CN101303450B - 显微镜载物台用多功能加载装置 - Google Patents

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Abstract

一种显微镜载物台用多功能加载装置，具有力传感器、固定夹块、移动夹块、千分尺螺杆等，固定夹块设有两个长圆空槽，螺丝穿过空槽将固定夹块与框架连接。两个滚珠滑道由螺丝固定在框架槽内，滚珠装于两侧的凹槽内并与滚珠滑道滑动连接。移动夹块通过螺丝与力传感器固定连接，转动/平动转换块通过螺丝与力传感器固定。千分尺螺杆穿过框架组装于转动/平动转换块，位移载荷信息由千分尺螺杆上的刻度读出，力载荷信号通过连接于力传感器的信号线传出。本发明可普遍应用于微拉曼光谱仪、X射线衍射仪和多种显微镜仪器的载物台，体积厚度仅为16mm，在对试样施加拉伸和压缩载荷的同时，实现对样品显微形貌观察、衍射光谱采集以及应力/应变信息的获取。

Description

显微镜载物台用多功能加载装置
技术领域
本发明属于机械装置，具体涉及一种显微镜载物台用的位移与力传感的多功能加载装置。
背景技术
众所周知，各种显微镜以及微拉曼光谱仪、微红外光谱仪、XRD衍射仪等被广泛用来观察物质微观形态、辨别材料成分和种类。随着科学研究的深入，人们需要在各种显微仪器的载物台上对所研究的对象施加载荷影响，来进一步探究微观尺度下物理、力学性质及行为。由于各种显微仪器的载物台主要功能是放置试样，并且能够进行三维高精度移动(微米量级)，以便在显微镜下观察试样不同位置的形貌。但目前各种显微镜载物台的普遍特点是，空间体积狭小并且不能放置太重物品，否则影响载物台三维运动的精度。如果在观察物体微观状态的同时能够对样品进行拉伸或压缩等实验研究，照目前显微镜载物台的设计结构是无法进行的。
鉴于此，本发明的提出可以解决在显微镜载物台上对样品微观结构观察的同时，进行动态加载和力传感等多功能操作等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种显微镜载物台用的位移加载与力传感等多功能加载装置。
本发明通过下述技术结构予以实现。显微镜载物台用多功能加载装置(如图)主要具有：固定夹块1、螺丝3、框架4、滚珠滑道5、滚珠6、移动夹块7、力传感器8、转动/平动转换块9、千分尺螺杆10等。具体设计结构为：固定夹块1设有两个长圆空槽2，螺丝3穿过长圆空槽2将固定夹块1与框架4连接。可以通过调整螺丝来固定夹块1在框架4的具体位置，以适应被测样品的长度。两个滚珠滑道5通过4个螺丝固定框架4槽内，滚珠6装于移动夹块7两侧的凹槽内并与滚珠滑道5滑动连接，以减少移动夹块7沿中轴线X直线滑动的阻力。移动夹块7通过螺丝3与力传感器8固定连接；转动/平动转换块9通过螺丝3亦与力传感器8固定。千分尺螺杆10穿过框架4组装于转动/平动转换块9中，位移载荷信息由千分尺螺杆10上的刻度读出。力载荷信号通过连接于力传感器8的信号线传出。固定夹块1、移动夹块7、力传感器8、转动/平动转换块9和千分尺螺杆10等5个部件组装于框架4平面中心同一中轴线X；长圆空槽2、滚珠滑道5和滚珠6与该中轴线X平行且依中轴线X对称。千分尺螺杆10的前端为球形，转动/平动转换块9的外侧设有圆形槽。千分尺螺杆10的球形前端镶入转动/平动转换块9的圆形槽内构成关节式连接，可将千分尺螺杆10的转动位移转化成转动/平动转换块9、力传感器8、移动夹块7沿中轴线X的直线位移。固定夹块1和移动夹块7的表面设有试件螺栓11，试件螺栓的圆心均位于中轴线X上。框架4底部(在固定夹块1与移动夹块7位置之间)开有矩形空槽12，其目的是多功能加载装置可从样品底部进行照明。
附图说明
附图是本发明的结构原理图。
具体实施方式
以下通过具体操作方法对本发明作进一步的说明。按附图所示的结构将各部件进行组装。具体操作方法是：载物台上试样的两端分别由试件螺栓11固定于固定夹块1和移动夹块7上，由于试件螺栓11的圆心均位于中轴线X，所以能够保证该多功能加载装置对试件进行无偏心的单轴拉伸或压缩载荷。
根据试样的尺寸调整固定夹块1的位置并加以固定，同时调整千分尺螺杆预留加载位移余量；校验力传感器8的初始值，通过调整千分尺螺杆10使载荷归零，记下此时千分尺螺杆10的刻度，作为相对零位移位置；将该加载装置固定于拉曼光谱仪(X射线衍射仪)的显微镜载物台上并调整载物台的位置使得试件的被研究区域进入显微镜的视野即拉曼(X射线衍射)信号采集区域；在通过旋转千分尺螺杆10实现对试件的位移加载的同时，记录力传感器8的输出信号和千分尺螺杆10的刻度，并采集样品载荷前后的拉曼光谱(或X射线衍射光谱)或对样品进行显微形貌观测。通过转动千分尺螺杆10推动移动夹块7沿中轴线X进行直线移动，实现对试样的拉伸或压缩加载功能。位移载荷信息从千分尺螺杆10上的刻度读出；而力载荷信号则通过连接于力传感器8的信号线实时传出。配备一模数信号转换及显示仪器，将所测得的状态参数显示出。
本发明的特点及有益效果是，专门针对普遍应用于微拉曼光谱仪、X射线衍射仪和多种显微镜仪器的载物台设计，具有体积小(最大厚度仅为16mm)、重量轻的特点。在对试样施加拉伸和压缩载荷的同时，实现对样品显微形貌观察、衍射光谱采集以及应力/应变信息的获取，扩大了这些仪器的使用功能。此外，该载物台还可以用于诸如显微红外光谱仪、荧光显微镜、原子力显微镜等具有显微平台的测试系统。

Claims (5)

1.显微镜载物台用多功能加载装置，具有框架、滚珠、力传感器、千分尺螺杆、信号线以及螺丝，其特征是固定夹块(1)设有两个长圆空槽(2)，螺丝(3)穿过长圆空槽(2)将固定夹块(1)与框架(4)连接，两个滚珠滑道(5)通过4个螺丝固定在框架(4)槽内，滚珠(6)装于移动夹块(7)两侧的凹槽内并与滚珠滑道(5)滑动连接，移动夹块(7)通过螺丝(3)与力传感器(8)固定连接，转动/平动转换块(9)通过螺丝(3)与力传感器(8)固定，千分尺螺杆(10)穿过框架(4)组装于转动/平动转换块(9)中，位移载荷信息由千分尺螺杆(10)上的刻度读出，力载荷信号通过连接于力传感器(8)的信号线传出。
2.按照权利要求1所述的显微镜载物台用多功能加载装置，其特征是所述固定夹块(1)、移动夹块(7)、力传感器(8)、转动/平动转换块(9)和千分尺螺杆(10)组装于框架(4)平面中心同一中轴线X；所述长圆空槽(2)、滚珠滑道(5)和滚珠(6)与该中轴线X平行且依中轴线X对称。
3.按照权利要求1所述的显微镜载物台用多功能加载装置，其特征是所述转动/平动转换块(9)的外侧设有圆形槽，所述千分尺螺杆(10)的前端为球形，千分尺螺杆(10)的球形前端镶入转动/平动转换块(9)的圆形槽内构成关节式连接。
4.按照权利要求2所述的显微镜载物台用多功能加载装置，其特征是所述固定夹块(1)和移动夹块(7)的表面设有试件螺栓(11)，试件螺栓的圆心位于所述框架(4)中轴线X上。
5.按照权利要求1或2所述的显微镜载物台用多功能加载装置，其特征是所述框架(4)底部开有矩形空槽(12)。
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