CN103825399A

CN103825399A - 用于超高真空剥离膜系统室内样品全自动交接的传动机构

Info

Publication number: CN103825399A
Application number: CN201410093585.6A
Authority: CN
Inventors: 董捷; 王博; 刘志华
Original assignee: SHENYANG HUIYU VACUUM TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHENYANG HUIYU VACUUM TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2014-03-14
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2034-03-14
Also published as: CN103825399B

Abstract

用于超高真空剥离膜系统室内样品全自动交接的传动机构，克服了现有技术样品交接的传动机构只有转动机构和升降机构，均采用手动操作，容易出现误操作，引起设备的损坏和降低试验成功率的问题，特征是在机架上安装与转动机构平行的升降机构，在旋转机构的主轴上安装有花键齿轮，在转动机构的小真空室左法兰上连接与转动机构垂直的定位机构，在转接板中心孔中安装前端加工定位用键槽的定位销与花键齿轮配合使用，有益效果是，增加了定位锁紧功能，提高了旋转和升降的定位精度和样品托盘旋转后的重复定位精度，通过导轨和在导轨上安装滑块，将滚珠丝杠承受的弯矩转移到导轨上，提高了滚珠丝杠的运行平稳性和运动精度，还因此延长了机构的使用寿命。

Description

用于超高真空剥离膜系统室内样品全自动交接的传动机构

技术领域

本发明属于真空技术领域，特别涉及一种用于剥离膜系统真空室内样品全自动交接的传动机构。

背景技术

剥离膜系统是用于重离子癌症临床治疗领域研究的试验设备，在超高真空条件下，用样品件剥离重离子束上的有害离子，使离子束经过筛选后得到满足治疗要求的离子束流，由于样品交接是在超高真空环境下进行的，需要用传动机构来实现，且精确、可靠的样品交接传动机构是试验能否成功的必要保证。现有技术中，用于剥离膜系统真空室内样品交接的传动机构只有转动机构和升降机构，均采用手动操作，试验时至少需要2个人联合完成，一人操作转动机构和升降机构，另一人通过设备上预留的观察窗观察升降高度和转动角度，完全靠视觉判断升降高度和转动角度是否正确，因为没有定位装置，在样品件更换过程中无法保证交接时的正确位置，容易出现误操作，引起设备的损坏和降低试验的成功率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种可以实现全自动升降、旋转并精确定位的用于剥离膜系统真空室内样品全自动交接的传动机构。

本发明采用的技术方案包括机架，在机架上安装有转动机构和与转动机构平行的升降机构，在所述旋转机构的主轴上安装有花键齿轮，在转动机构的小真空室左法兰上用螺钉连接与转动机构垂直的定位机构，所述定位机构包括在安装架上安装的第三步进电机、第三减速机、第三联轴器、第二滚珠丝杆、第二法兰螺母和定位销，在定位机构的安装架上固定安装有前后2个第一导轨，在前后2个第一导轨上安装可在第一导轨上滑动的第一滑块，在第一滑块上安装有转接板，转接板前后两端与第一滑块用螺钉固定连接，转接板中心加工有通孔，在该通孔中安装定位销，从而将第二滚珠丝杠承受的载荷转移到第一导轨上，所述定位销前端加工有定位用键槽，与所述花键齿轮配合使用，在所述机架上安装上磁感应开关和下磁感应开关，在所述安装架上安装左磁感应开关和右磁感应开关。

在所述机架上固定安装有第二导轨，在第二导轨上安装可在第二导轨上滑动的第二滑块，在第二滑块上安装有弯板，弯板与连接板用螺钉固定连接，从而将滚珠丝杠承受的弯矩转移到第二导轨上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）经过改进后的传动机构，用三台步进电机驱动，分别组成旋转机构、升降机构和定位机构，替代原有的手动操作实现的旋转功能和升降功能，并增加了定位锁紧功能，在提高了旋转和升降的定位精度同时还减小了试验中人为误操作引起试验设备损坏的几率，减低了对操作人员的技术要求，并减少了试验人员的数量。

（2）在定位销前端加工的定位用键槽，与旋转机构的花键齿轮配合使用，提高了样品托盘旋转后的重复定位精度，并保证在试验过程中不会因外力引起样品托盘位置变动。

（3）通过导轨和在导轨上安装滑块，从而将滚珠丝杠承受的弯矩转移到导轨上，提高了第一滚珠丝杠和第二滚珠丝杠的运行平稳性和运动精度，还因此可延长机构的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的主视图，

图2是图1的左视图，

图3是图1 的A-A剖视图。

图中：

1.转动机构，

1-1. 第一步进电机，1-2. 第一减速机，

1-3. 第一磁力转轴，1-4. 第一联轴器，

1-5. 主轴，1-6. 下轴承座，

1-7. 上轴承座，1-8. 花键齿轮，

1-9. 小真空室

2. 升降机构，

2-1. 第二步进电机，2-2. 第二减速机，

2-3. 第二联轴器，2-4. 下端轴承，

2-5. 第一滚珠丝杆，2-6. 第一法兰螺母，

2-7. 上端轴承，

3. 定位机构，

3-1. 第三步进电机，3-2. 第三减速机，

3-3. 第三联轴器，3-4. 第二滚珠丝杆，

3-5. 第二法兰螺母，3-6. 定位销，

3-7. 安装架，

4. 机架，

5-1.上磁感应开关，5-2.下磁感应开关，

5 -3.左磁感应开关，5 -4.右磁感应开关，

6. 样品托盘

7. 连接板，8. 大真空室，

9. 第二导轨，10. 第二滑块，

11. 弯板，12. 第一导轨，

13. 第一滑块，14. 转接板，

15. 波纹管。

具体实施方式

如附图所示，本发明包括机架4，在机架4上安装有转动机构1和升降机构2，所述转动机构1包括第一步进电机1-1、第一减速机1-2、第一磁力转轴1-3、第一联轴器1-4、主轴1-5以及下轴承座1-6、小真空室1-9和花键齿轮1-8，所述花键齿轮1-8的花键齿的齿数和齿的位置与大真空室8中的样品托盘6的样品交接位置对应，所述小真空室1-9设有上法兰、下法兰和左法兰，通过下法兰与转动机构1的旋转支架1-10连接，在上法兰上加工有上轴承座1-7；所述升降机构2包括第二步进电机2-1、第二减速机2-2、第二联轴器2-3、下端轴承2-4、第一滚珠丝杆2-5、第一法兰螺母2-6和上端轴承2-7；在升降机构2的第一法兰螺母2-6上套装连接板7并用螺钉连接固定；连接板7的另一端与转动机构1的小真空室1-9的上法兰用螺钉连接固定，从而将转动机构1和升降机构2连接成一体，且升降机构2与转动机构1相互平行；在转动机构1的小真空室1-9左法兰上用螺钉连接与转动机构1垂直的定位机构3，即在转动机构1的小真空室1-9左法兰上用螺钉连接定位机构3上与安装架3-7焊接在一起的波纹管15，从而将转动机构1和定位机构3连接成一体，且定位机构3与转动机构1相互垂直；所述定位机构3包括在安装架3-7上安装的第三步进电机3-1、第三减速机3-2、第三联轴器3-3、第二滚珠丝杆3-4、第二法兰螺母3-5和定位销3-6，为提高定位机构3的运动精和减小负载引起的第二滚珠丝杠3-4的弯曲变形，在定位机构3的安装架3-7上固定安装有前后2个第一导轨12，在前后2个第一导轨12上安装可在第一导轨12上滑动的第一滑块13，在第一滑块13上安装有转接板14，转接板14前后两端与第一滑块13用螺钉固定连接，转接板14中心加工有通孔，在该通孔中安装定位销3-6，并用螺母锁紧固定，从而将第二滚珠丝杠3-4承受的载荷转移到第一导轨12上，提高第二滚珠丝杠3-4的运行平稳性和运动精度；所述定位销3-6前端加工有定位用键槽，与旋转机构1的花键齿轮1-8配合使用，提高旋转后的重复定位精度，并保证在试验过程中不会因外力引起样品托盘6位置变动。

同样，为提高转动机构1和升降机构2的运动精和延长机构的使用寿命，在机架4上固定安装有第二导轨9，在第二导轨9上安装可在第二导轨9上滑动的第二滑块10，在第二滑块10上安装有弯板11，弯板11与连接板7用螺钉固定连接，从而将滚珠丝杠2-5承受的弯矩转移到第二导轨9上，提高滚珠丝杠2-5的运行平稳性和运动精度。

在机架4上安装上磁感应开关5-1和下磁感应开关5-2，在安装架3-7上安装左磁感应开关5 -3和右磁感应开关5 -4，在主轴1-5上端安装样品托盘6。

工作过程：转动机构1的主轴1-5上端的样品托盘6的初始工作位置应在升降机构2的下极限位置，并保证定位机构3处于锁紧状态，下磁感应开关5-2检测样品托盘6当前位置，如果不是初始设置位置，第二步进电机2-1启动，经第二减速机2-2、第二联轴器2-3、下端轴承2-4、滚珠丝杆2-5、第一法兰螺母2-6传动，通过连接板7带动转动机构1，使样品托盘6回到工作的初始位置，定位机构3运动到工作位置，经右磁感应开关5 -4判断后，确认初始化动作完成；回到初始位置后，第二步进电机2-1反转，经第二减速机2-2、第二联轴器2-3、下端轴承2-4、滚珠丝杆2-5、第一法兰螺母2-6传动，经连接板7带动转动机构1，使样品托盘6提升到工作位置，是否运动到工作位置通过上磁感应开关5-1检测，到达工作位置后，定位机构3动作，由第三步进电机3-1、第三减速机3-2、第三联轴器3-3、第二滚珠丝杆3-4和第二法兰螺母3-5带动定位销3-6退出工作位置，回到等待位置，动作是否完成由右磁感应开关5 -4判断；定位机构3运动完成后，转动机构1工作，第一步进电机1-1、第一减速机1-2、第一磁力转轴1-3、第一联轴器1-4和主轴1-5带动样品托盘6转动，转动角度通过第一步进电机控制1-1，转动动作完成后，定位机构3动作，锁紧主轴1-5，保证样品托盘6位置精度，经右磁感应开关5 -4判断定位机构3动作完成后，等待系统其他动作。

Claims

1.用于超高真空剥离膜系统室内样品全自动交接的传动机构，包括机架（4），在机架（4）上安装有转动机构（1）和与转动机构（1）平行的升降机构（2），其特征在于，在所述旋转机构（1）的主轴（1-5）上安装有花键齿轮（1-8），在转动机构（1）的小真空室（1-9）左法兰上用螺钉连接与转动机构（1）垂直的定位机构（3），所述定位机构（3）包括在安装架（3-7）上安装的第三步进电机（3-1）、第三减速机（3-2）、第三联轴器（3-3）、第二滚珠丝杆（3-4）、第二法兰螺母（3-5）和定位销（3-6），在定位机构（3）的安装架（3-7）上固定安装有前后2个第一导轨（12），在前后2个第一导轨（12）上安装可在第一导轨（12）上滑动的第一滑块（13），在第一滑块（13）上安装有转接板（14），转接板（14）前后两端与第一滑块（13）用螺钉固定连接，转接板（14）中心加工有通孔，在该通孔中安装定位销（3-6），从而将第二滚珠丝杠（3-4）承受的载荷转移到第一导轨（12）上，所述定位销（3-6）前端加工有定位用键槽，与所述花键齿轮（1-8）配合使用，在所述机架（4）上安装上磁感应开关（5-1）和下磁感应开关（5-2），在所述安装架（3-7）上安装左磁感应开关（5-3）和右磁感应开关（5 -4）。

2.根据权利要求1所述用于超高真空剥离膜系统室内样品全自动交接的传动机构，其特征在于，在所述机架（4）上固定安装有第二导轨（9），在第二导轨（9）上安装可在第二导轨（9）上滑动的第二滑块（10），在第二滑块（10）上安装有弯板（11），弯板（11）与连接板（7）用螺钉固定连接，从而将滚珠丝杠（2-5）承受的弯矩转移到第二导轨（9）上。