CN105628615B - 一种改进的金刚石与底座压紧对中装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及超高压物理实验设备领域，具体是涉及一种改进的金刚石与底座压紧对中装置。该压紧对中装置包括用于放置底座的基座、以及施压于金刚石腰部的压紧机构，所述基座上设有中心线与底座上通孔的中心线平行的观测孔，所述观测孔的中心线与压紧机构施压的方向重合，所述基座上连接有用于支撑压紧机构的主体支撑结构，所述主体支撑结构上设有调节金刚石与底座相对位置的调节机构，所述主体支撑结构可绕观测孔的中心线相对于基座、压紧机构进行转动。本发明只需要转动主体支撑结构到合适的位置，通过调节机构挤压底座，快速实现金刚石台面的中心与通孔的中心线重合对中。

Description

一种改进的金刚石与底座压紧对中装置

技术领域

本发明涉及超高压物理实验设备领域，具体是涉及一种改进的金刚石与底座压紧对中装置。

背景技术

金刚石对顶砧是超高压物理实验领域中用于研究百万大气压下物质性质的关键设备。金刚石对顶砧主要由两部分组成，即与样品直接接触并产生超高压力的一对金刚石以及用于对金刚石进行机械加压的压机。为便于实际操作，金刚石需要固定在高硬度的底座上，其固定方式为：将金刚石底面贴在底座上，压紧后用环氧树脂胶水均匀涂抹后固化完成。在底座上一般有一细长的通孔，激光、X射线可以依次通过底座上的通孔、金刚石照射在在样品上，从而测量样品的相关光谱数据。为满足金刚石对顶砧的安装要求，保证测量效果，金刚石工作台面的中心与底座上通孔的中心线应保持对中，所述的对中是指在50倍以上的放大倍率下观测，金刚石台面中心与底座通孔中心线应基本重合。为满足对中要求，在固定金刚石和底座前需调整金刚石与底座的相对位置，现有的装置包括用于放置底座的基座，以及压紧金刚石的压头，压头和基座使用螺钉连接。将底座放在基座上，通过拧紧螺钉使压头将金刚石压紧在底座上，在压紧金刚石后，压头和基座也固定在了一起。基座上布置四颗螺丝，并均匀分布在底座的四周，通过调整螺丝的位置而推动基座上的底座相对金刚石进行移动，最终达到对中要求，实际的使用中，这种调节方法及夹紧装置并不顺手，一方面，为达到较好的效果，需要四颗螺丝的反复多次的调整，并且每个一颗螺丝的动作会受到其他螺丝的影响，而操作需要在显微镜下完成，轻微的调整就会在显微镜中造成较大的移动，整个操作过程繁琐费时。另一方面，为了保证金刚石下底面和底座紧密贴合，压头以较大的力度压紧金刚石，调整会使金刚石对压头产生反作用力，反复的操作会造成压头松动，使得压紧力变小或消失，在使用过程需要重新调整压头的压紧螺丝，以获得足够的压紧力，这个再压紧过程反过来会影响调整过的相对位置。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种改进的金刚石与底座压紧对中装置，该压紧对中装置能够轻松调节金刚石与底座的相对位置，快速实现金刚石台面中心与底座上通孔中心线的对中。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种改进的金刚石与底座压紧对中装置，包括用于放置底座的基座、以及施压于金刚石工作台面的压紧机构，所述基座上设有中心线与底座上通孔的中心线平行的观测孔，所述观测孔的中心线与压紧机构施压的方向重合，所述基座上连接有用于支撑压紧机构的主体支撑结构，所述主体支撑结构上设有用于调节金刚石与底座相对位置的调节机构，所述主体支撑结构可绕观测孔的中心线相对于基座和压紧机构进行转动。

进一步的技术方案：所述压紧机构包括导向套筒，所述导向套筒内沿导向套筒的轴向依次设有压紧螺钉、弹性结构、压头，所述压紧螺钉与导向套筒螺纹配合，所述压紧螺钉拧动后通过弹性结构驱动压头施压于金刚石工作台面上；所述主体支撑结构包括支撑筒，所述支撑筒一端套设在所述导向套筒上并通过第一轴承与导向套筒连接，所述支撑筒另一端套设在所述基座上并通过第二轴承与基座连接。

进一步的技术方案：该压紧对中装置还包括将金刚石与底座粘结在一起的涂胶机构，所述涂胶机构包括驱动基座转动的驱动装置、以及用于涂胶的注射装置，所述注射装置的出胶口朝向金刚石与底座的压紧面处。

进一步的技术方案：所述调节机构为穿过支撑筒筒壁且与支撑筒螺纹配合的调节螺丝，所述调节螺丝轴向与观测孔的中心线垂直且指向底座。

进一步的技术方案：所述压头与金刚石工作台面接触的端部设有用于容纳金刚石的锥形凹部。

进一步的技术方案：所述支撑筒筒壁上设有相对布置的开孔。

进一步的技术方案：所述压紧螺钉、弹性结构、压头都为允许光线通过的中通结构，且通过的光柱直径大于金刚石台面的直径。

本发明的有益效果主要体现在以下几个方面：

(1)本发明调节底座与金刚石两者相对位置只需要转动主体支撑结构，即可将调节机构转动到需要调节的直线方向上，通过调节机构挤压底座到合适的位置即可实现金刚石工作台面的中心与底座上通孔的中心线基本重合，本发明调节可以一步到位，简单、快速。

(2)本发明中通过拧紧压紧螺钉，压力将通过弹性结构和压头传递到金刚石上，其中，所述的弹性结构可以对压头施加稳定的压力，保证压头在受到金刚石的反向力时不会轻易发生松动。

(3)本发明中压头端部的锥形凹部可以在压紧金刚石时不碰到金刚石上顶端的工作台面，避免发生磕碰损坏，同时，锥形凹部可以扩大与金刚石的接触面且具有一定的自定心作用。

(4)本发明中涂胶机构可以将胶均匀地涂抹在金刚石与底座压紧面的周围。

附图说明

图1是本发明剖视结构示意图。

图2是本发明立体结构示意图。

附图中标记的含义如下：

10-底座11-通孔 20-基座 21-观测孔 30-金刚石 40-压紧机构41-导向套筒 42-压紧螺钉 43-弹性结构 44-压头 441-锥形凹部50-主体支撑结构 51-支撑筒 511-开孔52a-第一轴承52b-第二轴承 61-调节螺丝

具体实施方式

现结合附图详细说明本发明的结构特点，如附图所示：

实施例1

本发明所述改进的金刚石与底座压紧对中装置包括用于放置底座10的基座20、以及施压于金刚石30工作台面的压紧机构40，所述基座20上设有中心线与底座10上通孔11的中心线平行的观测孔21，所述观测孔21的中心线与压紧机构40施压的方向重合，所述基座20上连接有用于支撑压紧机构40的主体支撑结构50，所述主体支撑结构上设有用于调节金刚石30与底座10相对位置的调节机构，所述主体支撑结构50可绕观测孔21的中心线相对于基座20、压紧机构40进行转动。在本发明中，所述主体支撑结构50与压紧机构40之间可以具有相对的运动，更具体的说是具有相对的转动，两者通过一个旋转件连结，该旋转件可以是轴承结构但不仅限于是轴承结构，相应的，主体支撑结构50与放置底座10的基座20之间也具有相对的转动，并且主体支撑结构50相对于压紧机构40的转动轴线与所述的主体支撑结构50相对于基座20的转动轴线应该同轴，该轴线即为观测孔21的中心线。也就是说，在固定基座20和压紧机构40，使得两者没有相对运动时，主体支撑结构50仍然可以自由转动。所述观测孔21的孔径应该大于通孔11的孔径。不同于惯用的四螺钉调节法，本发明调节底座10与金刚石30两者相对位置只需要转动主体支撑结构50，即可将调节机构转动到需要调节的直线方向上，所述的直线方向为金刚石30工作台面的中心到底座10上通孔11的中心线的垂线方向，调整的方向应使得两个中心朝靠近的方向移动。通过调节机构挤压底座10到合适的位置即可实现金刚石30工作台面的中心与底座10上通孔11的中心线对中，本发明调节可以一步到位，简单、快速。

更为具体的方案：所述压紧机构40包括导向套筒41，所述导向套筒41内沿导向套筒的轴向依次设有压紧螺钉42、弹性结构43、压头44，所述压紧螺钉42与导向套筒41螺纹配合，所述压紧螺钉42拧动后通过弹性结构43驱动压头44施压于金刚石30工作台面上；所述主体支撑结构50包括支撑筒51，所述支撑筒51一端套设在所述导向套筒41上并通过第一轴承52a与导向套筒41连接，所述支撑筒51另一端套设在所述基座20上并通过第二轴承52b与基座20连接。实际的操作中，通过拧紧压紧螺钉42，压力将通过弹性结构43和压头44传递到金刚石30上，其中，所述的弹性结构43可以对压头44施加稳定的压力，保证压头44在受到金刚石30的反向力时不会轻易发生松动。

所述调节机构为穿过支撑筒51筒壁且与支撑筒51螺纹配合的调节螺丝61，所述调节螺丝61轴向与观测孔21的中心线垂直且指向底座10。本发明调节金刚石30和底座10的相对位置，只需要采用一个调节螺丝61即可满足调节要求，由于主体支撑结构50可以相对底座10发生转动，本发明将调节螺丝61转动到需要调节的直线方向上拧动即可，所述的直线方向为金刚石30工作台面的中心与底座10上通孔11的中心连线，调节螺丝61可以在拧动时相对底座10发生进给运动，从而挤压底座10使其相对金刚石30发生滑动，调整的方向应使得金刚石30工作台面的中心与底座10上通孔11的中心朝靠近的方向移动。

所述压头44与金刚石30工作台面接触的端部设有用于容纳金刚石的锥形凹部441。所述锥形凹部441可以在压紧金刚石30时不碰到金刚石上顶端的工作台面，避免发生磕碰损坏，同时，锥形凹部441可以扩大与金刚石的接触面且具有一定的自定心作用。压头44的力将金刚石30压紧在底座10上，限制两者的分离，同时，压紧的接触面会产生较大的静摩擦力，在非人为调整两者相对位置时，摩擦力会保证金刚石30和底座10之间不会发生相对滑动。

所述支撑筒51筒壁上设有相对布置的开孔511。所述开孔511便于将底座10与金刚石30放置于基座上，同时也利于观察和调节支撑筒内部底座10与金刚石30的压紧过程。

上述发明的使用方法：将底座10放置到基座20上面，通过目测调节使得底座10大致在基座20的观测孔21的中心线部位，不要有较大的偏差，这会减少下一步的工作量。然后将金刚石30放置在底座10上，将其放置在压头44下端，调节金刚石30位置，使压头44正好压住金刚石30的尖端台面，此时压头44是依靠自重落在了金刚石30上，轻微的触碰就会导致金刚石30移位，因此必须调节压紧螺钉42，压紧螺钉42的进给通过弹性机构43加载在压头44上。通过调节压紧螺钉42的进给量可以调节压头44压在金刚石30上的力，也就是金刚石30与底座10之间的受力，其压紧的力度最小应保证倒置后金刚石30与底座10不会松动分离。压紧金刚石30后，需要将整个装置倒置过来，放在显微镜下进行操作，通过拧动调节螺丝61，以移动底座10至合适的位置，实现金刚石30的台面的中心与底座10上通孔11的中心线基本重合。

实施例2

该压紧对中装置还包括将金刚石30与底座10粘结在一起的涂胶机构，所述涂胶机构包括驱动基座20转动的驱动装置、以及用于涂胶的注射装置，所述注射装置的出胶口朝向金刚石与底座的压紧面处。用于粘接固定金刚石30与底座10的环氧树脂胶可以通过注射装置进行注入，该注射装置类似于注射器，吸取按比例配制好的胶，缓慢挤压活塞，胶就会均匀流出。涂胶时，金刚石30与底座10应处于相对位置固定的状态，通过电机驱动基座20缓慢转动，位置相对固定的注射装置就会将胶均匀涂抹在金刚石30与底座10压紧面的周围。

Claims (7)

1.一种改进的金刚石与底座压紧对中装置，其特征在于：包括用于放置底座(10)的基座(20)、以及施压于金刚石(30)腰部的压紧机构(40)，所述基座(20)上设有中心线与底座(10)上通孔(11)的中心线平行的观测孔(21)，所述观测孔(21)的中心线与压紧机构(40)施压的方向重合，所述基座(20)上连接有用于支撑压紧机构(40)的主体支撑结构(50)，所述主体支撑结构上设有用于调节金刚石(30)与底座(10)相对位置的调节机构，所述主体支撑结构(50)可绕观测孔(21)的中心线相对于基座(20)和压紧机构(40)进行转动。

2.如权利要求1所述的改进的金刚石与底座压紧对中装置，其特征在于：所述压紧机构(40)包括导向套筒(41)，所述导向套筒(41)内沿导向套筒的轴向依次设有压紧螺钉(42)、弹性结构(43)、压头(44)，所述压紧螺钉(42)与导向套筒(41)螺纹配合，所述压紧螺钉(42)拧动后通过弹性结构(43)驱动压头(44)施压于金刚石(30)腰部位置；所述主体支撑结构(50)包括支撑筒(51)，所述支撑筒(51)一端套设在所述导向套筒(41)上并通过第一轴承(52a)与导向套筒(41)连接，所述支撑筒(51)另一端套设在所述基座(20)上并通过第二轴承(52b)与基座(20)连接。

3.如权利要求1所述的改进的金刚石与底座压紧对中装置，其特征在于：该压紧对中装置还包括将金刚石(30)与底座(10)粘结在一起的涂胶机构，所述涂胶机构包括驱动基座(20)转动的驱动装置、以及用于涂胶的注射装置，所述注射装置的出胶口朝向金刚石与底座的压紧面处。

4.如权利要求2所述的改进的金刚石与底座压紧对中装置，其特征在于：所述调节机构为穿过支撑筒(51)筒壁且与支撑筒(51)螺纹配合的调节螺丝(61)，所述调节螺丝(61)轴向与观测孔(21)的中心线垂直且指向底座(10)。

5.如权利要求2所述的改进的金刚石与底座压紧对中装置，其特征在于：所述压头(44)与金刚石(30)腰部接触的端部设有用于容纳金刚石的锥形凹部(441)。

6.如权利要求2所述的改进的金刚石与底座压紧对中装置，其特征在于：所述支撑筒(51)筒壁上设有相对布置的开孔(511)。

7.如权利要求2所述的改进的金刚石与底座压紧对中装置，其特征在于：所述压紧螺钉(42)、弹性结构(43)、压头(44)都为允许光线通过的中通结构，且通过的光柱直径大于金刚石台面的直径。