101運(yùn)動(dòng)

時(shí)帶動(dòng)夾持組件3對(duì)試件23進(jìn)行同步加載，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)靜態(tài)雙軸拉伸；所述檢測(cè)組件對(duì)雙軸拉伸

過(guò)程中的力和位移進(jìn)行檢測(cè)；所述試件23位于整個(gè)裝置頂部。

[0007] 所述的動(dòng)力及傳動(dòng)組件為：直流伺服電機(jī)5的輸出軸與正齒齒輪箱6連接，所述正齒齒輪箱6與支撐平臺(tái)7通過(guò)止口定位，正齒齒輪箱6的輸出軸與主動(dòng)齒輪13通過(guò)緊定螺釘

14連接，從動(dòng)齒輪15與主動(dòng)齒輪13嚙合并通過(guò)平鍵18與絲杠軸20連接，利用軸肩與彈性擋

圈17進(jìn)行定位；交叉滾柱軸環(huán)16內(nèi)圈與絲杠軸20形成過(guò)盈配合并通過(guò)軸肩定位，其外圈與

支撐平臺(tái)7上的階梯孔形成過(guò)盈配合并通過(guò)臺(tái)階面定位；絲杠螺母19與絲杠軸20的絲杠部

分配合。

[0008] 所述的正齒齒輪箱6可提供30:1的減速比；所述的主動(dòng)齒輪13和從動(dòng)齒輪14均為變位齒輪，主動(dòng)齒輪13齒數(shù)為12，從動(dòng)齒輪15齒數(shù)為30；所述的絲杠軸20的絲杠部分為梯形

絲杠。

[0009] 所述的楔塊傳動(dòng)組件包括楔塊21和四組滑動(dòng)組件ⅠⅣ1、4、8、12，楔塊21位于裝置~

中心位置，四組滑動(dòng)組件ⅠⅣ1、4、8、12分別沿X和Y方向?qū)ΨQ布置；所述楔塊21的四個(gè)側(cè)面

~

均為45度斜面，中間開有階梯孔與絲杠螺母19配合并用螺釘進(jìn)行連接；所述四組滑動(dòng)組件Ⅰ

Ⅳ1、4、8、12構(gòu)造相同，分別包括滑座101、兩組彈簧102和導(dǎo)向柱103、擋板104，所述滑座

~

101前端為45度斜面與楔塊21斜面接觸傳動(dòng)，并通過(guò)直線滾動(dòng)導(dǎo)軌11與支撐平臺(tái)7連接，所

述導(dǎo)向柱103一端與滑座101螺紋連接，另一端與擋板104上的導(dǎo)向孔形成間隙配合，所述擋

板104固定在支撐平臺(tái)7上，所述彈簧102安裝在滑座101與擋板104之間并與導(dǎo)向柱103端部

外圓面形成間隙配合，利用彈簧在拉伸過(guò)程中產(chǎn)生的彈簧力保持滑座101與楔塊21的斜面

接觸，保證滑座101在拉伸過(guò)程中的平穩(wěn)運(yùn)行。

[0010] 所述的夾持組件3包括四組夾具體301和壓板302，所述夾具體301通過(guò)交叉滾柱導(dǎo)軌22與滑座101連接，其前端設(shè)有與試件23夾持部分相匹配的凹槽，試件23的夾持部分分別

定位在四個(gè)夾具體301的凹槽中；所述壓板302下底面設(shè)有與夾具體301凹槽相匹配的凸臺(tái)

用于定位，壓板302通過(guò)螺釘與夾具體301連接以達(dá)到壓緊試件23的目的。

[0011] 所述的檢測(cè)組件包括四組力傳感器組件2和兩組位移傳感器組件Ⅰ、Ⅱ9、10，所述力傳感器組件2包括力傳感器202和上蓋板201，所述力傳感器202一端與夾具體301螺紋連

接，另一端嵌入上蓋板201的凹槽內(nèi)，通過(guò)上蓋板201內(nèi)端面定位并用螺母203固定在上蓋板

201上，所述上蓋板201利用下部凸臺(tái)和臺(tái)階面進(jìn)行定位并通過(guò)螺釘與滑座101連接；兩組位

移傳感器組件Ⅰ、Ⅱ9、10構(gòu)造相同且呈對(duì)稱布置，位移傳感器組件Ⅰ10安裝在滑動(dòng)組件Ⅰ1和

滑動(dòng)組件Ⅱ4之間，位移傳感器組件Ⅱ9安裝在滑動(dòng)組件Ⅲ8和滑動(dòng)組件Ⅳ12之間；所述位移

傳感器組件Ⅰ9包括電容位移傳感器902、傳感器支架901和測(cè)位板903，所述電容位移傳感器

902利用傳感器支架901上的臺(tái)階面定位并通過(guò)螺釘固定在傳感器支架901上，所述傳感器

支架901通過(guò)支撐平臺(tái)7上的臺(tái)階面定位并利用螺釘與支撐平臺(tái)7連接，所述測(cè)位板903通過(guò)

螺釘與滑座101連接，滑座101運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)測(cè)位板903，使兩組位移傳感器組件Ⅰ、Ⅱ9、10內(nèi)的

兩個(gè)電容位移傳感器測(cè)得X和Y方向的位移。

[0012] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明采用楔塊傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作為傳動(dòng)方案，通過(guò)45度斜面接觸傳動(dòng)，剛性大、傳動(dòng)精度高；利用單個(gè)楔塊同時(shí)帶動(dòng)四個(gè)滑座，僅需一個(gè)直流伺服電機(jī)

作為動(dòng)力源，避免了使用多個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)帶來(lái)的同步性問(wèn)題，保證雙軸拉伸過(guò)程中的精準(zhǔn)同

步加載，同時(shí)可以使整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)緊湊、體積小巧，相較于已有的此類儀器具有更小的主體

尺寸，可兼容于各類商業(yè)化掃描電鏡中實(shí)現(xiàn)對(duì)材料雙軸拉伸實(shí)驗(yàn)的動(dòng)態(tài)原位觀測(cè)；傳動(dòng)組

件中的絲杠軸的絲杠部分采用梯形絲杠，其本身具有自鎖性，能夠保證觀測(cè)時(shí)的準(zhǔn)確定位；

四個(gè)滑座均設(shè)有彈簧加導(dǎo)向柱支撐，能夠保持滑座與楔塊的斜面接觸，保證準(zhǔn)靜態(tài)雙軸拉

伸的平穩(wěn)進(jìn)行；使用電容位移傳感器作為檢測(cè)單元，滿足裝置狹小的安裝空間同時(shí)與直流

伺服電機(jī)形成閉環(huán)控制，使得該裝置測(cè)試精度高，可精確獲取材料的重要力學(xué)參數(shù)；試件及

夾持組件設(shè)計(jì)在整個(gè)裝置的頂部，便于利用掃描電鏡進(jìn)行原位觀測(cè)。

附圖說(shuō)明[0013] 此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。

[0014] 圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的仰視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的滑動(dòng)組件的分解圖；

圖5為本發(fā)明的夾持組件的分解圖；

圖6為本發(fā)明的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本發(fā)明在掃描電鏡中的使用實(shí)施例示意圖。

[0015] 圖中：1、滑動(dòng)組件Ⅰ；101、滑座；102、彈簧；103、導(dǎo)向柱；104、擋板；2、力傳感器組件；201、上蓋板；202、力傳感器；203、螺母；3、夾持組件；301、夾具體；302、壓板；4、滑動(dòng)組件

Ⅱ；5、直流伺服電機(jī)；6、正齒齒輪箱；7、支撐平臺(tái)；8、滑動(dòng)組件Ⅲ；9、位移傳感器組件Ⅰ；901、

傳感器支架；902、電容位移傳感器；903、測(cè)位板；10、位移傳感器組件Ⅱ；11、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌；

12、滑動(dòng)組件Ⅳ；13、主動(dòng)齒輪；14、緊定螺釘；15、從動(dòng)齒輪；16、交叉滾柱軸環(huán)；17、彈性擋

圈；18、平鍵；19、絲杠螺母；20、絲杠軸；21、楔塊；22、交叉滾柱導(dǎo)軌；23、試件；24、掃描電鏡；

2401、移動(dòng)平臺(tái)；2402、極靴。

具體實(shí)施方式[0016] 下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容及其具體實(shí)施方式。[0017] 參見(jiàn)圖1至圖6所示，本發(fā)明的掃描電鏡下的準(zhǔn)靜態(tài)原位雙軸拉伸力學(xué)性能測(cè)試裝置，主要包括動(dòng)力及傳動(dòng)組件、楔塊傳動(dòng)組件、夾持組件3、支撐平臺(tái)7及檢測(cè)組件；所述動(dòng)力

及傳動(dòng)組件采用一個(gè)直流伺服電機(jī)5作為動(dòng)力源，經(jīng)正齒齒輪箱6減速帶動(dòng)絲杠軸20，絲杠

軸20通過(guò)絲杠螺母19與楔塊傳動(dòng)組件中的楔塊21連接，將直流伺服電機(jī)5輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)

轉(zhuǎn)換成楔塊21的直線運(yùn)動(dòng)；所述楔塊傳動(dòng)組件中楔塊21與滑座101通過(guò)45度斜面接觸傳動(dòng)，

實(shí)現(xiàn)四個(gè)滑座101的精準(zhǔn)同步運(yùn)動(dòng)；所述夾持組件3通過(guò)交叉滾柱導(dǎo)軌22與滑座101連接，對(duì)

試件23進(jìn)行夾持，滑座101運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)夾持組件3對(duì)試件23進(jìn)行同步加載，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)靜態(tài)雙軸

拉伸；所述檢測(cè)組件對(duì)雙軸拉伸過(guò)程中的力和位移進(jìn)行檢測(cè)；所述試件23位于整個(gè)裝置頂

部，便于進(jìn)行原位觀測(cè)。

[0018] 參見(jiàn)圖1至圖3所示，所述的動(dòng)力及傳動(dòng)組件包括直流伺服電機(jī)5、正齒齒輪箱6、主動(dòng)齒輪13、從動(dòng)齒輪15、交叉滾柱軸環(huán)16、絲杠軸20和絲杠螺母19，所述直流伺服電機(jī)5的輸

出軸與正齒齒輪箱6連接并通過(guò)前部法蘭進(jìn)行固定，所述正齒齒輪箱6與支撐平臺(tái)7通過(guò)止

口定位，利用螺釘連接，正齒齒輪箱6的輸出軸與主動(dòng)齒輪13通過(guò)緊定螺釘14連接，從動(dòng)齒

輪15與主動(dòng)齒輪13嚙合并通過(guò)平鍵18與絲杠軸20連接，利用軸肩與彈性擋圈17進(jìn)行定位；

交叉滾柱軸環(huán)16內(nèi)圈與絲杠軸20形成過(guò)盈配合并通過(guò)軸肩定位，其外圈與支撐平臺(tái)7上的

階梯孔形成過(guò)盈配合并通過(guò)臺(tái)階面定位；絲杠螺母19與絲杠軸20的絲杠部分配合。

[0019] 所述的正齒齒輪箱6可提供30:1的減速比；所述的主動(dòng)齒輪13和從動(dòng)齒輪14均為變位齒輪，主動(dòng)齒輪13齒數(shù)為12，從動(dòng)齒輪15齒數(shù)為30；所述的絲杠軸20的絲杠部分為梯形

絲杠。

[0020] 參見(jiàn)圖3及圖4所示，所述的楔塊傳動(dòng)組件包括楔塊21和四組滑動(dòng)組件ⅠⅣ1、4、8、~

12，楔塊21位于裝置中心位置，四組滑動(dòng)組件ⅠⅣ1、4、8、12分別沿X和Y方向?qū)ΨQ布置；所述

~

楔塊21的四個(gè)側(cè)面均為45度斜面，中間開有階梯孔與絲杠螺母19配合并用螺釘進(jìn)行連接；

所述四組滑動(dòng)組件ⅠⅣ1、4、8、12構(gòu)造相同，分別包括滑座101、兩組彈簧102和導(dǎo)向柱103、

~

擋板104，所述滑座101前端為45度斜面用于與楔塊21斜面接觸傳動(dòng)，并通過(guò)直線滾動(dòng)導(dǎo)軌

11與支撐平臺(tái)7連接，所述導(dǎo)向柱103一端與滑座101螺紋連接，另一端與擋板104上的導(dǎo)向

孔形成間隙配合，所述擋板104采用螺釘連接固定在支撐平臺(tái)7上，所述彈簧102安裝在滑座

101與擋板104之間并與導(dǎo)向柱103端部外圓面形成間隙配合，利用彈簧在拉伸過(guò)程中產(chǎn)生

的彈簧力保持滑座101與楔塊21的斜面接觸，保證滑座101在拉伸過(guò)程中的平穩(wěn)運(yùn)行。

[0021] 參見(jiàn)圖5所示，所述的夾持組件3包括四組夾具體301和壓板302，所述夾具體301通過(guò)交叉滾柱導(dǎo)軌22與滑座101連接，其前端設(shè)有與試件23夾持部分相匹配的凹槽，試件23的

夾持部分分別定位在四個(gè)夾具體301的凹槽中；所述壓板302下底面設(shè)有與夾具體301凹槽

相匹配的凸臺(tái)用于定位，壓板302通過(guò)螺釘與夾具體301連接以達(dá)到壓緊試件23的目的。

[0022] 參見(jiàn)圖6所示，所述的檢測(cè)組件包括四組力傳感器組件2和兩組位移傳感器組件Ⅰ、Ⅱ9、10，所述力傳感器組件2包括力傳感器202和上蓋板201，所述力傳感器202兩端均加工

有外螺紋，其一端與夾具體301螺紋連接，另一端嵌入上蓋板201的凹槽內(nèi)，通過(guò)上蓋板201

內(nèi)端面定位并用螺母203固定在上蓋板201上，所述上蓋板201利用下部凸臺(tái)和臺(tái)階面進(jìn)行

定位并通過(guò)螺釘與滑座101連接；兩組位移傳感器組件Ⅰ、Ⅱ9、10構(gòu)造相同且呈對(duì)稱布置，位

移傳感器組件Ⅰ10安裝在滑動(dòng)組件Ⅰ1和滑動(dòng)組件Ⅱ4之間，位移傳感器組件Ⅱ9安裝在滑動(dòng)

組件Ⅲ8和滑動(dòng)組件Ⅳ12之間；所述位移傳感器組件Ⅰ9包括電容位移傳感器902、傳感器支

架901和測(cè)位板903，所述電容位移傳感器902利用傳感器支架901上的臺(tái)階面定位并通過(guò)螺

釘固定在傳感器支架901上，所述傳感器支架901通過(guò)支撐平臺(tái)7上的臺(tái)階面定位并利用螺

釘與支撐平臺(tái)7連接，所述測(cè)位板903通過(guò)螺釘與滑座101連接，滑座101運(yùn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)測(cè)位板

903，使兩組位移傳感器組件Ⅰ、Ⅱ9、10內(nèi)的兩個(gè)電容位移傳感器測(cè)得X和Y方向的位移。

[0023] 參見(jiàn)圖1至圖7所示，本發(fā)明的工作原理如下：本發(fā)明的的掃描電鏡下的準(zhǔn)靜態(tài)原位雙軸拉伸力學(xué)性能測(cè)試裝置的主體尺寸為

106mm×106mm×64mm，可用于各類掃描電鏡中實(shí)現(xiàn)對(duì)準(zhǔn)靜態(tài)雙軸拉伸過(guò)程的原位觀測(cè)。使

用時(shí)，通過(guò)螺釘連接固定在掃描電鏡24的移動(dòng)平臺(tái)2401上，隨即關(guān)閉艙門，將樣品室抽成真

空，通過(guò)調(diào)整移動(dòng)平臺(tái)2401的位置使試件23的觀測(cè)位置對(duì)準(zhǔn)掃描電鏡的極靴2402的中心，

使得試件23的觀測(cè)位置位于掃描電鏡的觀測(cè)區(qū)域內(nèi)，隨后啟動(dòng)直流伺服電機(jī)5，電機(jī)輸出經(jīng)

正齒齒輪箱6及主動(dòng)齒輪13和從動(dòng)齒輪15減速后帶動(dòng)絲杠軸20，絲杠軸20通過(guò)絲杠螺母19

與楔塊21連接，將電機(jī)輸出的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成楔塊21的直線運(yùn)動(dòng)，楔塊21向下運(yùn)動(dòng)并與四

組滑動(dòng)組件ⅠⅣ1、4、8、12中的滑座101通過(guò)45度斜面接觸，推動(dòng)其同步向外運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)

~

與滑動(dòng)組件ⅠⅣ1、4、8、12連接的夾持組件3對(duì)試件23施加雙向拉伸載荷，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)靜態(tài)雙軸

~

拉伸，與此同時(shí)，裝置中的力傳感器202和電容位移位移傳感器902進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，獲取各項(xiàng)

參數(shù)，通過(guò)掃描電鏡24對(duì)拉伸過(guò)程進(jìn)行原位觀測(cè)。

[0024] 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡對(duì)本發(fā)明所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，

均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。