CN211085901U - 一种铝材硬度检测用纳米压痕仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种铝材硬度检测用纳米压痕仪，包括支撑座、竖向设置且固定连接于支撑座的导柱、放置于支撑座的上端面且供待测工件放置的检测台、沿竖向滑移连接于所述导柱且对待测工件进行压痕的压头和驱动压头滑移的动力装置，所述检测台包括放置于支撑座的上端面的转动台、位于转动台上方的倾斜台、调节倾斜台与水平面的倾斜角度的调节机构和待测工件进行夹持的夹持机构，具有能够对带有倾斜角度的工件进行压痕检测，提高设备的通用性的优点。

Description

一种铝材硬度检测用纳米压痕仪

技术领域

本实用新型涉及铝材硬度检测技术领域，尤其涉及一种铝材硬度检测用纳米压痕仪。

背景技术

纳米压痕技术（英：Nanoindentation），也称深度敏感压痕技术（英：Depth-Sensing Indentation, DSI)，是最简单的测试材料力学性质的方法之一。传统的硬度测试是将一特定形状的压头用一个垂直的压力压入试样，根据卸载后的压痕照片获得材料表面留下的压痕半径或对角线长度计算出压痕面积。待测工件可以为软质或硬质材料，包括金属、合金、半导体、玻璃、矿物和有机材料等。目前纳米压痕实验过程中无法对带有倾斜角度的待测工件进行压痕实验，具有一定的局限性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种铝材硬度检测用纳米压痕仪，具有能够对带有倾斜角度的工件进行压痕检测，提高设备的通用性的优点。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种铝材硬度检测用纳米压痕仪，包括支撑座、竖向设置且固定连接于支撑座的导柱、放置于支撑座的上端面且供待测工件放置的检测台、沿竖向滑移连接于所述导柱且对待测工件进行压痕的压头和驱动压头滑移的动力装置，所述检测台包括放置于支撑座的上端面的转动台、位于转动台上方的倾斜台、调节倾斜台与水平面的倾斜角度的调节机构和待测工件进行夹持的夹持机构，待测工件放置于倾斜台的上端面。

通过采用上述技术方案，对带有倾斜角度的待测工件进行压痕试验，设置有调节倾斜台与水平面的倾斜角度的调节机构，通过调节机构调节待测工件的上端面与压头保持垂直状态，确保实验的准确性，使得检测设备具备对带有倾斜角度的待测工件进行压痕试验，提高设备的通用性。

本实用新型进一步设置为：所述倾斜台的端部侧壁凸出设置有第一连接杆，所述转动台的上端面固定连接有第二固定架，第二固定架与第一连接杆转动连接，所述调节机构包括转动连接于第二固定架且位于倾斜台远离第一连接杆的端部下方的转盘、一端铰接转盘且另一端铰接于倾斜台远离第一连接杆的端部侧壁的驱动杆和带动转盘转动的第二驱动组件，所述第二固定架设置供第一连接杆水平滑移的第三滑槽。

通过采用上述技术方案，第二驱动组件带动转盘转动，从而带动驱动杆与转盘的铰接中心绕转盘转动中心运动，从而带动驱动杆与倾斜台铰接的一端进行摆动，实现对倾斜台与水平面的倾斜角度的控制调节。

本实用新型进一步设置为：所述第二驱动组件包括转动连接于第二固定架且同轴固定连接于转盘的传动轴、端面固定套接于传动轴的第一齿轮、齿面啮合于第一齿轮的第二齿轮和输出轴同轴固定连接于所述第二齿轮的步进电机，所述步进电机固定连接于第二固定架。

通过采用上述技术方案，步进电机的输出动力经过第一齿轮、第二齿轮传递，更加平稳地带动传动轴转动，进而精确平稳地控制调节倾斜台的倾斜角度。

本实用新型进一步设置为：所述导柱固定连接有位于倾斜台上方的导向板，导向板设置有沿竖向延伸的滑轨、滑移连接于所述滑轨的滑动块，所述压头穿设于所述滑动块且位于倾斜台的上方，所述动力装置包括穿过滑动块且转动连接于导向板的传动丝杠、固定连接于导向板的上端面且输出轴同轴固定连接于传动丝杠的第三驱动电机，滑动块与所述传动丝杠螺纹连接。

通过采用上述技术方案，滑动块滑移连接于导柱且螺纹连接于传动丝杠设置，第三驱动电机转动带动传动丝杠转动，从而实现滑动块沿竖直方向进行升降动作从而实现压头对待测工件的压痕动作，控制第三驱动电机正转与反转实现压头的升降。

本实用新型进一步设置为：所述夹持机构包括开设于倾斜台的上端面且分别垂直交错延伸的两道第一滑槽、滑移连接于第一滑槽的限位板和驱动限位板对待测工件进行夹持的第一驱动组件，限位板设置有两组且分别滑移连接于两道第一滑槽，两块限位板为一组且分别位于待测工件的两侧，第一驱动组件控制限位板同时朝向或者远离待测工件方向滑移。

通过采用上述技术方案，第一驱动组件控制调节限位板同时朝靠近或者远离待测工件的方向滑移，实现对待测工件的夹紧与松开，限位板设置有两组，每组设置有两块，同时对待测工件施加夹紧力，使得待测工件受力均匀，在夹紧过程中保证待测工件不易发生倾斜，进一步保证试验的准确性。

本实用新型进一步设置为：所述倾斜台的下端面固定连接有第一固定架，第一驱动组件包括四根滑移穿设于第一滑槽且一端分别固定连接于四块限位板的滑动杆、一端固定连接于滑动杆的另一端的连接件、固定连接于连接件的另一端且内置于第一固定架的齿条、啮合于所述齿条的传动齿轮柱和带动传动齿轮柱转动的第一驱动电机，滑动杆与第一滑槽止旋设置第一驱动电机内置于第一固定架且输出轴与传动齿轮柱同轴固定连接，所述齿条设置有两组且其滑移方向分别与两组限位板的滑移方向相同，两根齿条为一组且分别位于传动齿轮柱的两侧。

通过采用上述技术方案，第一驱动电机转动带动传动齿轮柱旋转，齿条也随之移动；当传动齿轮柱正向转动时，带动齿条滑移从而带动限位板朝靠近样品方向滑移实现固定；当传动齿轮柱反向转动时，带动齿条滑移从而带动限位板朝远离样品的方向滑移实现松开，方便对不同尺寸大小的样品进行固定，进一步提高设备的通用性。

本实用新型进一步设置为：所述支撑座内置有磁铁，所述转动台为金属材质。

通过采用上述技术方案，支撑座设置有磁铁，使得支撑座对转动台具有一定的吸附力，一方面，有效防止转动台脱离于支撑座，与地面发生碰撞导致设备损坏，另一方面，对转动施加一定的力，转动台能够在支撑座上端面进行转动和滑移，提高转动台的灵活度。

本实用新型进一步设置为：所述转动台的周面凸出设置有调节手柄。

通过采用上述技术方案，方便对转动台进行转动或者移动的动作。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1、对带有倾斜角度的待测工件进行压痕试验，设置有调节倾斜台与水平面的倾斜角度的调节机构，通过调节机构调节待测工件的上端面与压头保持垂直状态，确保实验的准确性，使得检测设备具备对带有倾斜角度的待测工件进行压痕试验，提高设备的通用性。

2、第一驱动组件控制调节限位板同时朝靠近或者远离待测工件的方向滑移，实现对待测工件的夹紧与松开，限位板设置有两组，每组设置有两块，同时对待测工件施加夹紧力，使得待测工件受力均匀，在夹紧过程中保证待测工件不易发生倾斜，进一步保证试验的准确性。

3、支撑座设置有磁铁，使得支撑座对转动台具有一定的吸附力，一方面，有效防止转动台脱离于支撑座，与地面发生碰撞导致设备损坏，另一方面，对转动施加一定的力，转动台能够在支撑座上端面进行转动和滑移，提高转动台的灵活度。

附图说明

图1是实施例的一种铝材硬度检测用纳米压痕仪的整体结构示意图；

图2是实施例的检测台的整体结构示意图；

图3是实施例的夹紧机构的结构示意图。

图中，1、支撑座；2、导柱；21、导向板；22、滑轨；23、滑动块；24、显微镜；3、检测台；31、转动台；311、第二固定架；312、第三滑槽；313、调节手柄；32、倾斜台；321、第一固定架；322、第一连接杆；33、调节机构；331、转盘；332、驱动杆；4、压头；5、动力装置；51、第三驱动电机；52、传动丝杠；6、待测工件；7、第二驱动组件；71、传动轴；72、第一齿轮；73、第二齿轮；74、步进电机；8、夹持机构；81、第一滑槽；82、限位板；821、压力传感器；83、第一驱动组件；831、滑动杆；832、连接件；833、齿条；834、传动齿轮柱；835、第一驱动电机。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例：一种铝材硬度检测用纳米压痕仪，如图1、图2所示，包括棱台型支撑座1、固定连接于支撑座1的导柱2、供待测工件6放置的检测台3、沿竖向滑移连接于导柱2且对待测工件6进行压痕的压头4和驱动压头4滑移的动力装置5。支撑座1内置有磁铁。

检测台3包括放置于支撑座1的上端面的转动台31、位于转动台31上方的倾斜台32、调节倾斜台32与水平面的倾斜角度的调节机构33和对待测工件6进行夹持的夹持机构8。倾斜台32的下端面固定连接有第一固定架321，倾斜台32的端部侧壁凸出设置有第一连接杆。转动台31为金属材质，转动台31的上端面固定连接有第二固定架311，第二固定架311与第一连接杆322转动连接, 第二固定架311设置供第一连接杆322水平滑移的第三滑槽312。转动台31的周面凸出设置有调节手柄313。

调节机构33包括转动连接于第二固定架311且位于倾斜台32远离第一连接杆的端部下方的转盘331、一端铰接转盘331且另一端铰接于倾斜台32远离第一连接杆的端部侧壁的驱动杆332和带动转盘331转动的第二驱动组件7。第二驱动组件7包括转动连接于第二固定架311且同轴固定连接于转盘331的传动轴71、端面固定套接于传动轴71的第一齿轮72、齿面啮合于第一齿轮72的第二齿轮73和输出轴同轴固定连接于第二齿轮73的步进电机74，步进电机74固定连接于第二固定架311。

如图2、图3所示，夹持机构8包括开设于倾斜台32的上端面且分别垂直交错延伸的两道第一滑槽81、滑移连接于第一滑槽81的限位板82和驱动限位板82对待测工件6进行夹持的第一驱动组件83。限位板82设置有两组且分别滑移连接于两道第一滑槽81，两块限位板82为一组且分别位于待测工件6的两侧。第一驱动组件83控制限位板82同时朝向或者远离待测工件6方向滑移，第一驱动组件83包括四根滑移穿设于第一滑槽81且一端分别固定连接于四块限位板82的滑动杆831、一端固定连接于滑动杆831的另一端的连接件832、固定连接于连接件832的另一端且内置于第一固定架321的齿条833、啮合于齿条833的传动齿轮柱834和带动传动齿轮柱834转动的第一驱动电机835。滑动杆831与第一滑槽81止旋设置，第一驱动电机835内置于第一固定架321且输出轴与传动齿轮柱834同轴固定连接，齿条833设置有两组且其滑移方向分别与两组限位板82的滑移方向相同，两根齿条833为一组且分别位于传动齿轮柱834的两侧。限位块靠近的待测工件6的设置有压力传感器821。

如图1所示，导柱2固定连接有位于倾斜台32上方的导向板21，导向板21设置有沿竖向延伸的滑轨22、滑移连接于所述滑轨22的滑动块23，压头4穿设于滑动块23且位于倾斜台32的上方。动力装置5包括穿过滑动块23且转动连接导向板21的传动丝杠52、固定连接于导向板21的上端面且输出轴同轴固定连接于传动丝杠52的第三驱动电机51，滑动块23与传动丝杠52螺纹连接，滑动块23的侧壁固定连接有观察待测工件6压痕情况的显微镜24。

工作原理：

对待测工件6进行压痕测试时，第一驱动电机835转动带动传动齿轮柱834旋转，齿条833也随之移动；第三驱动电机51转动带动传动丝杠52转动，从而实现滑动块23沿竖直方向进行升降动作从而实现压头4对待测工件6的压痕动作，控制第三驱动电机51正转与反转实现压头4的升降；传动齿轮柱834正向转动，带动齿条833滑移从而带动限位板82朝靠近待测工件6方向滑移实现固定；测试结束后，第一驱动电机835带动传动齿轮柱834反向转动，带动齿条833滑移从而带动限位板82朝远离待测工件6的方向滑移实现松开。

调节倾斜台32的倾斜角度：步进电机带动第一齿轮72和第二齿轮73转动，带动传动轴71转动，转动轴传动转盘331转动，从而带动驱动杆332与倾斜台32铰接的一端进行摆动，从而调节倾斜台32与水平面的夹角。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的保护范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种铝材硬度检测用纳米压痕仪，其特征是：包括支撑座(1)、竖向设置且固定连接于支撑座(1)的导柱(2)、放置于支撑座(1)的上端面且供待测工件(6)放置的检测台(3)、沿竖向滑移连接于所述导柱(2)且对待测工件(6)进行压痕的压头(4)和驱动压头(4)滑移的动力装置(5)，所述检测台(3)包括放置于支撑座(1)的上端面的转动台(31)、位于转动台(31)上方的倾斜台(32)、调节倾斜台(32)与水平面的倾斜角度的调节机构(33)和待测工件(6)进行夹持的夹持机构（8），待测工件(6)放置于倾斜台(32)的上端面。

2.根据权利要求1所述的一种铝材硬度检测用纳米压痕仪，其特征是：所述倾斜台(32)的端部侧壁凸出设置有第一连接杆（322），所述转动台(31)的上端面固定连接有第二固定架(311)，第二固定架(311)与第一连接杆转动连接，所述调节机构(33)包括转动连接于第二固定架(311)且位于倾斜台(32)远离第一连接杆（322）的端部下方的转盘(331)、一端铰接转盘(331)且另一端铰接于倾斜台(32)远离第一连接杆（322）的端部侧壁的驱动杆(332)和带动转盘(331)转动的第二驱动组件(7)，所述第二固定架(311)设置供第一连接杆水平滑移的第三滑槽(312)。

3.根据权利要求2所述的一种铝材硬度检测用纳米压痕仪，其特征是：所述第二驱动组件(7)包括转动连接于第二固定架(311)且同轴固定连接于转盘(331)的传动轴(71)、端面固定套接于传动轴(71)的第一齿轮(72)、齿面啮合于第一齿轮(72)的第二齿轮(73)和输出轴同轴固定连接于所述第二齿轮(73)的步进电机（74），所述步进电机固定连接于第二固定架(311)。

4.根据权利要求1或3所述的一种铝材硬度检测用纳米压痕仪，其特征是：所述导柱(2)固定连接有位于倾斜台(32)上方的导向板(21)，导向板(21)设置有沿竖向延伸的滑轨(22)、滑移连接于所述滑轨(22)的滑动块(23)，所述压头(4)穿设于所述滑动块(23)且位于倾斜台(32)的上方，所述动力装置(5)包括穿过滑动块(23)且转动连接于导向板(21)的传动丝杠(52)、固定连接于导向板(21)的上端面且输出轴同轴固定连接于传动丝杠(52)的第三驱动电机(51)，滑动块(23)与所述传动丝杠(52)螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的一种铝材硬度检测用纳米压痕仪，其特征是：所述夹持机构包括开设于倾斜台(32)的上端面且分别垂直交错延伸的两道第一滑槽(81)、滑移连接于第一滑槽(81)的限位板(82)和驱动限位板(82)对待测工件(6)进行夹持的第一驱动组件(83)，限位板(82)设置有两组且分别滑移连接于两道第一滑槽(81)，两块限位板(82)为一组且分别位于待测工件(6)的两侧，第一驱动组件(83)控制限位板(82)同时朝向或者远离待测工件(6)方向滑移。

6.根据权利要求5所述的一种铝材硬度检测用纳米压痕仪，其特征是：所述倾斜台(32)的下端面固定连接有第一固定架(321)，第一驱动组件(83)包括四根滑移穿设于第一滑槽(81)且一端分别固定连接于四块限位板(82)的滑动杆(831)、一端固定连接于滑动杆(831)的另一端的连接件(832)、固定连接于连接件(832)的另一端且内置于第一固定架(321)的齿条(833)、啮合于所述齿条(833)的传动齿轮柱(834)和带动传动齿轮柱(834)转动的第一驱动电机(835)，滑动杆（831）与第一滑槽（81）止旋设置，第一驱动电机(835)内置于第一固定架(321)且输出轴与传动齿轮柱(834)同轴固定连接，所述齿条(833)设置有两组且其滑移方向分别与两组限位板(82)的滑移方向相同，两根齿条(833)为一组且分别位于传动齿轮柱(834)的两侧。

7.根据权利要求6所述的一种铝材硬度检测用纳米压痕仪，其特征是：所述支撑座(1)内置有磁铁，所述转动台(31)为金属材质。

8.根据权利要求7所述的一种铝材硬度检测用纳米压痕仪，其特征是：所述转动台(31)的周面凸出设置有调节手柄(313)。

Images