CN108861405B - 用于超高真空的导轨输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于超高真空的导轨输送装置，其包括单个导轨和至少一个滑车组件，滑车组件与导轨配合并且在导轨上运动，滑车组件包括滑车板和支撑滑车板的跨骑组件，滑车组件通过跨骑组件跨骑在导轨上，跨骑组件以相对可旋转的方式支撑滑车板。本发明选用无磁、低出气率且高硬度的材料，滚动部件选用陶瓷轴承，不需要专门润滑，避免了对真空环境的破坏，保证了超高真空无磁环境的实验使用。

Description

用于超高真空的导轨输送装置

技术领域

本发明涉及输送技术领域，尤其涉及一种适用于真空环境中的导轨输送装置。

背景技术

在回旋加速器调试期间，例如进行束流测量或实验时，需要移动传感器探头或变动试验件的位置；由于回旋加速器的内部结构的特殊性，探头需要沿着特定曲线路径驱动探测，当测试完成时探头退回。

曲线导轨可用于加速器实验或测试中的特定路径驱动，在超高真空条件下不允许任何多孔性或者高的出气率材料的使用，比如树脂，塑料和润滑油等材料，这些材料在真空环境中会释放出气体从而破坏真空条件，另外结构精确、可靠的无磁的曲线导轨传动机构是实验能否成功的必要保证，为满足回旋加速器的物理要求，所使用的材料须为无磁材料。现有技术中，有可用于超高真空的直线导轨，但只能沿着直线传动不能按照特定路径驱动，并且轴承采用的是轴承钢，具有一定磁性不能满足磁导率的要求。市面上可用的弧形导轨一般是圆形和直线的拼接，是油或脂润滑导轨，滑块采用树脂和橡胶材料，不能满足超高真空要求。导轨和轴承同样属于有磁材料，不能满足使用要求。

发明内容

为了克服上述问题的至少一个方面，本发明实施例提供一种适用于真空的导轨输送装置，其将不同的曲线导轨进行拼接，能够使得滑车按照需求进行移动；采用无磁且出气率低的材料制作导轨输送装置，能够满足对无磁环境的需求。

根据本发明的一个方面，提供一种用于超高真空的导轨输送装置，该导轨输送装置包括：单个导轨和至少一个滑车组件，所述滑车组件与所述导轨配合并且在所述导轨上运动，滑车组件包括滑车板和支撑滑车板的跨骑组件，滑车组件通过跨骑组件跨骑在导轨上，跨骑组件以相对可旋转的方式支撑所述滑车板。

根据本发明的用于超高真空的导轨输送装置的一些实施例，导轨包括直线导轨部和至少一个曲线导轨部。

根据本发明的用于超高真空的导轨输送装置的一些实施例，导轨包括多个曲线导轨部，多个曲线导轨部的曲率半径不同。

根据本发明的用于超高真空的导轨输送装置的一些实施例，导轨的沿垂直于导轨的延伸方向的水平两侧分别形成V型凸部。

根据本发明的用于超高真空的导轨输送装置的一些实施例，跨骑组件包括：以相对可转动的方式连接至滑车板的连接臂；以及以相对可转动的方式连接至连接臂的滚轮。

根据本发明的用于超高真空的导轨输送装置的一些实施例，滚轮以成对方式布置并且以相对可转动的方式卡合所述导轨的V型凸部。

根据本发明的用于超高真空的导轨输送装置的一些实施例，连接臂包括用于安装至所述滑车板的安装部和设置在所述安装部的两侧的第一螺纹柱，滚轮通过第一滚动部件旋转地设置在第一螺纹柱上。

根据本发明的用于超高真空的导轨输送装置的一些实施例，在第一螺纹柱的用于安装第一滚动部件的位置处设置第一凸台，设置在第一螺纹柱的端部的第一固定部件将第一滚动部件紧固至第一凸台。

根据本发明的用于超高真空的导轨输送装置的一些实施例，在滑车板的第一表面上设置第二螺纹柱，连接臂通过第二滚动部件旋转地安装至第二螺纹柱。

根据本发明的用于超高真空的导轨输送装置的一些实施例，在所述第二螺纹柱的用于安装所述第二滚动部件的位置处设置第二凸台，设置在所述第二螺纹柱的端部的第二固定部件将所述第二滚动部件紧固至所述第二凸台。

根据本发明的用于超高真空的导轨输送装置的一些实施例，导轨输送装置包括多个滑车组件，多个滑车组件通过连接杆连接，连接杆以与所述滑车组件相对可转动的方式连接多个滑车组件。

根据本发明的用于超高真空的导轨输送装置的一些实施例，多个滑车组件的滑车板的第二表面上设置第三螺纹柱，连接杆连接相邻的两个滑车板的第三螺纹柱。

根据本发明的用于超高真空的导轨输送装置的一些实施例，连接杆通过第三滚动部件旋转地连接至所述第三螺纹柱。

根据本发明的用于超高真空的导轨输送装置的一些实施例，在所述第三螺纹柱的用于安装所述第三滚动部件的位置处设置第三凸台，设置在所述第三螺纹柱的端部的第三固定部件将所述第三滚动部件紧固至所述第三凸台。

根据本发明的用于超高真空的导轨输送装置的一些实施例，第三螺纹柱与第二螺纹柱同轴地设置。

根据本发明的用于超高真空的导轨输送装置的一些实施例，第一滚动部件、第二滚动部件和第三滚动部件均为陶瓷轴承。

与现有技术相比，本发明至少具有如下优点之一：

(1)滑车组件跨骑在导轨上，且跨骑组件能够相对于滑车组件的滑车板旋转，从而能够适应轨道的曲线部分；

(2)相邻滑车组件通过连接杆相对可旋转地连接，从而使得多个滑车组件之间也能够适用于各种曲线导轨；

(3)通过采用陶瓷轴承，从而不需要专门润滑，避免了对真空环境的破坏，且满足对无磁材料的要求。

附图说明

通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。

图1是根据本发明实施例的用于超高真空的导轨输送装置的剖视图；

图2是根据本发明实施例的用于超高真空的导轨输送装置的连接臂的示意图；

图3是根据本发明实施例的单个滑车组件的立体示意图；

图4是根据本发明实施例的单个滑车组件和连接杆组合的立体示意图；

图5A是根据本发明实施例的用于超高真空的导轨输送装置的端部滑车板的示意图；

图5B是根据本发明实施例的用于超高真空的导轨输送装置的中间滑车板的示意图；

图6A是根据本发明实施例的用于超高真空的导轨输送装置的俯视图；

图6B是根据本发明实施例的用于超高真空的导轨输送装置的侧视图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

本发明提供一种能够用于高真空度下的导轨输送装置，通过不同曲率半径的曲线导轨的拼接可以实现特定曲线的驱动；通过采用陶瓷等无磁且出气率低的材料制作导轨输送装置可以满足实验环境对真空以及无磁的需求。

下面结合附图对本发明实施例作进一步的说明。

图1是根据本发明实施例的用于超高真空的导轨输送装置的剖视图。如图1所示，该导轨输送装置包括单个导轨1和至少一个滑车组件2，滑车组件2与导轨1配合并且在导轨1上运动，滑车组件2包括滑车板3和支撑滑车板3的跨骑组件4，滑车组件2通过跨骑组件4跨骑在导轨1上，跨骑组件4以相对可旋转的方式支撑滑车板3。

导轨1为连续光滑的任意曲线，导轨1可以包括直线导轨部和多个曲线导轨部，多个曲线导轨部的曲率半径可以相同或不同。可以在曲线导轨部的末端设置一段直线导轨，在其他的实施例中，也可以在多个曲线导轨部之间设置直线导轨。

跨骑组件4包括以相对可转动的方式连接至滑车板3的连接臂41以及以相对可转动的方式连接至连接臂41的滚轮42。

导轨1沿垂直于导轨1的延伸方向的水平两侧分别形成凸部，从图1中看凸部的形状类似于V型。滚轮42的中间凹陷形成凹部，滚轮42的剖视图同样类似于V型，滚轮42的凹部可以卡合导轨1的V型凸部，滚轮42可以相对于导轨转动。采用V型导轨1及V型滚轮42的配合大大提高了滚轮42和导轨1的配合精度。

连接臂41包括用于安装至滑车板3的安装部和设置在安装部的两侧的第一螺纹柱43，滚轮42通过第一滚动部件44可旋转地设置在第一螺纹柱43上。

在第一螺纹柱43的用于安装第一滚动部件44的位置处设置第一凸台45，第一螺纹柱43的端部设置第一固定部件46，第一固定部件46将第一滚动部件44紧固至第一凸台45。有利地，第一滚动部件44为轴承，第一固定部件46为螺母，用于旋拧到第一螺纹柱43的螺纹部上并且固定轴承的内圈，在螺母与轴承的外圈之间保留一定间隙，以使轴承的内圈与外圈之间的空间与外界相通。

在滑车板3的第一表面上设置第二螺纹柱31，连接臂41通过设置在安装部的第二滚动部件32安装至第二螺纹柱31。在本实施例中，滑车板3的第一表面是滑车板3的下表面，在其他的实施例中，滑车板3的第一表面也可以是滑车板3的上表面。根据优选的实施例，滑车板3的第一表面可以前后设置两个第二螺纹柱31，这样可以使得滑车组件2的运行更加稳定。

在第二螺纹柱31的用于安装第二滚动部件32的位置处设置第二凸台33，第二螺纹柱31的端部设置第二固定部件34，第二固定部件34将第二滚动部件32紧固至第二凸台33。

第二凸台33和第二固定部件34用于支撑和固定第二滚动部件32的内圈，保证第二滚动部件32的正常旋转。

连接臂41的左右两端分别安装有滚轮42，第一滚动部件44与滚轮42通过热套或冷套过盈装配，通过第一固定部件46将第一滚动部件44紧固到第一螺纹柱43上。

图2是连接臂的示意图。如图2所示，连接臂41的安装部处设置有中心通孔47。在连接臂41的中心通孔47内安装有第二滚动部件32，连接臂41通过第二滚动部件32与滑车板3的第二螺纹柱31连接，当滑车组件2通过不同曲率半径时连接臂41可绕滑车板3的第二螺纹柱31转动，保持连接臂41始终与导轨1轨迹点切线方向垂直，从而实现滑车组件2的方向可调，顺利通过光滑曲线的不同曲率段。

用于超高真空的导轨输送装置可以包括多个滑车组件2，多个滑车组件2通过连接杆5连接，连接杆5以相对可转动的方式连接多个滑车组件2。多个可自适应调节的滑车组件2通过连接杆5串联，有效保证了滑车组件2之间的连接精度和旋转灵活性。多个滑车组件2可分为端部滑车组件和中间滑车组件，根据运动方向可以将端部滑车组件分为头部滑车组件和尾部滑车组件。在头部滑车组件的滑车板3上可以固定需要的探头或者实验样品，尾部滑车组件可以连接驱动杆，在尾部滑车组件受到驱动力之后，推动前面的滑车沿着导轨1移动，实现特定轨迹的驱动。端部滑车组件由端部滑车板和两个跨骑组件4组成，端部滑车板整体加工完成，保证了端部滑车板的机械精度。

多个滑车组件2的滑车板3的第二表面设置有第三螺纹柱51，连接杆5连接相邻的两个滑车板3的第三螺纹柱51。在本实施例中，滑车板3的第二表面是滑车板3的上表面，在其他的实施例中，滑车板3的第二表面也可以是滑车板3的下表面。根据优选的实施例，滑车板3的第二表面可以前后设置两个第三螺纹柱51，当然端部滑车组件只需要一个第三螺纹柱51即可。前后两个第三螺纹柱51分别通过连接杆5与前后两个相邻的滑车组件2连接，这样可以大大减少连接杆5在经过曲线导轨时相对于滑车板3转动的幅度。

根据优选的实施例，可以在第三螺纹柱51与连接杆5之间设置第三滚动部件52，这样可以使得连接杆5与第三螺纹柱51的转动更加方便。

在第三螺纹柱51的用于安装第三滚动部件52的位置处设置第三凸台53，在第三螺纹柱51的端部设置第三固定部件54，第三固定部件54用于将第三滚动部件52紧固至第三凸台53。

第三凸台53支撑第三滚动部件52的内圈，保证第三滚动部件52的正常旋转。第三凸台53的直径小于第三滚动部件52的外圈的半径，从而能够保证第三凸台53只接触第三滚动部件52的内圈，通过第三固定部件54压紧第三滚动部件52的内圈，第三滚动部件52的外圈和滚珠之间保留较大排气通路，使第三滚动部件52内部不存在可以残留气体的死角；这样，在抽真空时，内部的所有气体都通过第三凸台53与第三滚动部件52的外圈之间的间隙被吸走。同样的，第一凸台45、第二凸台33以及第一固定部件46和第二固定部件34也具有类似的作用。

在根据本发明的实施例中，第三螺纹柱51与第二螺纹柱31同轴地设置，这样不仅使得滑车板3的制作工艺简单，更使得多个滑车组件2在导轨1上的运动更加稳定。

图3是根据本发明实施例的单个滑车组件的立体示意图。如图3所示，滑车板3下表面设置了两个连接臂41，连接臂41可相对滑车板3转动，每个连接臂41设置有两个滚轮42，滚轮42可相对于连接臂41转动，滑车板3的上表面设置了两个第三螺纹柱51，第三螺纹柱51的用于安装第三滚动部件(图中未标出)的位置处设置第三凸台53，第三凸台53用于支撑第三滚动部件(图中未标出)的内圈。

图4是根据本发明实施例的单个滑车组件和连接杆组合的立体示意图。如图4所示，连接杆5用于连接多个滑车组件2，连接杆5相对于第三螺旋柱51可转动地设置，通过第三固定部件54将连接杆5限制在滑车板3上，防止连接杆5从第三螺旋柱51上脱离。

图5A是端部滑车板的示意图。如图5A所示，端部滑车板设置有固定孔3-1，头部滑车组件可以用于固定需要的探头或者实验样品，尾部滑车组件可以连接驱动杆。图5B是中间滑车板的示意图。如图5B所示，在中间滑车板上设置两个第二螺纹柱31和两个第三螺纹柱51。

第一滚动部件44、第二滚动部件32和第三滚动部件52均可以为轴承。第一滚动部件44、第二滚动部件32和第三滚动部件52中的至少一者为陶瓷轴承，当然，三者也可以均为陶瓷轴承。导轨部件，如导轨1、滑车板3、滚轮42以及连接臂41等可选用无磁、低出气率、高硬度的高等级316L不锈钢材料；滚动部件选用陶瓷轴承，不需要专门润滑，避免了对真空环境的破坏，且满足材料无磁的要求。根据本发明的导轨输送装置的磁导率低于1.05。

图6A和图6B分别是根据本发明的用于超高真空的导轨输送装置整体的俯视图和侧视图。如图6A和6B所示，用于超高真空的导轨输送装置由多个滑车组件2连接而成。

本发明通过将多个可自适应调节滑车组件通过连接杆串联，并通过滚轮V型口与V型曲线导轨相互配合组成曲线导轨驱动机构，滑车之间用带陶瓷轴承的连杆连接，有效保证了滑车之间的连接精度和滑车之间的旋转灵活性。头部滑车平台可以固定需要的探头或者实验样品，尾部滑车可以连接驱动杆，在尾部滑车受到驱动力之后，向前移动推动前面的滑车沿着曲线导轨移动，实现特定轨迹曲线的驱动。本发明中滑车板、调节杆等选用无磁、低出气率且高硬度的高等级316L不锈钢材料，滚动部件选用陶瓷轴承，不需要专门润滑，避免了对真空环境的破坏，保证了超高真空无磁环境的实验使用。将滑车组件安装带两个滚轮的跨骑组件，跨骑组件通过陶瓷轴承与滑车板螺纹柱连接，在通过不同曲率半径时连接臂可绕滑车板螺纹柱摆动，满足了特定曲线驱动的要求。采用V型导轨及V型滚轮配合大大提高了滚轮和导轨的配合精度，使得运动平稳性好，运动精度高，确保了测量的精确性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于超高真空的导轨输送装置，包括：

单个导轨，以及至少一个滑车组件，所述滑车组件与所述导轨配合并且在所述导轨上运动，

其特征在于，所述导轨包括直线导轨部和至少一个曲线导轨部；

所述滑车组件包括滑车板和支撑所述滑车板的跨骑组件，所述滑车组件通过所述跨骑组件跨骑在所述导轨上，所述跨骑组件包括：连接臂，所述连接臂以相对可转动的方式连接至所述滑车板；以及滚轮，所述滚轮以相对可转动的方式连接至所述连接臂；

所述导轨输送装置包括多个所述滑车组件，多个所述滑车组件通过连接杆连接，所述连接杆以与所述滑车组件相对可转动的方式连接多个所述滑车组件；

其中，所述连接臂包括用于安装至所述滑车板的安装部和设置在所述安装部的两侧的第一螺纹柱，在所述第一螺纹柱与所述滚轮之间设置第一滚动部件，在第一螺纹柱的用于安装第一滚动部件的位置处设置第一凸台，设置在所述第一螺纹柱端部的第一固定部件将所述第一滚动部件紧固至所述第一凸台，第一固定部件用于旋拧到第一螺纹柱的螺纹部并且固定第一滚动部件的内圈，在第一固定部件与第一滚动部件的外圈之间保留一定间隙，以使第一滚动部件的内圈与外圈之间的空间与外界相通；

在所述滑车板的第一表面上设置第二螺纹柱，在所述第二螺纹柱与所述连接臂之间设置第二滚动部件，在所述第二螺纹柱的用于安装所述第二滚动部件的位置处设置第二凸台，设置在所述第二螺纹柱的端部的第二固定部件将所述第二滚动部件紧固至所述第二凸台，第二凸台和第二固定部件用于支撑和固定第二滚动部件的内圈，在第二固定部件与第二滚动部件的外圈之间保留一定间隙，以使第二滚动部件的内圈与外圈之间的空间与外界相通；

在所述滑车板的第二表面上设置第三螺纹柱，在所述第三螺纹柱与所述连接杆之间设置第三滚动部件，在所述第三螺纹柱的用于安装所述第三滚动部件的位置处设置第三凸台，设置在所述第三螺纹柱的端部的第三固定部件将所述第三滚动部件紧固至所述第三凸台；第三凸台支撑第三滚动部件的内圈，保证第三滚动部件的正常旋转，第三凸台的直径小于第三滚动部件的外圈的半径，以保证第三凸台只接触第三滚动部件的内圈，通过第三固定部件压紧第三滚动部件的内圈，第三滚动部件的外圈和滚珠之间保留较大排气通路，使第三滚动部件内部不存在可以残留气体的死角；在抽真空时，内部的所有气体都通过凸台与滚动部件的外圈之间的间隙被吸走。

2.根据权利要求1所述的用于超高真空的导轨输送装置，其特征在于，所述导轨包括多个曲线导轨部，所述多个曲线导轨部的曲率半径不同。

3.根据权利要求1所述的用于超高真空的导轨输送装置，其特征在于，所述导轨的沿垂直于所述导轨的延伸方向的水平两侧分别形成V型凸部。

4.根据权利要求1所述的用于超高真空的导轨输送装置，其特征在于，所述滚轮以成对方式布置并且以相对可转动的方式卡合所述导轨的V型凸部。

5.根据权利要求4所述的用于超高真空的导轨输送装置，其特征在于，所述滚轮通过第一滚动部件旋转地设置在所述第一螺纹柱上。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的用于超高真空的导轨输送装置，其特征在于，所述连接臂通过第二滚动部件旋转地安装至所述第二螺纹柱。

7.根据权利要求1所述的用于超高真空的导轨输送装置，其特征在于，所述连接杆连接相邻的两个滑车板的第三螺纹柱。

8.根据权利要求7所述的用于超高真空的导轨输送装置，其特征在于，所述连接杆通过第三滚动部件旋转地连接至所述第三螺纹柱。

9.根据权利要求7-8中任一项所述的用于超高真空的导轨输送装置，其特征在于，所述第三螺纹柱与所述第二螺纹柱同轴地设置。

10.根据权利要求9所述的用于超高真空的导轨输送装置，其特征在于，所述第一滚动部件、所述第二滚动部件和所述第三滚动部件均为陶瓷轴承。

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