CN111693396B - 一种多维度可定位观测及快换夹具的原位观测摩擦试验机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多维度可定位观测及快换夹具的原位观测摩擦试验机，包括工作台，工作台上设有待测试样和对偶试样，通过第一驱动机构驱动对偶试样旋转，待测试样安装在快换夹具上，快换夹具底部滑动设置在工作台；工作台上还设有加载机构，通过加载板的移动从而推动快换夹具向靠近对偶试样的方向移动，使得待测试样的对磨面与对偶试样接触挤压，实现待测试样与对偶试样的对磨加载；工作台上还设有显微镜万向支架，通过显微镜万向支架调节显微镜的位置，使得显微镜能对待测试样的顶端面或对磨面进行多维度观测。本发明的优点：不仅能多角度原位观察实验时试样表面微观组织结构，并且可实现试样的快速拆装，减小实验误差。

Description

一种多维度可定位观测及快换夹具的原位观测摩擦试验机

技术领域

本发明涉及实验设备技术领域，尤其涉及的是一种多维度可定位观测及快换夹具的原位观测摩擦试验机。

背景技术

试样的滑动摩擦磨损试验是通过待测试样及对偶试样的对磨面接触挤压并产生相对滑动，在短时间内测试其摩擦参数及磨损量参数，并观察待测试样表层及亚表层微观变化，这对试样的材料性能评定及摩擦润滑机理分析起到较为关键作用。摩擦磨损试验在实际操作时，将待测试样及对偶式样置于试验机上，并使两试样对磨位置接触，利用加载机构对待测试样进行加载，利用驱动电机驱动对偶试样转动，从而实现两试样间的滑动摩擦，在预设的时间及预设的载荷下，记录试样的摩擦参数，及磨损参数，并对表面进行微观观察，从而来评定试样的材料性能及分析试样的摩擦润滑机理。

传统的摩擦试验机体积较大，试样拆装不便，不利于完整地表征摩擦时试样表面变化情况，而且会增大误差。同时，现代摩擦学研究越来越注重对实验过程中试样的原位光学观测，也出现了基于原位和放射性核素技术的销-盘接触副形式的摩擦试验机，相应的实验尤其有助于明确摩擦过程中材料微观组织结构的变化特点和规律。但此类试验机仍然存在试验机整体体积较大、试样拆装不便、观测角度单一、可观测区域较小等局限

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种多维度可定位观测及快换夹具的原位观测摩擦试验机,以期实现能多角度原位观察实验时试样表面微观组织结构，且试验机整体尺寸较小。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种多维度可定位观测及快换夹具的原位观测摩擦试验机，包括工作台，所述工作台上设有呈水平相对布置的待测试样和对偶试样，所述对偶试样呈盘状结构，对偶试样安装在第一驱动机构顶部且通过第一驱动机构驱动对偶试样旋转，所述待测试样安装在快换夹具上，所述快换夹具底部滑动设置在工作台；所述快换夹具在面向对偶试样的一侧为对磨侧、背离对偶试样的一侧为加载侧，所述快换夹具能沿着从加载侧到对磨侧的方向来回滑动；

所述工作台上还设有对快换夹具施加载荷的加载机构，所述加载机构位于快换夹具的加载侧，所述加载机构前端的加载板抵在快换夹具的加载侧，通过加载板的移动从而推动快换夹具向靠近对偶试样的方向移动，使得待测试样的对磨面与对偶试样接触挤压，实现待测试样与对偶试样的对磨加载；加载过程中，加载机构的加载板始终弹性地紧抵在快换夹具上，使得快换夹具上的待测试样与对偶试样始终保存接触挤压状态；

所述工作台上还设有显微镜万向支架，所述显微镜万向支架上安装有显微镜，通过显微镜万向支架调节显微镜的位置，使得显微镜能对待测试样的顶端面或对磨面进行多维度观测。

进一步的，所述快换夹具包括夹具体及滑动挡板，所述夹具体顶部开有一个容纳槽，所述容纳槽在位于快换夹具对磨侧的一侧敞口；所述容纳槽在垂直于快换夹具滑动方向的两端均为限位端，其中一个限位端为固定限位端、另一个限位端为活动限位端，固定限位端由夹具体的侧板形成，活动限位端通过滑动挡板形成，所述滑动挡板滑动设置在夹具体上，且滑动挡板的滑动方向与快换夹具在工作台上的滑动方向一致，且滑动挡板内侧设置有固定弹簧，通过固定弹簧将待测试样抵紧在容纳槽内。

进一步的，所述夹具体的侧板内侧与待测试样之间设有第一压力传感器，所述快换夹具的加载侧与加载板之间设有第二压力传感器。

进一步的，所述夹具体上还设有位移传感器，所述位移传感器的伸缩端顶靠在工作台的凸台上，通过所述位移传感器检测夹具体滑动的位移量。

进一步的，所述加载机构包括手动精密滑台和支撑板，所述手动精密滑台包括上下滑动设置的上滑板及下滑板，下滑板固定在工作台上，上滑板的滑动方向与快换夹具的滑动方向一致，通过调节机构带动上滑板滑动并通过锁紧机构实现上滑板及下滑板之间的定位锁紧；

所述支撑板安装在手动精密滑台的顶部，所述支撑板后侧固定有套筒，所述套筒的轴线与快换夹具的滑动方向相平行，所述套筒内滑动设置有导向轴，通过防转限位机构限制导向轴与套筒之间的相对转动以及对导向轴在套筒内的滑动行程进行限位，所述导向轴前端伸出套筒之外并固定有所述加载板，所述导向轴的伸出段上套装有加载弹簧，所述加载弹簧两端抵压在套筒前端和加载板上。

进一步的，所述调节机构包括调节螺母、调节丝杆、调节顶板，所述调节螺母和调节顶板分别设置在下滑板侧壁和上滑板侧壁且位于同一侧，所述调节螺母的内螺纹孔中螺纹连接有调节丝杆，通过旋动调节丝杆，使得调节丝杆与调节顶板抵靠并推动调节顶板移动，从而实现上滑板相对于下滑板的移动。

进一步的，所述显微镜万向支架包括直线电动滑台，所述直线电动滑台的驱动丝杆上螺纹套装有驱动螺母，所述驱动螺母上固定有位移台，位移台顶部设有底板，底板上固定有竖直立柱，竖直立柱上套装有双向滑块，竖直立柱套在双向滑块的竖直孔中，双向滑块能沿竖直立柱滑动和转动并被定位住，双向滑块的水平孔中设置有一个水平位移轴，水平位移轴能在双向滑块的水平孔中滑动和转动并被定位住，水平位移轴一端固定有支撑板，支撑板上设有一个与水平位移轴相垂直的转轴，旋转立柱一端转动安装在转轴上且旋转立柱与转轴相垂直，所述旋转立柱上套装有一个调焦底座，调焦底座能沿着旋转立柱滑动和转动并被定位住，所述调焦底座一侧滑动设有调焦滑板，调焦滑板能沿着与旋转立柱轴线相平行的方向滑动，所述调焦底座外侧设有调焦手轮，所述调焦手轮的固定轴伸入调焦底座内部并固定有一个调焦齿轮，调焦齿轮的轴线与转轴的轴线相平行，调焦滑板在面向调焦底座的一侧设有与调焦齿轮相配合的齿条，通过转动调焦手轮带动调焦齿轮转动，进而带动调焦滑板移动，所述显微镜安装在调焦滑板上。

进一步的，所述竖直立柱上、水平位移轴上、调焦滑板上分别设有长度标尺线，所述双向滑块在位于竖直孔和水平孔的端面上分别设有角度标尺线，所述支撑板上设有用于标示旋转立柱转动角度的角度标尺线。

本发明相比现有技术具有以下优点：

1、本发明提供的一种多维度可定位观测及快换夹具的原位观测摩擦试验机，整体结构布局紧凑，在相同的试验条件下，试验机整体尺寸较小。且通过调整显微镜万向支架即可调节显微镜的位置，实现了在待测试样保持不动的前提下，显微镜能对待测试样进行在线的多维度的原位观测。

2、本发明提供的一种多维度可定位观测及快换夹具的原位观测摩擦试验机，其用于安装待测试样的快换夹具设置为夹具体及滑动挡板，推动滑动挡板，设置在滑动挡板上的固定弹簧即可锁紧待测试样，取下滑动挡板即可卸下待测试样，待测试样的拆装非常方便快捷，且由于采用固定弹簧锁紧待测试样，减小了安装误差，提高了测量精度。

3、本发明提供的一种多维度可定位观测及快换夹具的原位观测摩擦试验机，设置的第一压力传感器、第二压力传感器和位移传感器，能对待测试样与夹具体之间的摩擦力、加载机构对待测试样的加载载荷、以及待测试样的移动的位移量进行精确的测量，从而能获得精确的摩擦力、加载载荷及磨损量信号。

4、本发明提供的一种多维度可定位观测及快换夹具的原位观测摩擦试验机，其加载机构采用包括加载弹簧的弹性加载机构，从而能保证在整个试验过程中待测试样与对偶试样始终保存接触挤压状态，从而保证测量结果的准确性。且其加载机构中，通过旋动调节丝杆，即可推动加载板移动，进而实现加载作业，操作简单方便快捷。

5、本发明提供的一种多维度可定位观测及快换夹具的原位观测摩擦试验机，其显微镜万向支架的具体结构设计，能实现显微镜的多维移动和转动，从而实现了对待测试样的多维度原位观测。

附图说明

图1是本发明其中一种视角的立体结构示意图。

图2是本发明另一种视角的立体结构示意图。

图3是本发明其中一种观察状态的立体结构示意图。

图4是加载机构的立体结构示意图。

图5是手动精密滑台的立体结构示意图。

图6是加载轴及套筒的剖视图。

图7是快换夹具的立体结构示意图。

图8是显微镜万向支架的立体结构示意图。

图9是旋转立柱与支撑板和调焦底座的装配图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

参见图1至图9，本实施例提供的一种多维度可定位观测及快换夹具的原位观测摩擦试验机，包括工作台10，工作台10上设有呈水平相对布置的待测试样44和对偶试样30，本实施例中，待测试样44为块状结构，对偶试样30呈盘状结构，对偶试样30安装在第一驱动机构顶部且通过第一驱动机构驱动对偶试样30旋转。其中第一驱动机构采用空心杯有刷伺服电机20，空心杯有刷伺服电机20安装在工作台10上，且空心杯有刷伺服电机20的输出轴竖直向上伸出，对偶试样30中心开孔，且对偶试样30底部设有一个向下凸出的凸环，对偶试样30通过中心孔套装在空心杯有刷伺服电机20的输出轴上，且通过一个侧向螺钉从侧向穿过对偶试样30底部的凸环并抵紧在空心杯有刷伺服电机20的输出轴上，实现对偶试样30与空心杯有刷伺服电机20之间的安装。

待测试样44安装在快换夹具40上，快换夹具40底部滑动设置在工作台10；快换夹具40在面向对偶试样30的一侧为对磨侧、背离对偶试样30的一侧为加载侧，快换夹具40能沿着从加载侧到对磨侧的方向来回滑动。为了方便叙述，以快换夹具40的对磨侧为前侧、加载侧为后侧，从对磨侧到加载侧延伸的方向为前后方向，则对偶试样30与待测试样44呈前后并排设置，快换夹具40能沿着前后方向来回滑动。

工作台10上还设有对快换夹具40施加载荷的加载机构70，加载机构70位于快换夹具40的加载侧，加载机构70前端的加载板761抵在快换夹具40的加载侧，通过加载板761的移动从而推动快换夹具40向靠近对偶试样30的方向移动，使得待测试样44的对磨面与对偶试样30接触挤压，实现待测试样44与对偶试样30的对磨加载；加载过程中，加载机构70的加载板761始终弹性地紧抵在快换夹具40上，使得快换夹具40上的待测试样44与对偶试样30始终保存接触挤压状态。

工作台10上还设有显微镜万向支架60，显微镜万向支架60上安装有显微镜50，通过显微镜万向支架60调节显微镜50的位置，使得显微镜50能对待测试样44的顶端面或对磨面进行多维度观测，即可实现对待测试样44表面不同区域的原位观察。

具体的，快换夹具40包括夹具体41及滑动挡板42，夹具体41底部两侧设有滑块48，工作台10上设有两条水平直线导轨49，两个滑块48分别与两条水平直线导轨49滑动配合，实现夹具体41与工作台10之间的滑动连接。夹具体41顶部开有一个容纳槽，容纳槽在位于快换夹具40对磨侧的一侧敞口；容纳槽在垂直于快换夹具40滑动方向的两端均为限位端，其中一个限位端为固定限位端、另一个限位端为活动限位端，固定限位端由夹具体41的侧板形成，活动限位端通过滑动挡板42形成，滑动挡板42滑动设置在夹具体41上，且滑动挡板42的滑动方向与快换夹具40在工作台10上的滑动方向一致，其中滑动挡板42内侧设有燕尾导轨411，夹具体41侧壁开有与燕尾导轨411相配合的燕尾滑槽，燕尾滑槽沿着前后方向延伸。且滑动挡板42内侧设置有固定弹簧43，通过固定弹簧43将待测试样44抵紧在容纳槽内。安装待测试样44时，通过推动滑动挡板42前后移动，从而使得固定弹簧43与待测试样44侧面挤压或分离，从而实现待测试样44的固定与锁紧。与传统的待测试样夹具机构不同，本实施例中，滑动挡板42与夹具体41之间摒弃了现有的螺钉连接方式，采用燕尾槽实现滑动连接，固定弹簧43一端在锁紧待测试样44的同时、另一端的反作用力也会对滑动挡板42进行固定，防止滑动挡板42在试验时滑落，从而不需要辅助工具即可拆装待测试样44，且拆装方便快捷，且减小了安装误差。

夹具体41的侧板内侧与待测试样44之间设有第一压力传感器45，第一压力传感器45安装在夹具体41的侧板内侧壁上，用于对待测试样与夹具体之间的摩擦力进行精确的测量。快换夹具40的加载侧与加载板761之间设有第二压力传感器80，第二压力传感器80安装在快换夹具40的加载侧侧壁上，用于加载机构对待测试样的加载载荷进行精确的测量。夹具体41上还设有固定块47，固定块47上设有位移传感器46，位移传感器46的伸缩端顶靠在工作台10的凸台上，通过位移传感器46检测夹具体41滑动的位移量，从而对待测试样移动的位移量进行精确的测量。本实施例通过设置两个压力传感器以及一个位移传感器46，从而能获得精确的摩擦力、加载载荷及磨损量信号。

具体的，加载机构70包括手动精密滑台74和支撑板71，手动精密滑台74包括上下滑动设置的上滑板741及下滑板748，其中，下滑板748上设有两个水平直线滑轨746，上滑板741底部通过两个滑块分别滑动设置在两条直线滑轨746上。下滑板748固定在工作台10上，上滑板741的滑动方向与快换夹具40的滑动方向一致，通过调节机构带动上滑板741滑动。其中，调节机构包括调节螺母743、调节丝杆744、调节顶板742，调节螺母743和调节顶板742分别设置在下滑板748侧壁和上滑板741侧壁且位于同一侧，调节螺母743的内螺纹孔中螺纹连接有调节丝杆744，通过旋动调节丝杆744，使得调节丝杆744与调节顶板742抵靠并推动调节顶板742移动，从而实现上滑板741相对于下滑板748的移动。通过锁紧机构实现上滑板741及下滑板748之间的定位锁紧。其中，锁紧机构为一个锁紧螺杆745，通过锁紧螺杆745旋入下滑板748侧面的螺纹孔中并抵紧在上滑板741侧壁上，从而实现上滑板741及下滑板748之间的定位锁紧。上、下滑板之间还设有拉伸弹簧747，上滑板741底部有一个向下凸出的上圆柱形凸台，下滑板748顶部设有一个向上凸出的下圆柱形凸台，拉伸弹簧747两端的钩环分别钩套在两个圆柱形凸台上。

支撑板71安装在手动精密滑台74的顶部，支撑板71后侧固定有套筒73，套筒73通过紧定螺钉77固定在支撑板71上，套筒73的轴线与快换夹具40的滑动方向相平行，套筒73内滑动设置有导向轴76，通过防转限位机构限制导向轴76与套筒73之间的相对转动以及对导向轴76在套筒73内的滑动行程进行限位。其中，防转限位机构包括平键762和键槽，导向轴76上设置有平键762,套筒73内壁开有键槽，通过平键762与键槽配合，能防止导向轴76与套筒73之间的相互转动。导向轴76前端伸出套筒73之外并固定有加载板761，导向轴76的伸出段上套装有加载弹簧72，加载弹簧72两端抵压在套筒73前端和加载板761上。在对待测试样44进行加载时，通过转动调节丝杆744，从而使得上滑板741沿着水平直线滑轨746前后滑动，从而使得套筒73随着上滑板741移动，从而使得加载弹簧72收缩且加载弹簧72前端与加载板761抵靠，从而使得加载板761抵靠在夹具体41的加载侧上设置的第二压力传感器80上，实现对待测试样44的加载，当调节加载载荷达到设定数值时，通过旋转锁紧螺杆745，从而使得锁紧螺杆745与水平直线滑轨746挤压，从而实现锁紧。上述调节丝杆744上设置有刻度尺，能够准确获得调节丝杆744的伸缩量，结合第二压力传感器80，进而可准确调节对待测试样44施加的载荷大小。当需要对待测试样44所施加的载荷进行调整时，在拉伸弹簧747和加载弹簧72的共同作用下，使得上滑板741沿着水平直线滑轨746水平滑动，直至调整丝杆744与调节顶杆742抵靠，通过观察调节丝杆744上的刻度尺以及第二压力传感器80的压力变化，可准确获得对待测试样施加载荷的调整量，因此该弹簧加载机构实际施加载荷时操作方便，加载精确，可双向获得施加载荷的调整量。

具体的，显微镜万向支架60包括直线电动滑台69，直线电动滑台69包括左支架693及右支架691，左支架693及右支架691固定在工作台10上，左支架693末端固定有伺服驱动电机695，伺服驱动电机695上设置有驱动丝杆694，驱动丝杆694另一端与右支架691连接，驱动丝杆694可在右支架691上中心孔中旋转。直线电动滑台69的驱动丝杆694上螺纹套装有驱动螺母696，驱动螺母696上固定有位移台692，位移台692顶部设有底板68，底板68上固定有竖直立柱67，竖直立柱67上套装有双向滑块65，竖直立柱67套在双向滑块65的竖直孔中，双向滑块65能沿竖直立柱67滑动和转动并被定位住，并通过第一固定螺钉651从侧向穿过双向滑块65并抵紧在竖直立柱67上，实现双向滑块65与竖直立柱67之间的锁紧定位。双向滑块65的水平孔中设置有一个水平位移轴66，水平位移轴66能在双向滑块65的水平孔中滑动和转动并被定位住，通过第二固定螺钉652从侧向穿过双向滑块65并抵紧在水平位移轴66上，实现双向滑块65与水平位移轴66之间的锁紧定位。水平位移轴66一端固定有支撑板64，支撑板64上设有一个与水平位移轴66相垂直的转轴642，旋转立柱62一端转动安装在转轴642上且旋转立柱62与转轴642相垂直。支撑板64呈U形结构，转轴642采用螺钉，转轴642的杆部依次穿过支撑板64上的两个穿孔后螺纹连接有一个夹紧手柄641，旋转夹紧手柄641，使夹紧手柄641抵靠在支撑板64其中一侧的外侧，使支撑板64侧壁向内弯曲并夹紧旋转立柱62，即可实现旋转立柱62与旋转立柱62之间的锁紧定位。旋转立柱62上套装有一个调焦底座63，调焦底座63能沿着旋转立柱62滑动和转动并被定位住，通过第三固定螺钉632从侧向穿过调焦底座63并抵紧在旋转立柱62上，实现调焦底座63与旋转立柱62之间的锁紧定位。调焦底座63一侧滑动设有调焦滑板61，调焦滑板61能沿着与旋转立柱62轴线相平行的方向滑动，调焦底座63外侧设有调焦手轮631，调焦手轮631的固定轴伸入调焦底座63内部并固定有一个调焦齿轮633，调焦齿轮633的轴线与转轴642的轴线相平行，调焦滑板61在面向调焦底座63的一侧设有与调焦齿轮633相配合的齿条611，通过转动调焦手轮631带动调焦齿轮633转动，进而带动调焦滑板61移动，显微镜50安装在调焦滑板61的固定环上，通过旋转第四固定螺钉612，使得第四固定螺钉612与显微镜镜头51抵靠，从而实现锁紧。

其中，竖直立柱67上、水平位移轴66上、调焦滑板61上分别设有长度标尺线，通过长度标尺线能够获得各个移动位移量。双向滑块65在位于竖直孔和水平孔的端面上分别设有角度标尺线，支撑板64上设有用于标示旋转立柱62转动角度的角度标尺线，通过角度标尺线能够获得转角。因此该显微镜万向支架60可灵活变更观测位置，且在调整显微镜万向支架60时可实现精确定位。

当调整显微镜镜头51的位置时，通过启动驱动电机695带动驱动丝杆694旋转，从而使得位移台692沿x轴方向移动，当位移台692抵达合适位置时，暂停驱动电机695，使得位移台692定位。同时，通过松开第一固定螺钉651，从而使得第一固定螺钉651顶端与竖直立柱67分离，同时移动及旋转双向滑块65，当调整显微镜镜头51抵达合适位置时，通过旋紧第一固定螺钉651，从而使得第一固定螺钉651顶端与竖直立柱67抵靠，实现锁紧。通过松开第二固定螺钉652，从而使得第二固定螺钉652顶端与水平位移轴66分离，同时滑动及旋转水平位移轴66，当调整显微镜镜头51抵达合适位置时，通过旋紧第二固定螺钉652，从而使得第二固定螺钉652顶端与水平位移轴66抵靠，实现锁紧。通过松开夹紧手柄641，从而使得旋转立柱62与支撑板64分离，同时转动旋转立柱62，当调整显微镜镜头51抵达合适位置时，旋紧夹紧手柄641，实现旋转立柱62的锁紧。通过松开第三固定螺钉632，从而使得第三固定螺钉632顶端与调焦底座63分离，同时移动调焦底座63，当调整显微镜镜头51抵达合适位置时，通过旋紧第三固定螺钉632，从而实现调焦底座63的锁紧。

观测时，旋转第四固定螺钉612，使得第四固定螺钉612与显微镜镜头51抵靠，从而实现锁紧，同时调整调光旋钮531，调整视野亮度，直至达到合适亮度，通过旋转调焦手轮631，从而调节焦距，直至视野清晰，通过操作显微镜50及计算机，对视野中的图像进行拍摄及处理，因此该显微镜50可以在实验中实时观察待测试样44表面微观组织结构变化，且观测图像清晰，所测得变化过程清晰且完整。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种多维度可定位观测及快换夹具的原位观测摩擦试验机，包括工作台(10)，其特征在于：所述工作台(10)上设有呈水平相对布置的待测试样(44)和对偶试样(30)，所述对偶试样(30)呈盘状结构，对偶试样(30)安装在第一驱动机构顶部且通过第一驱动机构驱动对偶试样(30)旋转，所述待测试样(44)安装在快换夹具(40)上，所述快换夹具(40)底部滑动设置在工作台(10)；所述快换夹具(40)在面向对偶试样(30)的一侧为对磨侧、背离对偶试样(30)的一侧为加载侧，所述快换夹具(40)能沿着从加载侧到对磨侧的方向来回滑动；

所述工作台(10)上还设有对快换夹具(40)施加载荷的加载机构(70)，所述加载机构(70)位于快换夹具(40)的加载侧，所述加载机构(70)前端的加载板(761)抵在快换夹具(40)的加载侧，通过加载板(761)的移动从而推动快换夹具(40)向靠近对偶试样(30)的方向移动，使得待测试样(44)的对磨面与对偶试样(30)接触挤压，实现待测试样(44)与对偶试样(30)的对磨加载；加载过程中，加载机构(70)的加载板(761)始终弹性地紧抵在快换夹具(40)上，使得快换夹具(40)上的待测试样(44)与对偶试样(30)始终保存接触挤压状态；

所述工作台(10)上还设有显微镜万向支架(60)，所述显微镜万向支架(60)上安装有显微镜(50)，通过显微镜万向支架(60)调节显微镜(50)的位置，使得显微镜(50)能对待测试样(44)的顶端面或对磨面进行多维度观测；

所述快换夹具(40)包括夹具体(41)及滑动挡板(42)，所述夹具体(41)顶部开有一个容纳槽，所述容纳槽在位于快换夹具(40)对磨侧的一侧敞口；所述容纳槽在垂直于快换夹具(40)滑动方向的两端均为限位端，其中一个限位端为固定限位端、另一个限位端为活动限位端，固定限位端由夹具体(41)的侧板形成，活动限位端通过滑动挡板(42)形成，所述滑动挡板(42)滑动设置在夹具体(41)上，且滑动挡板(42)的滑动方向与快换夹具(40)在工作台(10)上的滑动方向一致，且滑动挡板(42)内侧设置有固定弹簧(43)，通过固定弹簧(43)将待测试样(44)抵紧在容纳槽内。

2.如权利要求1所述的一种多维度可定位观测及快换夹具的原位观测摩擦试验机，其特征在于：所述夹具体(41)的侧板内侧与待测试样(44)之间设有第一压力传感器(45)，所述快换夹具(40)的加载侧与加载板(761)之间设有第二压力传感器(80)。

3.如权利要求2所述的一种多维度可定位观测及快换夹具的原位观测摩擦试验机，其特征在于：所述夹具体(41)上还设有位移传感器(46)，所述位移传感器(46)的伸缩端顶靠在工作台(10)的凸台上，通过所述位移传感器(46)检测夹具体(41)滑动的位移量。

4.如权利要求1所述的一种多维度可定位观测及快换夹具的原位观测摩擦试验机，其特征在于：所述加载机构(70)包括手动精密滑台(74)和支撑板(71)，所述手动精密滑台(74)包括上下滑动设置的上滑板(741)及下滑板(748)，下滑板(748)固定在工作台(10)上，上滑板(741)的滑动方向与快换夹具(40)的滑动方向一致，通过调节机构带动上滑板(741)滑动并通过锁紧机构实现上滑板(741)及下滑板(748)之间的定位锁紧；

所述支撑板(71)安装在手动精密滑台(74)的顶部，所述支撑板(71)后侧固定有套筒(73)，所述套筒(73)的轴线与快换夹具(40)的滑动方向相平行，所述套筒(73)内滑动设置有导向轴(76)，通过防转限位机构限制导向轴(76)与套筒(73)之间的相对转动以及对导向轴(76)在套筒(73)内的滑动行程进行限位，所述导向轴(76)前端伸出套筒(73)之外并固定有所述加载板(761)，所述导向轴(76)的伸出段上套装有加载弹簧(72)，所述加载弹簧(72)两端抵压在套筒(73)前端和加载板(761)上。

5.如权利要求4所述的一种多维度可定位观测及快换夹具的原位观测摩擦试验机，其特征在于：所述调节机构包括调节螺母(743)、调节丝杆(744)、调节顶板(742)，所述调节螺母(743)和调节顶板(742)分别设置在下滑板(748)侧壁和上滑板(741)侧壁且位于同一侧，所述调节螺母(743)的内螺纹孔中螺纹连接有调节丝杆(744)，通过旋动调节丝杆(744)，使得调节丝杆(744)与调节顶板(742)抵靠并推动调节顶板(742)移动，从而实现上滑板(741)相对于下滑板(748)的移动。

6.如权利要求1所述的一种多维度可定位观测及快换夹具的原位观测摩擦试验机，其特征在于：所述显微镜万向支架(60)包括直线电动滑台(69)，所述直线电动滑台(69)的驱动丝杆(694)上螺纹套装有驱动螺母(696)，所述驱动螺母(696)上固定有位移台(692)，位移台(692)顶部设有底板(68)，底板(68)上固定有竖直立柱(67)，竖直立柱(67)上套装有双向滑块(65)，竖直立柱(67)套在双向滑块(65)的竖直孔中，双向滑块(65)能沿竖直立柱(67)滑动和转动并被定位住，双向滑块(65)的水平孔中设置有一个水平位移轴(66)，水平位移轴(66)能在双向滑块(65)的水平孔中滑动和转动并被定位住，水平位移轴(66)一端固定有支撑板(64)，支撑板(64)上设有一个与水平位移轴(66)相垂直的转轴(642)，旋转立柱(62)一端转动安装在转轴(642)上且旋转立柱(62)与转轴(642)相垂直，所述旋转立柱(62)上套装有一个调焦底座(63)，调焦底座(63)能沿着旋转立柱(62)滑动和转动并被定位住，所述调焦底座(63)一侧滑动设有调焦滑板(61)，调焦滑板(61)能沿着与旋转立柱(62)轴线相平行的方向滑动，所述调焦底座(63)外侧设有调焦手轮(631)，所述调焦手轮(631)的固定轴伸入调焦底座(63)内部并固定有一个调焦齿轮(633)，调焦齿轮(633)的轴线与转轴(642)的轴线相平行，调焦滑板(61)在面向调焦底座(63)的一侧设有与调焦齿轮(633)相配合的齿条(611)，通过转动调焦手轮(631)带动调焦齿轮(633)转动，进而带动调焦滑板(61)移动，所述显微镜(50)安装在调焦滑板(61)上。

7.如权利要求6所述的一种多维度可定位观测及快换夹具的原位观测摩擦试验机，其特征在于：所述竖直立柱(67)上、水平位移轴(66)上、调焦滑板(61)上分别设有长度标尺线，所述双向滑块(65)在位于竖直孔和水平孔的端面上分别设有角度标尺线，所述支撑板(64)上设有用于标示旋转立柱(62)转动角度的角度标尺线。

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