原子力显微镜卧式材料拉伸压缩试验机丝杠驱动样品支撑台的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种原子力显微镜卧式材料拉伸压缩试验机丝杠驱动样品支撑台，由基板、支撑巩固块、可升降样品支撑台、丝杠、支撑固定圆杆、盖板、丝杠螺帽、C型固定块、3种螺栓组成。在使用中通过旋转丝杠螺帽从而抬升可升降样品支撑台至接触薄膜试样，从而去除了薄膜试样来自于系统的震动噪音。可用于解决了原子力显微镜-卧式材料拉伸压缩试验机联用系统对薄膜试样检测时去除薄膜试样来自卧式材料拉伸压缩试验机震动噪音的需求，能满足原子力显微镜-卧式材料拉伸压缩试验机联用系统用户需求。另外也可以用于其它需要防震的测试装置。
【专利说明】原子力显微镜卧式材料拉伸压缩试验机丝杠驱动样品支撑台
【技术领域】
[0001]本发明涉及材料力学性能测试设备，具体涉及一种用于原子力显微镜-卧式材料拉伸压缩试验机联用系统的丝杠驱动可升降样品支撑台。
【背景技术】
[0002]为了将对纳米材料和制品力学性能的测量和微观形貌的检测进行有机结合，原子力显微镜AFM等微纳米观察仪器要与一些力学测试装置配合使用，从而可以深入地探索各类纳米材料及制品的微观损伤断裂行为和机理，及其与载荷作用、材料结构和性能间的相关性规律。
[0003]针对这种情况，发明人已研制了一种原子力显微镜配套用卧式材料拉伸压缩试验机，传动机构包括丝杠、移动横梁、减速器、左夹具、右夹具；框架的台面为中空结构，其左横梁内设置有伺服电机；框架前侧梁、后侧梁内分别设置有丝杠，一移动横梁两端分别传动连接两丝杠；两丝杠一端的转动轴分别与两个从动轮固接，从动轮通过圆弧同步齿带与减速器传动连接；主动轮与伺服电机传动连接；力传感器固定在可移动横梁上。在测试过程中，左夹具可以固定在左横梁内侧上，右夹具可以固定在力传感器上，从而可实现拉伸压缩力传感器固定在可移动横梁上。该发明结构简单，能够满足与原子力显微镜配合使用。
[0004]由于在测试薄膜试样时，来自卧式材料拉伸压缩试验机引起的震动会导致原子力显微镜在检测试样表面时，不能检测到试样表面真实形貌，而只能检测到卧式材料拉伸压缩试验机引起的震动噪音。因此，有必要设计一种用于原子力显微镜-卧式材料拉伸压缩试验机联用系统的样品支撑台。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种简易的用于原子力显微镜-卧式材料拉伸压缩试验机联用系统的丝杠驱动样品支撑台。
[0006]一种原子力显微镜卧式材料拉伸压缩试验机丝杠驱动样品支撑台，其特征在于，丝杠驱动样品支撑台由基板1、支撑巩固块2、可升降样品支撑台3、丝杠4、支撑固定圆杆5、盖板6、丝杠螺帽7、C型固定块8、3种螺栓91，92，93组成。
[0007]基板I和盖板6上分别有对应的4个阶梯圆孔，对应的3个圆形通孔，其中分布于前后的2个圆形通孔侧面均有内螺纹小孔。支撑巩固块2 —侧具有凸出半圆柱体21，上下面分别有2个内螺纹孔22。2个支撑巩固块2分别通过4个螺栓93固定在基板I上的4个阶梯圆孔和盖板6上的4个阶梯圆孔上。可升降样品支撑台3上具有2个圆形通孔及I个内螺纹孔，左侧和右侧有半圆柱体内凹结构。2个支撑固定圆杆5穿过盖板6、可升降样品支撑台3、基板I上对应的圆形通孔，4个螺栓91穿过侧面的内螺纹小孔旋紧从而固定支撑固定圆杆5。丝杠4下头部分穿过基板中心圆孔，上头部分穿过盖板中心圆孔，中间螺纹部分与可升降样品支撑台3的内螺纹孔旋配。所述丝杠螺帽7通过螺栓固定在丝杠上头部分上。支撑巩固块2的凸出半圆柱体21与所述可升降样品支撑台3的内凹结构匹配。基板I通过螺栓92和C型固定块8固定在原子力显微镜工作台10上。
[0008]基板I的高度为0.5-1.5cm,长度为30-50cm,宽度为l_5cm。
[0009]支撑巩固块2的高度为3-5cm，长度为l-3cm，宽度与基板I等宽，凸出半圆柱体半径为0.3_lcm。
[0010]可升降样品支撑台3的高度为0.5-1.5cm,长度为2-4cm,后方凸出于基板I以外l-3cm。
[0011]丝杠4无螺纹的上端部分和下端部分直径为0.5-lcm，下端部分与基板I等高，上端部分伸出盖板6。丝杠4有螺纹的中间部分直径为0.6-1.2cm。
[0012]支撑固定圆杆5直径为0.4-lcm。
[0013]螺栓91和93为内六角螺栓、一字或者十字螺栓。所述螺栓92为圆头螺栓，圆头直径为2-4cm。所述螺帽7圆头直径为2-4cm。
[0014]丝杠驱动样品支撑台的材质可以为金属或者其它硬物质材料等。
[0015]本发明专利的工作原理如下:
首先，将组装好的丝杠驱动样品支撑台放置在原子力显微镜工作台10上，可升降样品支撑台3后方凸出于基板I以外的部分置于待检测的薄膜试样下。随后，利用C型固定块8和螺栓92将基板I固定在原子力显微镜工作台10上。其次，利用卧式材料拉伸压缩试验机对薄膜样品进行拉伸，拉伸到一定程度后，停止拉伸，旋转丝杠螺帽7从而抬升可升降样品支撑台3至接触薄膜试样，从而去除了薄膜试样来自于系统的震动噪音。接下来，原子力显微镜探针进针，对薄膜试样进行检测。
[0016]本发明解决了原子力显微镜-卧式材料拉伸压缩试验机联用系统对薄膜试样检测时去除薄膜试样来自卧式材料拉伸压缩试验机震动噪音的需求，能满足原子力显微镜-卧式材料拉伸压缩试验机联用系统用户需求。另外也可以用于其它需要防震的测试装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本发明立体结构示意图。
[0018]图2是图1的B方向向下的结构剖视图。
[0019]图3是图1的C方向向左的结构剖视图。
[0020]1:基板
2:支撑巩固块
21:凸出半圆柱体
22:内螺纹孔
3:可升降样品支撑台
4:丝杠
5:支撑固定圆杆
6:盖板
7:丝杠螺帽
8:C型固定块 91:螺栓
92:螺栓
93:螺栓
10:原子力显微镜工作台。
【具体实施方式】
[0021]下面对本发明的实施例结合附图做详细说明，本实施例一本发明技术方案为前提进行实施，但本发明的保护并不限于下述的实施例。
[0022]实施例1:
一种用于原子力显微镜-卧式材料拉伸压缩试验机联用系统的丝杠驱动样品支撑台，其特征在于，丝杠驱动样品支撑台由基板1、支撑巩固块2、可升降样品支撑台3、丝杠4、支撑固定圆杆5、盖板6、丝杠螺帽7、C型固定块8、3种螺栓91，92，93组成。
[0023]基板I和盖板6上分别有对应的4个阶梯圆孔，对应的3个圆形通孔，其中分布于前后的2个圆形通孔侧面均有内螺纹小孔。支撑巩固块2 —侧具有凸出半圆柱体21，上下面分别有2个内螺纹孔22。2个支撑巩固块2分别通过4个螺栓93固定在基板I上的4个阶梯圆孔和盖板6上的4个阶梯圆孔上。可升降样品支撑台3上具有2个圆形通孔及I个内螺纹孔，左侧和右侧有半圆柱体内凹结构。2个支撑固定圆杆5穿过盖板6、可升降样品支撑台3、基板I上对应的圆形通孔，4个螺栓91穿过侧面的内螺纹小孔旋紧从而固定支撑固定圆杆5。丝杠4下头部分穿过基板中心圆孔，上头部分穿过盖板中心圆孔，中间螺纹部分与可升降样品支撑台3的内螺纹孔旋配。所述丝杠螺帽7通过螺栓固定在丝杠上头部分上。支撑巩固块2的凸出半圆柱体21与所述可升降样品支撑台3的内凹结构匹配。基板I通过螺栓92和C型固定块8固定在原子力显微镜工作台10上。
[0024]基板I的高度为0.5cm,长度为30cm，宽度为4cm。
[0025]支撑巩固块2的高度为3cm,长度为lcm,宽度与基板I等宽、为4cm,凸出半圆柱体半径为0.3cm。
[0026]可升降样品支撑台3的高度为0.5cm,长度为4cm,后方凸出于基板I以外2cm。
[0027]丝杠4无螺纹的上端部分和下端部分直径为0.5cm,下端部分与基板I等高，上端部分伸出盖板6。丝杠4有螺纹的中间部分直径为1.2cm。
[0028]支撑固定圆杆5直径为0.4cm。
[0029]螺栓91和93为内六角螺栓。螺栓92为圆头螺栓，圆头直径为2cm。所述螺帽7圆头直径为2cm。
[0030]丝杠驱动样品支撑台的材质可以为金属不锈钢。
[0031]实施例2:
一种用于原子力显微镜-卧式材料拉伸压缩试验机联用系统的丝杠驱动样品支撑台，其特征在于，丝杠驱动样品支撑台由基板1、支撑巩固块2、可升降样品支撑台3、丝杠4、支撑固定圆杆5、盖板6、丝杠螺帽7、C型固定块8、3种螺栓91，92，93组成。
[0032]基板I和盖板6上分别有对应的4个阶梯圆孔，对应的3个圆形通孔，其中分布于前后的2个圆形通孔侧面均有内螺纹小孔。支撑巩固块2 —侧具有凸出半圆柱体21，上下面分别有2个内螺纹孔22。2个支撑巩固块2分别通过4个螺栓93固定在基板I上的4个阶梯圆孔和盖板6上的4个阶梯圆孔上。可升降样品支撑台3上具有2个圆形通孔及I个内螺纹孔，左侧和右侧有半圆柱体内凹结构。2个支撑固定圆杆5穿过盖板6、可升降样品支撑台3、基板I上对应的圆形通孔，4个螺栓91穿过侧面的内螺纹小孔旋紧从而固定支撑固定圆杆5。丝杠4下头部分穿过基板中心圆孔，上头部分穿过盖板中心圆孔，中间螺纹部分与可升降样品支撑台3的内螺纹孔旋配。所述丝杠螺帽7通过螺栓固定在丝杠上头部分上。支撑巩固块2的凸出半圆柱体21与所述可升降样品支撑台3的内凹结构匹配。基板I通过螺栓92和C型固定块8固定在原子力显微镜工作台10上。
[0033]基板I的高度为0.6cm,长度为40cm,宽度为5cm。
[0034]支撑巩固块2的高度为5cm，长度为3cm，宽度与基板I等宽、为5cm，凸出半圆柱体半径为0.4cm。
[0035]可升降样品支撑台3的高度为Icm,长度为4cm,后方凸出于基板I以外3cm。
[0036]丝杠4无螺纹的上端部分和下端部分直径为0.6cm,下端部分与基板I等高，上端部分伸出盖板6。丝杠4有螺纹的中间部分直径为1.2cm。
[0037]支撑固定圆杆5直径为0.4cm。
[0038]螺栓91和93为一字螺栓。螺栓92为圆头螺栓，圆头直径为3cm。所述螺帽7圆头直径为2cm。
[0039]丝杠驱动样品支撑台的材质可以为金属铝。
[0040]实施例3:
一种用于原子力显微镜-卧式材料拉伸压缩试验机联用系统的丝杠驱动样品支撑台，其特征在于，丝杠驱动样品支撑台由基板1、支撑巩固块2、可升降样品支撑台3、丝杠4、支撑固定圆杆5、盖板6、丝杠螺帽7、C型固定块8、3种螺栓91，92，93组成。
[0041]基板I和盖板6上分别有对应的4个阶梯圆孔，对应的3个圆形通孔，其中分布于前后的2个圆形通孔侧面均有内螺纹小孔。支撑巩固块2 —侧具有凸出半圆柱体21，上下面分别有2个内螺纹孔22。2个支撑巩固块2分别通过4个螺栓93固定在基板I上的4个阶梯圆孔和盖板6上的4个阶梯圆孔上。可升降样品支撑台3上具有2个圆形通孔及I个内螺纹孔，左侧和右侧有半圆柱体内凹结构。2个支撑固定圆杆5穿过盖板6、可升降样品支撑台3、基板I上对应的圆形通孔，4个螺栓91穿过侧面的内螺纹小孔旋紧从而固定支撑固定圆杆5。丝杠4下头部分穿过基板中心圆孔，上头部分穿过盖板中心圆孔，中间螺纹部分与可升降样品支撑台3的内螺纹孔旋配。所述丝杠螺帽7通过螺栓固定在丝杠上头部分上。支撑巩固块2的凸出半圆柱体21与所述可升降样品支撑台3的内凹结构匹配。基板I通过螺栓92和C型固定块8固定在原子力显微镜工作台10上。
[0042]基板I的高度为1cm，长度为50cm，宽度为4cm。
[0043]支撑巩固块2的高度为3cm，长度为3cm，宽度与基板I等宽，为4cm，凸出半圆柱体半径为0.4cm。
[0044]可升降样品支撑台3的高度为0.5cm,长度为4cm,后方凸出于基板I以外2cm。
[0045]丝杠4无螺纹的上端部分和下端部分直径为0.5cm,下端部分与基板I等高，上端部分伸出盖板6。丝杠4有螺纹的中间部分直径为1.2cm。
[0046]支撑固定圆杆5直径为0.6cm。
[0047]螺栓91和93为十字螺栓。螺栓92为圆头螺栓，圆头直径为2cm。螺帽7圆头直径为2cm。
[0048]丝杠驱动样品支撑台的材质为硬物质塑料等。
[0049]尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例做了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
【权利要求】
1.一种原子力显微镜卧式材料拉伸压缩试验机丝杠驱动样品支撑台，其特征在于，丝杠驱动样品支撑台由基板(I)、支撑巩固块(2)、可升降样品支撑台(3)、丝杠(4)、支撑固定圆杆(5)、盖板(6)、丝杠螺帽(7)、C型固定块(8)、3种螺栓(91，92，93)组成。
2.根据权利要求1所述的原子力显微镜卧式材料拉伸压缩试验机丝杠驱动样品支撑台，其特征在于，所述基板(I)和盖板(6)上分别有对应的4个阶梯圆孔，对应的3个圆形通孔，其中分布于前后的2个圆形通孔侧面均有内螺纹小孔；所述支撑巩固块(2)—侧具有凸出半圆柱体(21)，上下面分别有2个内螺纹孔(22);2个支撑巩固块(2)分别通过4个螺栓(93)固定在基板(I)上的4个阶梯圆孔和盖板(6)上的4个阶梯圆孔上；所述可升降样品支撑台(3)上具有2个圆形通孔及I个内螺纹孔，左侧和右侧有半圆柱体内凹结构；2个支撑固定圆杆(5)穿过盖板(6)、可升降样品支撑台(3)、基板(I)上对应的圆形通孔，4个螺栓(91)穿过侧面的内螺纹小孔旋紧从而固定支撑固定圆杆(5);所述丝杠(4)下头部分穿过基板中心圆孔，上头部分穿过盖板中心圆孔，中间螺纹部分与可升降样品支撑台(3)的内螺纹孔旋配；所述丝杠螺帽(7)通过螺栓固定在丝杠上头部分上；所述支撑巩固块(2)的凸出半圆柱体(21)与所述可升降样品支撑台(3)的内凹结构匹配；所述基板(I)通过螺栓(92)和C型固定块(8)固定在原子力显微镜工作台(10)上。
3.根据权利要求2所述的原子力显微镜卧式材料拉伸压缩试验机丝杠驱动样品支撑台，其特征在于，所述基板(I)的高度为0.5-1.5cm，长度为30-50cm，宽度为l_5cm。
4.根据权利要求2所述的原子力显微镜卧式材料拉伸压缩试验机丝杠驱动样品支撑台，其特征在于，所述支撑巩固块(2)的高度为3-5cm，长度为l-3cm，宽度与基板(I)等宽，凸出半圆柱体半径为0.3-lcm。
5.根据权利要求2所述的原子力显微镜卧式材料拉伸压缩试验机丝杠驱动样品支撑台，其特征在于，所述可升降样品支撑台(3)的高度为0.5-1.5cm,长度为2-4cm，后方凸出于基板(I)以外l-3cm。
6.根据权利要求2所述的原子力显微镜卧式材料拉伸压缩试验机丝杠驱动样品支撑台，其特征在于，所述丝杠(4)无螺纹的上端部分和下端部分直径为0.5-lcm，下端部分与基板(I)等高，上端部分伸出盖板(6)； 丝杠(4)有螺纹的中间部分直径为0.6-1.2cm。
7.根据权利要求2所述的原子力显微镜卧式材料拉伸压缩试验机丝杠驱动样品支撑台，其特征在于，所述支撑固定圆杆(5)直径为0.4-lcm。
8.根据权利要求2所述的原子力显微镜卧式材料拉伸压缩试验机丝杠驱动样品支撑台，其特征在于，所述螺栓(91)和(93)为内六角螺栓、一字或者十字螺栓； 所述螺栓(92)为圆头螺栓，圆头直径为2-4cm ； 所述螺帽(7)圆头直径为2-4cm。
9.根据权利要求2所述的原子力显微镜卧式材料拉伸压缩试验机丝杠驱动样品支撑台，其特征在于，所述丝杠驱动样品支撑台的材质可以为金属或者其它硬物质材料。
【文档编号】G01N3/02GK104330301SQ201410548690
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月16日 优先权日:2014年10月16日
【发明者】何丹农, 钟建 申请人:上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司