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公开(公告)号：CN116337674A
公开(公告)日：2023-06-27
申请号：CN202310408847.2
申请日：2023-04-17
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本发明涉及一种用于压划痕测试中倾斜校正的装置与方法，属于精密测试领域。倾斜校正装置主要由载物台(1)、压电精密定位单元a(2‑a)、压电精密定位单元b(2‑b)、压电精密定位单元c(2‑c)和底板(3)组成。所述的压电精密定位单元a(2‑a)、压电精密定位单元b(2‑b)和压电精密定位单元c(2‑c)完全相同。校正方法为，利用压划痕测试仪在等腰直角三角形的三个顶点上进行小载荷压痕，测量三点的z向坐标，并计算得到试样绕x轴和y轴的偏转角度，之后通过倾斜校正装置修正试样的倾斜角度。本发明的优点在于：可以准确测量试样的倾斜角度，三组柔性机构成等边三角形排列可以减小装置尺寸，柔性机构采用二级放大可以提高校正范围。
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公开(公告)号：CN116202898A
公开(公告)日：2023-06-02
申请号：CN202310371586.1
申请日：2023-04-10
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本发明涉及一种高精度纳米划痕测试装置与方法，属于机电一体化领域。测试装置包括底座、大理石龙门架、z轴方向宏动调整单元、精密压入驱动单元、横向力检测单元、x轴方向调整单元、y轴方向调整单元和轴向力检测单元。其中z轴方向宏动调整单元安装在大理石龙门架上，精密压入驱动单元安装在z轴方向宏动调整单元上，横向力检测单元安装在精密压入驱动单元底部，x轴方向调整单元、y轴方向调整单元安装在底座上，轴向力检测单元安装在x轴方向调整单元上。优点在于：通过合理设计划痕主运动与力检测单元的结构，达到了结构简单、加工方便的目的，且可以实时检测划痕过程轴向力和横向力，提高了判断涂层剥落或延脆转变临界力的精准度。
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公开(公告)号：CN116973215A
公开(公告)日：2023-10-31
申请号：CN202310960346.5
申请日：2023-08-01
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本发明涉及一种光学显微镜下原位微纳划痕测试装置及方法，属于材料微纳力学性能测试领域。该装置包括底座、压电精密加载单元、大行程压电粗进给单元、两向力传感器单元、载物台、压电精密划痕单元。压电精密加载单元、压电精密划痕单元分别固定在底座上；大行程压电粗进给单元固定在压电精密加载单元上；两向力传感器单元固定在大行程压电粗进给单元上；载物台上方开有观察窗，固定在压电精密划痕单元上。本发明对测试条件要求不高，只需要与普通的光学显微镜配套使用即可进行原位微纳划痕试验，并获得划痕过程中材料与压头接触区域的实时清晰图像和录像；该装置结构紧凑，三维尺寸为170mm×80mm×80mm，可满足光学显微镜载物台对样品尺寸和重量的限制。
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公开(公告)号：CN116660072A
公开(公告)日：2023-08-29
申请号：CN202310502844.5
申请日：2023-05-06
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本发明涉及一种用于振动辅助划痕测试的装置与方法，属于精密测试领域。振动辅助划痕测试装置主要由龙门架、z轴电机平台、精密加载模块、精密测量模块、压头、振动辅助模块、x轴电机平台、y轴电机平台和底座组成。在振动辅助划痕测试方法中，首先将待测试样粘贴到载物台上，然后控制z轴电机平台下压使压头接触到试样，之后抬起脱离接触同时运动y轴电机平台使压头与接触压痕错开，再控制精密加载模块加载到指定划痕载荷，控制振动辅助模块按照设定的振幅频率进行振动同时控制x轴电机平台按设定速度进行划痕测试，最后控制精密加载模块向上运动进行载荷卸载。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN119023387A
公开(公告)日：2024-11-26
申请号：CN202410980939.2
申请日：2024-07-22
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本发明公开了一种变刚度柔性力补偿机构提高划痕测试仪量程的装置与方法。变刚度柔性力补偿机构的上半部分开设多个螺栓沉头孔，下半部分主要由一系列两端固定的柔性横梁所构成，这些柔性横梁的设计使得力补偿机构在不同的划痕加载条件下实现多级刚度的灵活调整。提高划痕测试仪量程的方法：将压头安装在变刚度柔性力补偿机构的输出端；通过螺栓将变刚度柔性力补偿机构固定在划痕测试仪的轴向力加载单元上；测试变刚度柔性力补偿机构的刚度变化；进行恒载荷或者线性载荷的划痕测试。本发明采用的方法使得划痕测试仪的力补偿机构能够实现刚度的自适应调节，这种调节不仅提高了划痕测试时轴向力的稳定性，而且显著扩宽了划痕测试仪的量程范围。
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公开(公告)号：CN118687969A
公开(公告)日：2024-09-24
申请号：CN202410714526.X
申请日：2024-06-04
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本发明提供了一种基于压电驱动补偿模块的划痕测试仪轴向力波动抑制方法，包括：在划痕测试仪的z轴电机加载平台中集成压电驱动补偿模块；安装高精度的力传感器，并对其进行校准；恒载荷划痕测试的初始阶段，z轴电机加载平台线性加载至预设的指定载荷；达到指定载荷时，开始进行划痕测试，此时压电驱动补偿模块根据实时采集到的载荷数据，并通过PID控制程序，动态调整输出；达到指定划痕长度时，z轴电机加载平台开始执行卸载运动；对改进后的划痕测试仪进行性能验证，确保在不同测试条件下都能达到最佳的补偿效果。通过采用本发明的方法，可有效解决由于电机固有特性所引起轴向力剧烈波动的问题，从而为材料的划痕测试提供了可靠的技术支持。
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公开(公告)号：CN118603790A
公开(公告)日：2024-09-06
申请号：CN202410714646.X
申请日：2024-06-04
Applicant: 吉林大学
IPC: G01N3/46
Abstract: 本发明公开了一种压电驱动与柔性机构相结合缓解划痕仪电机迟滞的方法，包括：设计并制造一套集成压电驱动和柔性机构的精密力补偿系统；将精密力补偿系统安装在z轴电机加载平台的输出端；测试压头安装在精密力补偿系统的输出端；恒载荷划痕测试初始阶段，z轴电机加载平台以恒速向下施加载荷；达到预定载荷时，开始划痕测试，此时z轴电机加载平台停止运动，精密力补偿系统负责对轴向力进行快速补偿；划痕至预定长度后，z轴电机加载平台执行卸载操作。通过采用本发明的方法，可有效缓解由于滚珠丝杠轴向传动的微米级间隙和电机毫秒级响应时间所引起的轴向力补偿迟滞问题。从而实现对轴向力的精确补偿，提高划痕测试的稳定性。
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公开(公告)号：CN118243544A
公开(公告)日：2024-06-25
申请号：CN202311753175.5
申请日：2023-12-19
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本发明涉及材料表面性能测试技术领域，具体涉及一种柔顺机构自适应调节电机驱动式划痕仪载荷波动的方法。电机驱动式划痕仪在划痕测试过程中，由于滚珠丝杠存在微米级的轴向传动间隙以及电机存在亚秒级的响应时间都将会给轴向力的补偿产生极大的影响，进而导致轴向载荷产生较大的波动，这一问题在电机驱动式划痕仪中普遍存在。为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种柔顺机构自适应调节电机驱动式划痕仪载荷波动的方法，在划痕试验中，柔顺机构根据其自身的弹性变形将会立即做出载荷的补偿，起到了自适应的作用，解决了轴向载荷补偿迟滞的问题，故检测到的轴向载荷波动更小，极大地提高了材料表面性能测试的稳定性。
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公开(公告)号：CN219890997U
公开(公告)日：2023-10-24
申请号：CN202320766359.4
申请日：2023-04-10
Applicant: 吉林大学
Abstract: 本实用新型涉及一种高精度纳米划痕测试装置，属于机电一体化领域。测试装置包括底座、大理石龙门架、z轴方向宏动调整单元、精密压入驱动单元、横向力检测单元、x轴方向调整单元、y轴方向调整单元和轴向力检测单元。其中z轴方向宏动调整单元安装在大理石龙门架上，精密压入驱动单元安装在z轴方向宏动调整单元上，横向力检测单元安装在精密压入驱动单元底部，x轴方向调整单元、y轴方向调整单元安装在底座上，轴向力检测单元安装在x轴方向调整单元上。优点在于：通过合理设计划痕主运动与力检测单元的结构，达到了结构简单、加工方便的目的，且可以实时检测划痕过程轴向力和横向力，提高了判断涂层剥落或延脆转变临界力的精准度。
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