CN215263589U - 一种用于原子力显微镜的多功能原位测试夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于原子力显微镜的多功能原位测试夹具，包括底座和至少一个功能组件，底座包括底板以及间隔设置于底板上的滑轨和调节组件，滑轨上滑动设有第一滑块和第二滑块；调节组件包括丝杆、调节件、第一丝母及第二丝母，丝杆与滑轨相互平行；底座可拆卸的与一个功能组件连接，功能组件在调节组件的驱动下实现对待测样品进行弯曲、拉伸或夹持。本实用新型多功能原位测试夹具，结构设计紧凑合理，一个底座搭配多个功能组件，每个功能组件对应实现一个装夹功能，底座根据需要选择性的装配一个功能组件，通过功能组件对待测样品实现不同状态(例如弯曲、拉伸或导电等)的装夹功能，以使原子力显微镜可对不同状态下的待测样品进行检测分析。

Description

一种用于原子力显微镜的多功能原位测试夹具

技术领域

本实用新型属于测试夹具技术领域，尤其涉及一种用于原子力显微镜的多功能原位测试夹具。

背景技术

随着时代的进步，消费电子设备逐渐向轻薄化发展，柔性电子器件例如柔性太阳能电池、柔性锂电池、柔性传感器和柔性显示器，陆续出现在人们的生活中，这些器件的制备工艺随着层出不穷的新材料以及各种材料相互搭配使用而复杂化，因此各种材料制备成薄膜之后，需要利用原子力显微镜来分析材料使用过程中被反复弯曲/拉伸、及材料成膜后的断裂截面；但是现有原子力显微镜中的样品装夹装置，通常只具有单一的装夹功能，需要配备有多个不同功能的样品装夹装置，如此导致使用成本增加，且占用空间较多。

实用新型内容

本实用新型的目的在于至少一定程度上解决现有技术中的不足，提供一种用于原子力显微镜的多功能原位测试夹具。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种用于原子力显微镜的多功能原位测试夹具，包括：

底座，所述底座包括底板以及间隔设置于所述底板上的滑轨和调节组件，所述滑轨上滑动设有第一滑块和第二滑块；所述调节组件包括丝杆、调节件、第一丝母及第二丝母，所述丝杆与所述滑轨相互平行，其上对称设有第一螺纹段和第二螺纹段，所述第一丝母和第二丝母分别装设于所述第一螺纹段和第二螺纹段上，并在所述调节件驱动所述丝杆转动时，所述第一丝母和第二丝母沿所述丝杆的轴线方向相互靠近或远离；

至少一个功能组件，所述底座可拆卸的与一个所述功能组件连接，所述功能组件包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件可拆卸的安装在所述第一滑块和第一丝母上，所述第二连接件可拆卸的安装在所述第二滑块和第二丝母上，所述第一连接件和第二连接件之间用于装设待测样品，并在所述调节组件的驱动下实现对所述待测样品进行弯曲、拉伸或夹持。

优选地，所述底板上贯穿开设有第一通光孔，所述第一通光孔设于所述第一连接件与第二连接件之间并位于所述待测样品的下方位置。

优选地，所述功能组件为弯曲组件，所述弯曲组件包括有顶板，所述顶板可拆卸的装设于所述底板上，并位于所述第一连接件与第二连接件之间的对称轴线上；所述第一连接件和第二连接件的相对内侧分别凸出于所述第一丝母及第二丝母而形成有悬臂式的第一抵持部和第二抵持部。

优选地，所述顶板的中心轴线上开设有第二通光孔，当所述顶板安装于所述底板上时，所述第二通光孔与所述第一通光孔处于相同中心轴线上。

优选地，所述顶板的顶面设为曲面，所述曲面沿纵向延伸至邻近两端的位置分别设有止挡部。

优选地，所述功能组件为拉伸组件，所述拉伸组件包括有两个第一导电夹片，所述第一连接件和第二连接件为绝缘材质，两个所述第一导电夹片分别设置于所述第一连接件和第二连接件上。

优选地，所述拉伸组件还包括两个第二导电夹片，两个所述第二导电夹片分别设置于所述第一连接件和第二连接件上，且两个所述第二导电夹片的间距大于两个所述第一导电夹片的间距。

优选地，所述功能组件为夹持组件，所述夹持组件包括有两个缓冲垫，两个所述缓冲垫分别固定于所述第一连接件和第二连接件的相对内端上。

优选地，所述底板的中部向下凸出形成有定位凸台。

优选地，所述底板的相对两端底部分别设有磁铁。

本实用新型多功能原位测试夹具，结构设计紧凑合理，一个底座搭配多个功能组件，每个功能组件对应实现一个装夹功能，底座根据需要选择性的装配一个功能组件，通过功能组件对待测样品实现不同状态(例如弯曲、拉伸或导电等)的装夹功能，以使原子力显微镜可对不同状态下的待测样品进行检测分析。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型多功能原位测试夹具中底座的结构示意图；

图2为本实用新型多功能原位测试夹具中弯曲组件的结构示意图；

图3为本实用新型多功能原位测试夹具中拉伸组件的结构示意图；

图4为本实用新型多功能原位测试夹具中夹持组件的结构示意图；

图5为本实用新型多功能原位测试夹具采用弯曲组件时的结构示意图；

图6为图5的剖视图；

图7为本实用新型多功能原位测试夹具采用拉伸组件时的结构示意图；

图8为图7的剖视图；

图9为本实用新型多功能原位测试夹具采用夹持组件时的结构示意图；

图10为图9的剖视图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“周向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1-4，本实用新型实施例提供了一种用于原子力显微镜的多功能原位测试夹具，包括一个底座10和至少一个功能组件，每一个功能底座10可拆卸的安装在底座10上形成一个完整的夹具，通过功能组件来实现对待测样品进行弯曲、拉伸或夹持。

其中，底座10包括底板11以及间隔设置于底板11上的滑轨12和调节组件13，滑轨12上滑动设有第一滑块121和第二滑块122；调节组件13包括丝杆131、调节件132、第一丝母133及第二丝母134，丝杆131与滑轨12相互平行，其上对称设有第一螺纹段135和第二螺纹段136，第一丝母133和第二丝母134分别装设于第一螺纹段135和第二螺纹段136上，并在调节件132驱动丝杆131转动时，第一丝母133和第二丝母134沿丝杆131的轴线方向相互靠近或远离。

本实施例中的调节件132为与丝杆131连接的旋钮，使用者可通过手动的方式旋转旋钮，从而控制丝杆131转动，进而带动第一丝母133和第二丝母134相互靠近或远离；优选地，为方便丝杆131的旋转控制，旋钮可以为两个，并分别连接于丝杆131的两端；当然，在其他实施例中，调节件132也可以为驱动电机，通过电动的方式来控制丝杆131的转动。

每一功能组件均包括第一连接件21/31/41和第二连接件22/32/42，第一连接件可拆卸的安装在第一滑块121和第一丝母133上，第二连接件可拆卸的安装在第二滑块122和第二丝母134上，第一连接件和第二连接件之间用于装设待测样品，第一连接件和第二连接件在调节组件13的驱动下实现对待测样品进行弯曲、拉伸或夹持。

本实用新型以三个功能组件进行举例说明，例如包括有弯曲组件20、拉伸组件30和夹持组件40，底座10可选择性的与弯曲组件20、拉伸组件30和夹持组件40中的一个进行组装，从而使装夹的待测样品可在处于不同状态下利用原子力显微镜进行检测分析；当然，本实用新型并不局限上述弯曲、拉伸和夹持三个功能组件，在其他实施例中，还可以采用具有其他装夹功能的功能组件，在此不做特别现实。

较佳地，本实施例中的底板11上贯穿开设有第一通光孔14，第一通光孔14设于第一连接件与第二连接件之间并位于待测样品的下方位置。如此，在具体应用时，底板11的下方对应第一通光孔14的位置可设有光源，从而对所装夹的待测样品在利用原子力显微镜在进行检测分析时施加光学激励，用于分析待测样品在光学激励下材料的性质变化。

下面对本实用新型多功能原位测试夹具的各实施例进行具体说明：

一个实施例中，请结合图5和6所示，本实施例多功能原位测试夹具中装配在底座10上的功能组件为弯曲组件20，弯曲组件20包括有第一连接件21、第二连接件22以及顶板23，顶板23可拆卸的装设于底板11上，并位于第一连接件21与第二连接件22之间的对称轴线上；第一连接件21和第二连接件22的相对内侧分别凸出于第一丝母133及第二丝母134而形成有悬臂式的第一抵持部211和第二抵持部221。

其中，第一抵持部211和第二抵持部221稍低于顶板23的顶面，在具体应用时，将待测样品的中部抵持在顶板23的顶部上，并使待测样品的两端分别抵持在第一抵持部211和第二抵持部221的下方，此时待测样品处于弯曲状态，然后通过调节件132控制第一抵持部211和第二抵持部221沿丝杆131的轴向方向相互靠近，从而实现对待测样品的弯曲曲率半径进行调节，进而实现对待测样品进行原位弯曲，使原子力显微镜可以对待测样品的原位在不同曲率半径的弯曲状态下进行检测分析，通过高精度的丝杆131丝母结构，可以保证待测样品弯曲的精确度和可重复性。另外，由于顶板23是固定不动的，通过第一夹持部和第二夹持部的作用来实现对待测样品的弯曲，因此不管待测样品弯曲的曲率半径如何变化，其检测原位都是固定不变的，从而使原子力显微镜在检测过程中进行对待测样品进行弯曲调节，而不会出现待测样品与原子力显微镜的探针发生碰撞的情况。

进一步地，顶板23的中心轴线上开设有第二通光孔231，当顶板23安装于底板11上时，第二通光孔231与第一通光孔14处于相同中心轴线上。如此，可使待测样品在进行弯曲的同时，通过该第二通光孔231的作用获得光学激励。

较佳地，为了使待测样品在弯曲时更加稳定，本实施例中顶板23的顶面设为曲面232，曲面232沿纵向延伸至邻近两端的位置分别设有止挡部233。即两个止挡部233之间的曲面长度与待测样品的宽度相适配，当待测样品进行原位弯曲后，可由两个止挡部233进行止挡定位，避免待测样品从夹具中脱出，保证待测样品的安装稳定性；另外，止挡部233可为较大尺寸的固定块，底座10上的滑轨12和丝杆131分别贯穿两止挡部233。

另一个实施例中，请结合图7和8所示，本实施例多功能原位测试夹具中装配在底座10上的功能组件为拉伸组件30，拉伸组件30包括有第一连接件31、第二连接件32以及两个第一导电夹片33，第一连接件31和第二连接件32为绝缘材质，两个第一导电夹片33分别设置于第一连接件31和第二连接件32上。

在具体应用时，将待测样品的两端分别放置于第一连接件31和第二连接件32上，然后通过两个第一导电夹片33分别将待测样品的两端夹持固定在第一连接件31和第二连接件32上，然后通过调节件132控制第一连接件31和第二连接件32沿丝杆131的轴向方向相互远离，进而实现对待测样品进行拉伸，并可通过两个第一导电夹片33为待测样品施加电流，此时利用原子力显微镜对拉伸并导电后的待测样品原位进行检测分析，以分析待测样品处于拉伸以及导电状态下的表面特征性质。

进一步地，拉伸组件30还包括两个第二导电夹片34，两个第二导电夹片34分别设置于第一连接件31和第二连接件32上，且两个第二导电夹片34的间距大于两个第一导电夹片33的间距。如此，本实施例的拉伸组件30可根据待测样品的长度选着性采用第一导电夹片33夹持或采用第二导电夹片34夹持，适应范围广。

又一个实施例中，请结合图9和10所示，本实施例多功能原位测试夹具中装配在底座10上的功能组件为夹持组件40，夹持组件40包括有第一连接件41、第二连接件42和两个缓冲垫43，两个缓冲垫43分别固定于第一连接件41和第二连接件42的相对内端上。

在具体应用时，将待测样品成竖直放置，并通过调节件132控制第一连接件41和第二连接件42沿丝杆131的轴向方向相互靠近，以使两个缓冲垫43将待测样品夹持固定，此时即可利用原子力显微镜对待测样品进行截面检测分析。

在一些实施例中，结合图6、8和10所示，为了便于多功能原位测试夹具的定位安装，底板11的中部向下凸出形成有16。较佳地，底板11的相对两端底部分别设有磁铁，使安装更加方便，定位后稳定可靠。

综上所述，本实用新型多功能原位测试夹具，结构设计紧凑合理，一个底座搭配多个功能组件，每个功能组件对应实现一个装夹功能，底座根据需要选择性的装配一个功能组件，通过功能组件对待测样品实现不同状态(例如弯曲、拉伸或导电等)的装夹功能，以使原子力显微镜可对不同状态下的待测样品进行检测分析。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上为对本实用新型所提供的技术方案的描述，对于本领域的技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种用于原子力显微镜的多功能原位测试夹具，其特征在于，包括：

底座，所述底座包括底板以及间隔设置于所述底板上的滑轨和调节组件，所述滑轨上滑动设有第一滑块和第二滑块；所述调节组件包括丝杆、调节件、第一丝母及第二丝母，所述丝杆与所述滑轨相互平行，其上对称设有第一螺纹段和第二螺纹段，所述第一丝母和第二丝母分别装设于所述第一螺纹段和第二螺纹段上，并在所述调节件驱动所述丝杆转动时，所述第一丝母和第二丝母沿所述丝杆的轴线方向相互靠近或远离；

至少一个功能组件，所述底座可拆卸的与一个所述功能组件连接，所述功能组件包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件可拆卸的安装在所述第一滑块和第一丝母上，所述第二连接件可拆卸的安装在所述第二滑块和第二丝母上，所述第一连接件和第二连接件之间用于装设待测样品，并在所述调节组件的驱动下实现对所述待测样品进行弯曲、拉伸或夹持。

2.根据权利要求1所述的用于原子力显微镜的多功能原位测试夹具，其特征在于，所述底板上贯穿开设有第一通光孔，所述第一通光孔设于所述第一连接件与第二连接件之间并位于所述待测样品的下方位置。

3.根据权利要求2所述的用于原子力显微镜的多功能原位测试夹具，其特征在于，所述功能组件为弯曲组件，所述弯曲组件包括有顶板，所述顶板可拆卸的装设于所述底板上，并位于所述第一连接件与第二连接件之间的对称轴线上；所述第一连接件和第二连接件的相对内侧分别凸出于所述第一丝母及第二丝母而形成有悬臂式的第一抵持部和第二抵持部。

4.根据权利要求3所述的用于原子力显微镜的多功能原位测试夹具，其特征在于，所述顶板的中心轴线上开设有第二通光孔，当所述顶板安装于所述底板上时，所述第二通光孔与所述第一通光孔处于相同中心轴线上。

5.根据权利要求3所述的用于原子力显微镜的多功能原位测试夹具，其特征在于，所述顶板的顶面设为曲面，所述曲面沿纵向延伸至邻近两端的位置分别设有止挡部。

6.根据权利要求2所述的用于原子力显微镜的多功能原位测试夹具，其特征在于，所述功能组件为拉伸组件，所述拉伸组件包括有两个第一导电夹片，所述第一连接件和第二连接件为绝缘材质，两个所述第一导电夹片分别设置于所述第一连接件和第二连接件上。

7.根据权利要求6所述的用于原子力显微镜的多功能原位测试夹具，其特征在于，所述拉伸组件还包括两个第二导电夹片，两个所述第二导电夹片分别设置于所述第一连接件和第二连接件上，且两个所述第二导电夹片的间距大于两个所述第一导电夹片的间距。

8.根据权利要求2所述的用于原子力显微镜的多功能原位测试夹具，其特征在于，所述功能组件为夹持组件，所述夹持组件包括有两个缓冲垫，两个所述缓冲垫分别固定于所述第一连接件和第二连接件的相对内端上。

9.根据权利要求1所述的用于原子力显微镜的多功能原位测试夹具，其特征在于，所述底板的中部向下凸出形成有定位凸台。

10.根据权利要求1所述的用于原子力显微镜的多功能原位测试夹具，其特征在于，所述底板的相对两端底部分别设有磁铁。

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