CN109613035B - 一种用于电子显微镜的样品支撑体及样品杆 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于电子显微镜的样品支撑体及样品杆，一次性可装填多个样品，实现Y轴旋转。所述样品支撑体包括：包含n个样品夹的样品夹组、复位装置、偏心转轴和内框架；其中，n个样品夹依次布设在内框架中，相邻样品夹的端部之间搭接，且样品夹和内框架转动连接；复位装置和样品夹组一端适配，偏心转轴一端和样品夹组另一端适配，偏心转轴另一端嵌在内框架上；当偏心转轴驱动样品夹倾斜时，复位装置对样品夹组施加使得样品夹组复位的作用力；n为大于1的整数。

Description

一种用于电子显微镜的样品支撑体及样品杆
技术领域
本发明属于电子显微镜配件及纳米材料测量研究领域，具体来说，涉及一种用于电子显微镜的样品支撑体及样品杆。
背景技术
电子显微镜包括透射电子显微镜和扫描电子显微镜。透射电子显微镜可以看到在光学显微镜下无法看清的，小于0.2um的细微结构。透射电子显微镜在材料科学、生物学、工业质量检测等领域有重要应用，可以获取材料的形貌、结构、位向等信息。沿杆轴的旋转为X轴旋转，垂直于杆轴和电子束入射方向的旋转为Y轴旋转。双倾指可在这两方向上旋转。
电镜镜筒内的电子束通道对真空度要求很高，普通单样品杆只能装载一个样品。更换样品时需要重新抽真空，效率较低，反复对比观察困难。同时，为了更好的观察样品，本领域技术人员都希望能调整样品的倾斜角度。因此，如果样品杆具有多样品切换功能和双倾功能，可提升观察效率。
发明内容
本发明提供一种用于电子显微镜的样品支撑体及样品杆，一次性可装填多个样品，实现Y轴旋转。
为解决上述技术问题，本发明实施例采用如下技术方案：
一方面，本实施例提供一种用于电子显微镜的样品支撑体，所述样品支撑体包括：包含n个样品夹的样品夹组、复位装置、偏心转轴和内框架；其中，n个样品夹依次布设在内框架中，相邻样品夹的端部之间搭接，且样品夹和内框架转动连接；复位装置和样品夹组一端适配，偏心转轴一端和样品夹组另一端适配，偏心转轴另一端嵌在内框架上；当偏心转轴驱动样品夹倾斜时，复位装置对样品夹组施加使得样品夹组复位的作用力；n为大于1的整数。
作为优选例，所述的n为3，3个样品夹为第一样品夹、第二样品夹和第三样品夹，第二样品夹呈T型或倒T型，第一样品夹的一端和复位装置的一端适配，第一样品夹的另一端和第二样品夹的一端适配，第二样品夹的另一端和第三样品夹的一端适配，第三样品夹的另一端和偏心转轴适配。
作为优选例，所述的n为4，4个样品夹为第一样品夹、第二样品夹、第三样品夹和第四样品夹，第二样品夹呈T型或倒T型，第三样品夹呈倒T型或T型，第一样品夹的一端和复位装置的一端适配，第一样品夹的另一端和第二样品夹的一端适配，第二样品夹的另一端和第三样品夹的一端适配，第三样品夹的另一端和第四样品夹的一端适配，第四样品夹的另一端和偏心转轴适配。
作为优选例，所述复位装置包括定位体和复位弹簧，定位体位于内框架中，且定位体和内框架连接；复位弹簧套装在定位体上，且复位弹簧的一端和内框架连接或者相抵，复位弹簧的另一端和与其相邻的样品夹的底端相抵或者连接。
另一方面，本实施例提供一种用于电子显微镜的样品杆，包括支撑体、连接杆和转动装置；所述样品支撑体包括：包含n个样品夹的样品夹组、复位装置、偏心转轴和内框架；n个样品夹依次布设在内框架中，相邻样品夹之间的端部之间搭接，且样品夹和内框架转动连接；复位装置和样品夹组一端适配，偏心转轴一端和样品夹组另一端适配，偏心转轴另一端嵌在内框架上；当偏心转轴驱动样品夹倾斜时，复位装置对样品夹组施加使得样品夹组复位的作用力；n为大于1的整数；所述连接杆的一端与偏心转轴的另一端固定连接，转动装置和连接杆的另一端适配，带动连接杆转动。
作为优选例，所述的用于电子显微镜的样品杆，还包括外壳体和外框架，内框架位于外框架内侧，外框架的一端和外壳体的一端固定连接，连接杆位于外壳体内腔中，转动装置壳体和外壳体固定连接。
作为优选例，所述n个样品夹的轴线相互平行；当所述偏心转轴驱动样品夹倾斜时，样品夹沿Y轴倾斜；所述Y轴与连接杆的轴线垂直且相交。
作为优选例，所述的用于电子显微镜的样品杆，还包括水平移动装置；所述水平移动装置和连接杆连接，驱动连接杆和支撑体水平同步移动。
作为优选例，所述水平移动装置包括转轮、齿条、齿轮，齿条和连接杆连接，齿轮通过转轴和转轮连接，齿轮和齿条适配，转轮驱动齿轮转动；齿轮驱动齿条水平移动。
作为优选例，所述的用于电子显微镜的样品杆，还包括第一壳体，转轴、齿条和齿轮位于第一壳体中，且第一壳体上设有定位孔，所述定位孔中设置弹性体，转轮的内壁设有凹槽，定位孔可与凹槽相对。
作为优选例，所述定位孔为一个，所述凹槽为三个或者四个。
与现有技术相比，本发明的样品支撑体及样品杆，一次性可装填多个样品，实现Y轴旋转。本实施例的样品支撑体设置多个样品夹，所以支撑体上可以一次性放置多个待测样品。这提高了观测效率。同时，通过转动偏心转轴时，实现样品夹沿Y轴转动。另外，在样品杆中设置水平移动装置，实现样品夹沿X轴移动。
附图说明
图1是本发明实施例中样品支撑体的正视图；
图2是本发明实施例中样品支撑体的仰视图；
图3是本发明实施例中样品夹组包含3个样品夹时的位置布设图；
图4是本发明实施例中样品夹组包含4个样品夹时的位置布设图；
图5是本发明实施例中样品杆的结构示意图；
图6是本发明实施例中样品杆的内部结构示意图。
其中，样品夹组1，第一样品夹101、第二样品夹102，第三样品夹103，第四样品夹104，复位装置2，定位体201，复位弹簧202，偏心转轴3，内框架4，转动装置5，水平移动装置6，转轮601，凹槽6011，齿条602，齿轮603，第一壳体604，外框架7，外壳体8。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明，本发明不仅限于实施例，采用相同原理获取该功能的同样属于本发明保护范畴。
如图1和图2所示，本发明实施例的一种用于电子显微镜的样品支撑体，包括：包含n个样品夹的样品夹组1、复位装置2、偏心转轴3和内框架4。n个样品夹依次布设在内框架4中，相邻样品夹的端部之间搭接，且样品夹和内框架4转动连接。每个样品夹中可放置一个待测样品。复位装置2和样品夹组1一端适配，偏心转轴3一端和样品夹组1另一端适配，偏心转轴3另一端嵌在内框架4上。当偏心转轴3驱动样品夹倾斜时，复位装置2对样品夹组1施加使得样品夹组1复位的作用力。n为大于1的整数。
上述实施例中，由于设置多个样品夹，所以支撑体上可以一次性放置多个待测样品。由于可以放置多个待测样品，所以当观测一个样品后，可以继续观测另一个样品。这提高了观测效率。同时，该实施例中，当转动偏心转轴3时，偏心转轴3带动与其相邻的样品夹沿Y轴转动。Y轴垂直于杆轴和电子束入射方向。Y轴也与样品夹组1的水平轴线垂直。由于样品夹之间也是相互搭接，且样品夹和内框架4转动连接，所以当其中一个样品夹沿Y轴转动时，其他样品夹也都沿Y轴转动。样品夹和内框架4转动连接，可以通过设置定位轴将样品夹连接在内框架4上，样品夹可以绕定位轴转动。复位装置2对与其相邻的样品夹施加使得样品夹组1复位的作用力。当偏心转轴3停止施加作用力后，在复位装置2的作用下，样品夹组1复位至初始位置。在初始位置，样品夹可以呈水平状态。
上述实施例中，通过设置偏心转轴3，实现了所有样品夹沿Y轴转动。通过设置复位装置2，实现所有样品夹在失去偏心转轴3作用力后，可以复位至初始位置。在观测样品过程中，需要旋转样品角度。本实施例，通过偏心转轴3，实现对样品夹角度的调整，进而实现对待测样品角度的调整。
样品夹组1可以包含2个、3个、4个或5个样品夹。考虑到空间有限，不宜布设太多的样品夹。如图3所示，样品夹组1包含3个样品夹。3个样品夹为第一样品夹101、第二样品夹102和第三样品夹103。第二样品夹102截面呈T型或倒T型，第一样品夹101的一端和复位装置的一端适配，第一样品夹101的另一端和第二样品夹102的一端适配，第二样品夹102的另一端和第三样品夹103的一端适配，第三样品夹103的另一端和偏心转轴3适配。
3个样品夹之间没有固定连接，仅仅是搭接。当第二样品夹102截面呈倒T型时，如图3所示，第一样品夹101的右端搭在第二样品夹102的左端上方，第三样品夹103的左端搭在第二样品夹102的右端上方。偏心转轴3的一端与第三样品夹103的底端相触。复位装置的一端和第一样品夹101的底端相触。在转动过程中，3个样品夹始终接触。
当偏心转轴3向上转动时，第三样品夹103沿Y轴逆时针转动，第二样品夹102沿Y轴顺时针转动，第一样品夹101沿Y轴逆时针转动。
当偏心转轴3向下转动时，第三样品夹103沿Y轴顺时针转动，第二样品夹102沿Y轴逆时针转动，第一样品夹101沿Y轴顺时针转动。
再举一例。如图4所示，样品夹组1包含4个样品夹。4个样品夹为第一样品夹101、第二样品夹102、第三样品夹103和第四样品夹104。第二样品夹102截面呈T型或倒T型，第三样品夹103截面呈倒T型或T型。当第二样品夹102截面呈T型时，第三样品夹103截面呈倒T型；当第二样品夹102截面呈倒T型时，第三样品夹103截面呈T型。第一样品夹101的一端和复位装置的一端适配，第一样品夹101的另一端和第二样品夹102的一端适配，第二样品夹102的另一端和第三样品夹103的一端适配，第三样品夹103的另一端和第四样品夹104的一端适配，第四样品夹104的另一端和偏心转轴3适配。
4个样品夹之间没有固定连接，仅仅是搭接。如图4所示，当第二样品夹102截面呈倒T型时，第三样品夹103截面呈T型。第一样品夹101的右端搭在第二样品夹102的左端上方，
第三样品夹103的左端搭在第二样品夹102的右端上方，第三样品夹103的右端搭在第四样品夹104的左端上方。偏心转轴3的一端与第四样品夹104的底端相触。复位装置的一端和第一样品夹101的底端相触。在转动过程中，4个样品夹始终接触。
当偏心转轴3向下转动时，第四样品夹104沿Y轴顺时针转动，第三样品夹103沿Y轴逆时针转动，第二样品夹102沿Y轴顺时针转动，第一样品夹101沿Y轴逆时针转动。
当偏心转轴3向上转动时，第四样品夹104沿Y轴逆时针转动，第三样品夹103沿Y轴顺时针转动，第二样品夹102沿Y轴逆时针转动，第一样品夹101沿Y轴顺时针转动。
当然，样品夹组1还可以包含5个样品夹或者其他数量的样品夹。
相邻的两个样品夹之间，一个样品夹的一端和另一个样品夹的一端搭接。以三个样品夹为例，可以呈 T⊥T型搭接或者⊥T⊥型搭接。
作为优选例，所述复位装置2包括定位体201和复位弹簧202。定位体201位于内框架4中，且定位体201和内框架4连接。复位弹簧202套装在定位体201上，且复位弹簧202的一端和内框架4连接或者相抵，复位弹簧202的另一端和与其相邻的样品夹的底端相抵或者连接。
上述优选例中，定位体201起到限位复位弹簧202的作用，避免复位弹簧202因自身形变，与样品夹组1失去接触。只有复位弹簧202与样品夹组1保持接触，才能实现倾斜后的样品夹组1复位。
复位装置2对样品夹组1的一端施加作用力。偏心转轴3对样品夹组1的另一端施加作用力。复位装置2和偏心转轴3的配合，实现各样品夹之间紧密接触以及复位。当偏心转轴3转动时，样品夹组1随之转动，但是由于复位装置2的存在，使得样品夹组1转动后可复位。当然，上述优选例，仅仅是例举复位装置2的一种结构。本领域技术人员在该优选例的启示下，可以经过非创造性劳动构思出其他技术方案。这些技术方案都属于本申请的保护范围。
如图5所示，本发明实施例还提供一种用于电子显微镜的样品杆，包括支撑体、连接杆和转动装置5。其中，样品支撑体采用上述实施例的支撑体。具体来说，支撑体包括：包含n个样品夹的样品夹组1、复位装置2、偏心转轴3和内框架4；n个样品夹依次布设在内框架4中，相邻样品夹之间的端部之间搭接，且样品夹和内框架4转动连接；复位装置2和样品夹组1一端适配，偏心转轴3一端和样品夹组1另一端适配，偏心转轴3另一端嵌在内框架4上；当偏心转轴3驱动样品夹倾斜时，复位装置2对样品夹组1施加使得样品夹组1复位的作用力；n为大于1的整数。连接杆的一端与偏心转轴3的另一端固定连接，转动装置5和连接杆的另一端适配，带动连接杆转动。
该实施例中，转动装置5和连接杆适配，带动连接杆转动。连接杆和偏心转轴3固定连接。这样，当连接杆转动时，偏心转轴3也转动。通过设置转动装置5和连接杆，实现对偏心转轴3转动的控制。当偏心转轴3转动时，样品夹组1沿Y轴旋转。
作为优选例，所述的用于电子显微镜的样品杆，还包括外壳体8和外框架7。内框架4位于外框架7内侧，可在外壳框体中自由横向滑动。外框架7的一端和外壳体8的一端固定连接，连接杆位于外壳体8内腔中，转动装置5壳体和外壳体8固定连接。设置外壳体8可以保护连接杆，避免其在工作过程中受到外界干扰。设置外框架7对内框架4的移动进行限位。内框架4可在外框架7中水平移动，但是不能旋转。
作为优选例，所述n个样品夹的轴线相互平行。在初始位置时，即没有发生旋转时，样品夹的轴线相互平行。当所述偏心转轴3驱动样品夹倾斜时，样品夹沿Y轴倾斜。所述Y轴与连接杆的轴线垂直且相交。
作为优选例，所述的用于电子显微镜的样品杆，还包括水平移动装置6。水平移动装置6和连接杆连接，驱动连接杆和支撑体水平同步移动。设置水平移动装置6，可以实现支撑体水平方向整体移动，即实现X轴方向的移动。这样，本优选例的样品杆可以实现X轴和Y轴的双向移动。
作为优选例，如图6所示，所述水平移动装置6包括转轮601、齿条602和齿轮603。齿条602和连接杆连接，齿轮603通过转轴和转轮601连接，齿轮603和齿条602适配，转轮601驱动齿轮603转动。齿轮603驱动齿条602水平移动。当转动齿轮603时，转轮601随之转动。转轮601带动齿条602水平移动，从而连接杆也水平移动。当连接杆也水平移动时，由于连接杆和偏心转轴3连接，偏心转轴3和内框架4连接，所以支撑体整体随连接杆水平移动。调整齿轮603转动方向，支撑体的水平移动方向也相应改变。
为实现转轮601、齿条602和齿轮603的保护，避免其工作过程中，受到外界干扰，优选的，所述的用于电子显微镜的样品杆，还包括第一壳体604。转轴、齿条602和齿轮603位于第一壳体604中。另外，为控制转轮601的旋转角度，在第一壳体604上设有定位孔，所述定位孔中设置弹性体，转轮601的内壁设有凹槽6011，定位孔可与凹槽6011相对。当转动到一定角度时，弹性体进入转轮601的凹槽6011中，使其不能轻易转动，阻碍转轮601继续转动。只有施加更大的作用力在转轮601上，弹性体才能脱离凹槽6011。这实现了定位反馈功能。由于电子显微镜对待测样品的调节更加细微，所以设置弹性体和凹槽6011，更易调控。
根据实际需要，设置合理数量的凹槽6011，且合理设置凹槽6011之间的间距。优选的，所述定位孔为一个，所述凹槽6011为三个或者四个。
除了上述优选例例举的水平移动装置6的结构外，还可以采用其他结构。只要该结构能够实现连接杆的水平移动即可。这些方案都属于本申请的保护范畴。例如，通过轴承、传送带带动连接杆水平移动，甚至直接通过驱动器带动连接杆水平移动。驱动器可以是人手操作，如手动转轮，拨动开关，也可以是各类运动器控制，如各类电机。
上述实施例的样品杆，采用复位装置2和偏心转轴3卡在样品夹组1的两端，通过偏心转轴3旋转调整所有样品夹相对于Y轴的倾斜角。通过旋转齿轮603，实现所有样品夹沿X轴方向的移动。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述具体实施例的限制，上述具体实施例和说明书中的描述只是为了进一步说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由权利要求书及其等效物界定。

Claims (11)

1.一种用于电子显微镜的样品支撑体，其特征在于，所述样品支撑体包括：包含n个样品夹的样品夹组(1)、复位装置(2)、偏心转轴(3)和内框架(4)；其中，
n个样品夹依次布设在内框架(4)中，相邻样品夹的端部之间搭接，且样品夹和内框架(4)转动连接；复位装置(2)和样品夹组(1)一端适配，偏心转轴(3)一端和样品夹组(1)另一端适配，偏心转轴(3)另一端嵌在内框架(4)上；当偏心转轴(3)驱动样品夹倾斜时，复位装置(2)对样品夹组(1)施加使得样品夹组(1)复位的作用力；n为大于1的整数；
使用时，由于样品夹之间相互搭接，且样品夹和内框架(4)转动连接，所以当其中一个样品夹沿Y轴转动时，其他样品夹也都沿Y轴转动；Y轴垂直于杆轴和电子束入射方向。
2.按照权利要求1所述的用于电子显微镜的样品支撑体，其特征在于，所述的n为3，3个样品夹为第一样品夹(101)、第二样品夹(102)和第三样品夹(103)，第二样品夹(102)呈T型或倒T型，第一样品夹(101)的一端和复位装置的一端适配，第一样品夹(101)的另一端和第二样品夹(102)的一端适配，第二样品夹(102)的另一端和第三样品夹(103)的一端适配，第三样品夹(103)的另一端和偏心转轴(3)适配。
3.按照权利要求1所述的用于电子显微镜的样品支撑体，其特征在于，所述的n为4，4个样品夹为第一样品夹(101)、第二样品夹(102)、第三样品夹(103)和第四样品夹(104)，第二样品夹(102)呈T型或倒T型，第三样品夹(103)呈倒T型或T型，第一样品夹(101)的一端和复位装置的一端适配，第一样品夹(101)的另一端和第二样品夹(102)的一端适配，第二样品夹(102)的另一端和第三样品夹(103)的一端适配，第三样品夹(103)的另一端和第四样品夹(104)的一端适配，第四样品夹(104)的另一端和偏心转轴(3)适配。
4.按照权利要求1所述的用于电子显微镜的样品支撑体，其特征在于，所述复位装置(2)包括定位体(201)和复位弹簧(202)，定位体(201)位于内框架(4)中，且定位体(201)和内框架(4)连接；复位弹簧(202)套装在定位体(201)上，且复位弹簧(202)的一端和内框架(4)连接或者相抵，复位弹簧(202)的另一端和与其相邻的样品夹的底端相抵或者连接。
5.一种用于电子显微镜的样品杆，其特征在于，包括支撑体、连接杆和转动装置(5)；
所述样品支撑体包括：包含n个样品夹的样品夹组(1)、复位装置(2)、偏心转轴(3)和内框架(4)；n个样品夹依次布设在内框架(4)中，相邻样品夹之间的端部之间搭接，且样品夹和内框架(4)转动连接；复位装置(2)和样品夹组(1)一端适配，偏心转轴(3)一端和样品夹组(1)另一端适配，偏心转轴(3)另一端嵌在内框架(4)上；当偏心转轴(3)驱动样品夹倾斜时，复位装置(2)对样品夹组(1)施加使得样品夹组(1)复位的作用力；n为大于1的整数；
所述连接杆的一端与偏心转轴(3)的另一端固定连接，转动装置(5)和连接杆的另一端适配，带动连接杆转动；
使用时，由于样品夹之间相互搭接，且样品夹和内框架(4)转动连接，所以当其中一个样品夹沿Y轴转动时，其他样品夹也都沿Y轴转动；Y轴垂直于杆轴和电子束入射方向。
6.按照权利要求5所述的用于电子显微镜的样品杆，其特征在于，还包括外壳体(8)和外框架(7)，内框架(4)位于外框架(7)内侧，外框架(7)的一端和外壳体(8)的一端固定连接，连接杆位于外壳体(8)内腔中，转动装置(5)壳体和外壳体(8)固定连接。
7.按照权利要求5所述的用于电子显微镜的样品支撑体，其特征在于，所述n个样品夹的轴线相互平行；当所述偏心转轴(3)驱动样品夹倾斜时，样品夹沿Y轴倾斜；所述Y轴与连接杆的轴线垂直且相交。
8.按照权利要求5所述的用于电子显微镜的样品杆，其特征在于，还包括水平移动装置(6)；所述水平移动装置(6)和连接杆连接，驱动连接杆和支撑体水平同步移动。
9.按照权利要求8所述的用于电子显微镜的样品杆，其特征在于，所述水平移动装置(6)包括转轮(601)、齿条(602)、齿轮(603)，齿条(602)和连接杆连接，齿轮(603)通过转轴和转轮(601)连接，齿轮(603)和齿条(602)适配，转轮(601)驱动齿轮(603)转动；齿轮(603)驱动齿条(602)水平移动。
10.按照权利要求9所述的用于电子显微镜的样品杆，其特征在于，还包括第一壳体(604)，转轴、齿条(602)和齿轮(603)位于第一壳体(604)中，且第一壳体(604)上设有定位孔，所述定位孔中设置弹性体，转轮(601)的内壁设有凹槽(6011)，定位孔与凹槽(6011)相对。
11.按照权利要求10所述的用于电子显微镜的样品杆，其特征在于，所述定位孔为一个，所述凹槽(6011)为三个或者四个。
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