压电驱动与柔性机构相结合缓解划痕仪电机迟滞的方法技术

本发明专利技术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。通过采用本发明专利技术的方法，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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料力学性能评估设备的开发与应用领域，具体涉及压电驱动与柔性机构相结合缓解划痕仪电机迟滞的方法。本专利技术操作便捷，提供了高度稳定的划痕测试技术，此外，本专利技术方法的通用性和适应性，使其能够满足多样化的测试需求，在材料力学性能测试设备的设计和优化方面具有重要的研究价值。

技术介绍

1、随着材料科学的不断进步，新型材料如多相复合材料(其内部由硬相和软相组成，展现出不均匀的力学性能)以及表面粗糙度较高的材料不断涌现。划痕测试作为一种关键的材料表面检测技术，对于材料的定性分析至关重要。然而，若仪器出现检测数据波动较大，不仅可能导致测试结果出现明显偏差，还可能缩短仪器的使用寿命。而这些材料需要依赖高稳定性和高精确度的划痕测试仪来对其进行力学性能的分析。因此，提升仪器的稳定性对于增强数据的准确性和可靠性极为关键。

2、传统的划痕测试仪器通常采用电机平台进行加载，这种设计存在一定的局限性，如滚珠丝杠的微米级轴向传动间隙以及电机的毫秒级响应时间迟滞，这些因素都会导致轴向力无法及时得到补偿，从而引起轴向力的大幅波动，这一问题在电机驱动的划痕测试本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.压电驱动与柔性机构相结合缓解划痕仪电机迟滞的方法，其特征在于:精密力补偿系统集成了压电驱动和柔性机构，该系统既保留了压电驱动快速响应和精确控制的驱动特征，又保留了柔性机构弹性变形的能力；通过将精密力补偿系统安装在z轴电机加载平台的输出端与压头之间，极大地缓解了划痕仪电机迟滞的问题；在测试过程中，精密力传感器能够实时监测并捕捉到轴向力的微小变化，并将这些数据反馈给精密力补偿系统；接收到反馈信息后，柔性机构能够迅速产生相应的微小变形，而压电驱动模块则根据实时数据，通过程序控制进行动态调整；这种巧妙的配合确保了轴向力的精确补偿，从而显著提高了测试数据的准确性和可靠性；所述方法具体包括以下步...

【技术特征摘要】

1.压电驱动与柔性机构相结合缓解划痕仪电机迟滞的方法，其特征在于:精密力补偿系统集成了压电驱动和柔性机构，该系统既保留了压电驱动快速响应和精确控制的驱动特征，又保留了柔性机构弹性变形的能力；通过将精密力补偿系统安装在z轴电机加载平台的输出端与压头之间，极大地缓解了划痕仪电机迟滞的问题；在测试过程中，精密力传感器能够实时监测并捕捉到轴向力的微小变化，并将这些数据反馈给精密力补偿系统；接收到反馈信息后，柔性机构能够迅速产生相应的微小变形，而压电驱动模块则根据实时数据，通过程序控制进行动态调整；这种巧妙的配合确保了轴向力的精确补偿，从而显著提高了测试数据的准确性和可靠性；所述方法具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的压电驱动与柔性机构相结合缓解划痕仪电机迟滞的方法，其特征在于：步骤一所述的柔性机构凭借其固有的弹性变形能力，在加载过程中能够高效地积蓄能量；在划痕测试过程中，面对材料表面力学性能的不均匀性，柔性机构能够迅速释放所积蓄的能量，对轴向力的波动做出即时反应，即在原有变形的基础上进一步做出调整，尽可能地对轴向力进行补偿。

3.根据权利要求1所述的压电驱动与柔性机构相结合缓解划痕仪电机迟滞的方法，其特征在于：步骤一所述的压电驱动以其高...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄虎，王博，吴浩翔，何贵浩，刘宇欣，田欣宇，刘通，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：