CN109443911A - 一种在稳态强磁场中使用的微行程试验夹具 - Google Patents
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Abstract
一种在稳态强磁场中使用的微程试验夹具，包括导杆，所述导杆的左端通过左电机固定板装接左压电陶瓷电机，导杆的右端通过右电机固定板装接右压电陶瓷电机，左压电陶瓷电机装接有左位移放大器，右压电陶瓷电机装接有右位移放大器，左位移放大器装接有压力传感器，压力传感器上装接有左试验夹具，右位移放大器上装接有右试验夹具，左试验夹具和右试验夹具正对设置，左位移放大器和右位移放大器活动套装在导杆上。本发明使用方便，测量更加精确。
Description
技术领域
本发明属于夹具装置技术领域，具体地说是一种在稳态强磁场中使用的微行程试验夹具。
背景技术
强磁场与极低温、超高压一样，被列为现代科学实验最重要的极端条件之一，为物理、化学、材料和生物等学科研究提供了新途径，对于发现和认识新现象、揭示新规律具有重要作用。强磁场下的核磁共振，又是生命科学、医学、脑科学研究的必要工具。例如，在农业、人类健康密切相关的生物大分子研究中，相当多的样品只能是液态的，只有在强磁场条件下才能研究。强磁场可分为稳态强磁场和脉冲强磁场两大类。
在强磁场中对各种样品进行试验，需要对应的夹具将样品夹住。目前的夹具，要么结构较为复杂，制造成本较高，要么容易被强磁场影响，无法达到测试目的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种在稳态强磁场中使用的微程试验夹具，使用方便，测量更加精确。
为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：
一种在稳态强磁场中使用的微程试验夹具，包括导杆，所述导杆的左端通过左电机固定板装接左压电陶瓷电机，导杆的右端通过右电机固定板装接右压电陶瓷电机，左压电陶瓷电机装接有左位移放大器，右压电陶瓷电机装接有右位移放大器，左位移放大器装接有压力传感器，压力传感器上装接有左试验夹具，右位移放大器上装接有右试验夹具，左试验夹具和右试验夹具正对设置，左位移放大器和右位移放大器活动套装在导杆上。
所述左电机固定板和右电机固定板活动套装在导杆上，导杆的左端固定有左弹簧固定板，左弹簧固定板内装设有左压缩弹簧，左弹簧固定板与左电机固定板之间具有间隙，左压缩弹簧与左电机固定板连接，导杆的右端固定有右弹簧固定板，右弹簧固定板内装设有右压缩弹簧，右弹簧固定板与右电机固定板之间具有间隙，右压缩弹簧与右电机固定板连接。
所述导杆、左压电陶瓷电机和右压电陶瓷电机的壳体、左位移放大器和右位移放大器的外壳、压力传感器、左试验夹具和右试验夹具分别采用非铁磁材料制成。
所述导杆采用铜合金制作，左压电陶瓷电机和右压电陶瓷电机的壳体采用不锈钢制备，左位移放大器和右位移放大器的外壳采用铝合金制成，压力传感器采用铜合金外壳制造，试验夹具采用铝合金制成。
所述左位移放大器和右位移放大器均为柔性铰链位移放大器。
所述左弹簧固定板上设有左阻挡卡板，该左阻挡卡板阻挡着左电机固定板；右弹簧固定板上设有右阻挡卡板，该右阻挡卡板阻挡着右电机固定板。
所述左阻挡卡板与左弹簧固定板一体成型，右阻挡卡板与右弹簧固定板一体成型。
本发明使用方便，测量更加精确，通过采用压电陶瓷电机，噪音更低，响应速度快、结构简单。
附图说明
附图1为本发明立体结构示意图；
附图2为本发明局部分解示意图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
如附图1和2所示，本发明揭示了一种在稳态强磁场中使用的微程试验夹具，包括导杆1，所述导杆1的左端通过左电机固定板31装接左压电陶瓷电机41，导杆1的右端通过右电机固定板32装接右压电陶瓷电机42，左压电陶瓷电机41装接有左位移放大器51，右压电陶瓷电机42装接有右位移放大器52，左位移放大器51装接有压力传感器6，压力传感器6上装接有左试验夹具71，右位移放大器52上装接有右试验夹具72，左试验夹具71和右试验夹具72正对设置，左位移放大器51和右位移放大器52活动套装在导杆1上。导杆优选设置四根，分别平行设置，四根导杆围合构成一个类似于长方形的空间。
所述左电机固定板31和右电机固定板32活动套装在导杆1上，导杆1的左端固定有左弹簧固定板91，左弹簧固定板91内装设有左压缩弹簧，左弹簧固定板91与左电机固定板31之间具有间隙，左压缩弹簧与左电机固定板91连接，导杆1的右端固定有右弹簧固定板92，右弹簧固定板92内装设有右压缩弹簧10，右弹簧固定板92与右电机固定板32之间具有间隙，右压缩弹簧10与右电机固定板32连接。左弹簧固定板和右弹簧固定板分别通过螺母锁紧在导杆上。左电机固定板与左弹簧固定板、右电机固定板与右弹簧固定板之间的间隙，优选设置为0.1-0.2mm，较佳的间隙值为0.15mm。通过左压缩弹簧和右压缩弹簧，对待试验的试件起到一个预紧力的作用，使得左压电陶瓷电机和右压电陶瓷电机在没有工作时也能够夹紧试件。
所述导杆、左压电陶瓷电机和右压电陶瓷电机的壳体、左位移放大器和右位移放大器的外壳、压力传感器、左试验夹具和右试验夹具分别采用非铁磁材料制成，如铜、铝、绝缘材料和木材等。导杆采用铜合金制作，左压电陶瓷电机和右压电陶瓷电机的壳体采用不锈钢制备，左位移放大器和右位移放大器的外壳采用高强度铝合金制成，压力传感器采用铜合金外壳制造，试验夹具采用高强度铝合金制成。
所述左位移放大器和右位移放大器均为柔性铰链位移放大器，实现将位移放大几倍甚至是十几倍的目的，该柔性铰链位移放大器为现有公知产品，可从市场直接购买得到，并且满足位移相应的基本位移放大功能即可，并无限定具体类型和型号。
所述左弹簧固定板91上设有左阻挡卡板21，该左阻挡卡板21阻挡着左电机固定板31；右弹簧固定板92上设有右阻挡卡板22，该右阻挡卡板22阻挡着右电机固定板32。通过左阻挡卡板和右阻挡卡板，能够对左电机固定板和右电机固定板之间的行程起到限制作用。
所述左阻挡卡板与左弹簧固定板一体成型，右阻挡卡板与右弹簧固定板一体成型。
需要说明的是，以上将各个部件分成左右来说明（比如左压电陶瓷电机、右压电陶瓷电机），只是为了便于整个技术方案的描述，并不是限定。属于同一部分的部件的结构相同。
本发明中，通过对左压电陶瓷电机和右压电陶瓷电机的输入电的正负极性，可以进行伸出及缩回动作，由于压电陶瓷电机具有低行程和高速移动优点，从而使得位移放大器4可以高速往返运动，从而为试件提供高频的脉冲式压力，为完成相关试验作准备条件。
开始时，将试件装夹在左试验夹具和右试验夹具之间，初始时左压电陶瓷电机和右压电陶瓷电机未工作，此时左试验夹具和右试验夹具分别受到左压缩弹簧和右压缩弹簧的弹性力实现对试件的预夹紧。通过预留左弹簧固定板与左电机固定板、右弹簧固定板与右电机固定板之间的间隙，当试件在强磁场中受到影响伸长时，伸长值约0.3mm，此时分别由左右两端的间隙进行对消，保证试件的压力不会因其本身变长而变大。随着左压电陶瓷电机和右压电陶瓷电机的高速来回微小行程移动，使得左位移放大器和右位移放大器也跟随着一起移动，实现位移的放大，压力传感器实时检测试件受到的夹紧力。即使在强磁场中使用，也不会受到磁场的影响。
需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种在稳态强磁场中使用的微程试验夹具，包括导杆，其特征在于，所述导杆的左端通过左电机固定板装接左压电陶瓷电机，导杆的右端通过右电机固定板装接右压电陶瓷电机，左压电陶瓷电机装接有左位移放大器，右压电陶瓷电机装接有右位移放大器，左位移放大器装接有压力传感器，压力传感器上装接有左试验夹具，右位移放大器上装接有右试验夹具，左试验夹具和右试验夹具正对设置，左位移放大器和右位移放大器活动套装在导杆上。
2.根据权利要求1所述的在稳态强磁场中使用的微程试验夹具，其特征在于，所述左电机固定板和右电机固定板活动套装在导杆上，导杆的左端固定有左弹簧固定板，左弹簧固定板内装设有左压缩弹簧，左弹簧固定板与左电机固定板之间具有间隙，左压缩弹簧与左电机固定板连接，导杆的右端固定有右弹簧固定板，右弹簧固定板内装设有右压缩弹簧，右弹簧固定板与右电机固定板之间具有间隙，右压缩弹簧与右电机固定板连接。
3.根据权利要求2所述的在稳态强磁场中使用的微程试验夹具，其特征在于，所述导杆、左压电陶瓷电机和右压电陶瓷电机的壳体、左位移放大器和右位移放大器的外壳、压力传感器、左试验夹具和右试验夹具分别采用非铁磁材料制成。
4.根据权利要求3所述的在稳态强磁场中使用的微程试验夹具，其特征在于，所述导杆采用铜合金制作，左压电陶瓷电机和右压电陶瓷电机的壳体采用不锈钢制备，左位移放大器和右位移放大器的外壳采用铝合金制成，压力传感器采用铜合金外壳制造，试验夹具采用铝合金制成。
5.根据权利要求4所述的在稳态强磁场中使用的微程试验夹具，其特征在于，所述左位移放大器和右位移放大器均为柔性铰链位移放大器。
6.根据权利要求5所述的在稳态强磁场中使用的微程试验夹具，其特征在于，所述左弹簧固定板上设有左阻挡卡板，该左阻挡卡板阻挡着左电机固定板；右弹簧固定板上设有右阻挡卡板，该右阻挡卡板阻挡着右电机固定板。
7.根据权利要求6所述的在稳态强磁场中使用的微程试验夹具，其特征在于，所述左阻挡卡板与左弹簧固定板一体成型，右阻挡卡板与右弹簧固定板一体成型。
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