CN111223742B - 样品靶升降机构、质谱仪换样装置及质谱仪换样方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种样品靶升降机构、质谱仪换样装置及质谱仪换样方法。该样品靶升降机构包括升降座、升降台、第一套轴、第一联动杆、第二联动杆以及第三联动杆；第一联动杆的一端可转动连接升降台，第一联动杆的另一端可转动连接升降座；第二联动杆的一端可转动连接于升降台，第二联动杆的另一端可转动连接升降座；第三联动杆可转动连接第二联动杆，第三联动杆上还可转动连接有第一套轴，弹性部件的一端连接升降座，弹性部件的另一端连接第二联动杆；第一套轴用于与外接驱动组件配合。该质谱仪换样装置包括上述的样品靶升降机构。该样品靶升降机构能够成本低、结构紧凑且占用空间小。

Description

样品靶升降机构、质谱仪换样装置及质谱仪换样方法

技术领域

本发明涉及质谱检测领域，特别是涉及一种样品靶升降机构、质谱仪换样装置及质谱仪换样方法。

背景技术

基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱仪是一款常用于大分子样品分析的生物质谱仪器，分析样品时，常使样品在样品靶上形成固体后，通过升降装置将处在真空箱内的样品靶传送到处于真空状态下的电离区进行电离分析。由于样品不能直接从常压下进入真空环境中，因此，进样室必须要保证样品从常压环境能稳定逐渐的转变为真空状态，以不会影响仪器的真空参数，保证分析结果。传统的做法是在进样室的腔壁上开设进样孔，进样室内有供样品靶升降的升降装置，进样室上端连接有密封盖以打开或关闭进样孔。该升降装置抬升时与密封盖一起形成一个进换样的小腔室，即为过渡腔。样品靶点完样品后，打开密封盖，放入过渡腔中，然后随即关闭密封盖，通过真空泵对过渡腔进行预抽，形成二级真空，而后，升降装置下降以带动样品靶进入样品室内，完成进样操作。当需要更换样品靶时，升降装置抬升，此时，样品靶就处在过渡腔内，打开放气阀将干燥、洁净的气体放入过渡腔内，过渡腔就由真空状态逐渐转为常压状态，这时，就可以打开密封盖，更换样品靶。传统的升降装置是采用单独真空电机与真空丝杠配合组成的，真空电机、真空丝杠等升降结构配件均需要达到真空使用标准，价格昂贵、占用空间大且结构复杂。

发明内容

基于此，有必要提供一种成本低、结构紧凑以减少占用空间的样品靶升降机构、质谱仪换样装置及质谱仪换样方法。

一种样品靶升降机构，包括升降座、升降台、第一套轴、第一联动杆、第二联动杆、第三联动杆以及弹性部件；

所述第一联动杆的一端可转动连接所述升降台，所述第一联动杆的另一端可转动连接所述升降座；所述第二联动杆的一端可转动连接所述升降台，所述第二联动杆的另一端可转动连接所述升降座；所述第三联动杆可转动连接所述第二联动杆，所述第三联动杆上还与所述第一套轴可转动连接，所述第一套轴用于与外接的驱动组件配合；所述弹性部件的一端连接所述升降座，所述弹性部件的另一端连接所述第二联动杆；

当挤压所述第一套轴时，所述第三联动杆通过带动所述第二联动杆转动以带动所述升降台做弧线运动完成上升动作，当带动所述第一套轴复位时，所述第三联动杆通过带动所述第二联动杆逆向转动以带动所述升降台逆向运动完成下降动作。

在其中一个实施例中，所述述升降座包括升降底座以及支撑座，所述支撑座连接在所述升降底座上，所述支撑座朝向所述升降底座的上方延伸；所述第一联动杆的一端与所述第二联动杆的一端可转动连接所述升降底座，所述第一联动杆的另一端与所述第二联动杆的另一端均朝向所述升降底座的上方延伸，所述第一联动杆与所述第二联动杆均平行于所述支撑座。

在其中一个实施例中，所述第一联动杆的数量为两个，两个所述第一联动杆分别位于所述支撑座的两侧，两个所述第一联动杆的一端分别可转动连接升降台的两侧，两个所述第一联动杆的另一端分别可转动连接所述升降底座的两侧。

在其中一个实施例中，所述第二联动杆的数量为两个，两个所述第二联动杆分别位于所述支撑座的两侧，两个所述第二联动杆的一端分别可转动连接升降台的两侧，两个所述第二联动杆的另一端分别可转动连接所述升降底座的两侧，其中一个所述第二联动杆与其中一个所述第一联动杆位于相同的一侧，另一个所述第二联动杆与另一个所述第一联动杆位于相同的一侧。

在其中一个实施例中，所述样品靶升降机构还包括第四联动杆、第五联动杆以及第六联动杆；所述第四联动杆的两端分别可转动连接所述第二联动杆与所述第五联动杆，所述第五联动杆可转动连接所述第六联动杆的一端，所述第六联动杆可转动连接支撑座，所述第四联动杆还与所述第三联动杆可转动连接。

在其中一个实施例中，所述第四联动杆的数量、所述第五联动杆的数量以及所述第六联动杆的数量均为两个，两个所述第四联动杆分别可转动连接两个所述第二联动杆，两个所述第四联动杆还分别可转动连接两个所述第五联动杆，两个第五联动杆分别可转动连接两个所述第六联动杆，两个所述第六联动杆分别可转动连接所述支撑座的两侧。

在其中一个实施例中，所述样品靶升降机构还包括第二套轴，两个所述第五联动杆之间可转动连接有所述第二套轴。

在其中一个实施例中，所述弹性部件为圆柱弹簧。

一种质谱仪换样装置，包括靶座组件、驱动组件以及所述的样品靶升降机构；

所述驱动组件包括第一样品靶移动平台机构以及第二样品靶移动平台机构；所述靶座组件连接在所述第二样品靶移动平台机构上，所述第二样品靶移动平台机构连接在所述第一样品靶移动平台机构上，所述第一样品靶移动平台机构用于驱动所述第二样品靶移动平台机构以及所述靶座组件在水平面内横向移动，所述第二样品靶移动平台机构用于驱动所述靶座组件在水平面内纵向移动；

所述靶座组件包括靶台、导柱以及挂钩；所述靶台连接所述第二样品靶移动平台机构，所述导柱的一端连接在所述靶台的上表面，所述导柱的另一端朝向升降台且沿着所述斜上方延伸，所述挂钩连接在所述靶台上且所述挂钩的钩槽开口朝上，所述挂钩的钩尖的高度较处于复位状态的所述第一套轴的高度低，所述靶台的高度较处于复位状态的升降台的高度高；当所述第一样品靶移动平台机构驱动所述靶台以及所述挂钩朝向所述升降座移动时，所述靶台逐渐移动至所述升降台的上方，所述挂钩逐渐移动至所述第一套轴的下方，当所述靶台抵接所述第一套轴且逐渐挤压所述第一套轴时，所述第一套轴逐渐朝向所述挂钩的沟槽内移动，且所述升降台逐渐上升并将所述靶台上的样品靶托起；当所述第一样品靶移动平台机构驱动所述靶台以及所述挂钩复位时，所述挂钩带动所述第一套轴逐渐复位，所述样品靶逐渐下降至所述靶台上并与所述导柱配合，所述弹性部件逐渐收缩以带动所述第一套轴完全复位以脱离所述挂钩，且所述升降台完全复位以脱离所述样品靶。

一种使用所述的质谱仪换样装置的质谱仪换样方法，包括如下步骤：

关闭真空箱上的密封盖；通过第二样品靶移动平台机构驱动靶座组件在水平面内纵向移动，直至所述靶座组件对齐第一套轴，通过第一样品靶移动平台机构驱动所述第二样品靶移动平台机构以及所述靶座组件在水平面内横向移动，以逐渐接近所述第一套轴；

当所述靶座组件上的所述靶台以及所述挂钩朝向所述第一套轴移动时，所述靶台逐渐移动至升降台的上方，且所述挂钩逐渐移动至所述第一套轴的下方；当所述靶台抵接所述第一套轴且逐渐挤压所述第一套轴时，所述第一套轴逐渐朝向所述挂钩的沟槽内移动，且所述升降台逐渐上升并将所述靶台上的样品靶托起；

通过所述第一样品靶移动平台机构继续驱动所述靶台挤压所述第一套轴直至所述升降台抬高使得所述样品靶完全抵接在真空箱的顶部，所述样品靶密封所述真空箱的进样孔；

所述密封盖与所述样品靶将所述进样孔密封形成用于换样的过渡腔，对所述过渡腔进气使得所述过渡腔内恢复为常压状态，打开所述密封盖，通过进样孔更换所述样品靶上的样品，关闭所述密封盖，对所述过渡腔抽吸形成真空状态；

通过所述第一样品靶移动平台机构驱动所述靶台以及所述挂钩复位时，所述挂钩带动所述第一套轴逐渐复位，所述样品靶逐渐下降至所述靶台上并与所述靶台上的导柱配合，弹性部件收缩以带动所述第一套轴完全复位以脱离所述挂钩，且所述升降台完全复位以脱离所述样品靶至所述靶台上。

上述样品靶升降机构能够确保在真空箱室内实现样品靶的升降，成本低，结构紧凑，解决了传统的真空丝杆等带来的费用昂贵的问题，无需单独的真空电机、真空丝杠驱动，借助外接的驱动组件即用于驱动样品靶移动的驱动组件即可实现样品靶升降机构的升降运动，成本相对降低，并实现空间最小化。

附图说明

图1为一实施例所述的质谱仪换样装置与真空箱配合时未密封进样孔时的示意图；

图2为图1中所示的质谱仪换样装置与真空箱配合时密封进样孔时的示意图；

图3为图1中所示的质谱仪换样装置结构示意图；

图4为图3所示的质谱仪换样装置除去第一联动杆、第二联动杆后的侧面图；

图5为一实施例所述的样品靶移动平台机构的示意图；

图6为图5所示的样品靶移动平台机构的部分拆解示意图；

图7为图5所示的样品靶移动平台机构的爆炸图；

图8为质谱仪换样装置示意图；

图9为图8所示的质谱仪换样装置另一视角示意图。

附图标记说明

10：质谱仪换样装置；100：靶座组件；110：靶台；120：导柱；130：挂钩；140：磁性件；200：驱动组件；210：第一样品靶移动平台机构；220：第二样品靶移动平台机构；300：样品靶升降机构；310：升降座；311：升降底座；312：支撑座；3121；紧固孔；320：升降台；321：凸块；330：第一套轴；340：第一联动杆；350：第二联动杆；360：第三联动杆；370：弹性部件；380：第四联动杆；390：第五联动杆；3100：第六联动杆；3110：第二套轴；400：样品靶移动平台机构；410：导向部件；411：导向座；4111：第一让位槽；4112：第二让位槽；412：第一导向杆；413：第二导向杆；414：导向滑块；420：传动部件；421：传动丝杆；422：传动块；423：驱动件；424：联轴器；425：第一固定座；426：第二固定座；427：轴承；428：轴承固定件；429：轴承挡片；430：负载支撑件；431：第三让位槽；440：限位部件；441：微动开关；442：开关接触件；20：真空箱；21：密封盖；30：样品靶。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参见图1、图8及图9所示，本发明一实施例提供了一种质谱仪换样装置10，其包括靶座组件100、驱动组件200以及样品靶升降机构300。

驱动组件200包括第一样品靶移动平台机构210以及第二样品靶移动平台机构220。靶座组件100连接在第二样品靶移动平台机构220上，第二样品靶移动平台机构220连接在第一样品靶移动平台机构210上。

第一样品靶移动平台机构210安装在质谱仪的真空箱20内且位于真空箱20的底面。第一样品靶移动平台机构210用于驱动第二样品靶移动平台机构220以及靶座组件100在水平面内横向移动。第二样品靶移动平台机构220用于驱动靶座组件100在水平面内纵向移动。

参见图1所示，靶座组件100包括靶台110、导柱120以及挂钩130。靶台110连接第二样品靶移动平台机构220，导柱120的一端连接在靶台110的上表面。

参见图3及图4所示，样品靶升降机构300包括升降座310、升降台320、第一套轴330、第一联动杆340、第二联动杆350、第三联动杆360以及弹性部件370。升降座310位于质谱仪的真空箱20内且连接在真空箱20的底面。

第一联动杆340的一端可转动连接升降台320，第一联动杆340的另一端可转动连接升降座310。第二联动杆350的一端可转动连接于升降台320，第二联动杆350的另一端可转动连接升降座310。第三联动杆360可转动连接第二联动杆350，第三联动杆360上还可转动连接有第一套轴330。

进一步地，升降台320的顶部还连接有凸块321，样品靶30的底面设有凹槽，凸块321与凹槽能够适配，当升降台320位于样品靶30的底面且升降台320逐步抬升时，凸块321能够勾在凹槽内，以辅助样品靶30抬升。

进一步地，靶座组件100还包括磁性件140，磁性件140连接在靶台110上；磁性件140，磁性件140可以是磁铁，样品靶30上设有与磁性件140能够磁性相吸的铁块或者磁铁块。当升降台320带动样品靶30逐步复位且样品靶30移动到靶台110的上方时，磁性件140能够与样品靶30上的铁块或者磁铁块相吸，以辅助样品靶30重新回到靶台110上。

第一套轴330用于与驱动组件200配合，当驱动组件200挤压第一套轴330时，第三联动杆360通过带动第二联动杆350转动以带动升降台320做弧线运动完成上升动作，当驱动组件200带动第一套轴330复位时，第三联动杆360通过带动第二联动杆350逆向转动以带动升降台320逆向运动完成下降动作。

弹性部件370的一端连接升降座310，弹性部件370的另一端连接第二联动杆350；当升降台320上升时弹性部件370伸长，当弹性部件370收缩时能够带动升降台320下降且带动第一套轴330完全复位。弹性部件370优选为圆柱弹簧。

在一具体示例中，述升降座310包括升降底座311以及支撑座312。升降底座311连接在真空箱20的底面，支撑座312连接在真空箱20的内壁上，升降底座311位于真空箱20的进样孔的下方。支撑座312连接在升降底座311上，支撑座312朝向升降底座311的上方延伸。第一联动杆340的一端与第二联动杆350的一端可转动连接升降底座311，第一联动杆340的另一端与第二联动杆350的另一端均朝向升降底座311的上方延伸，第一联动杆340与第二联动杆350均平行于支撑座312。

进一步地，支撑座312上具有紧固孔3121，支撑座312可以通过紧固件穿设于紧固孔3121以与真空箱的内壁紧固连接。

进一步地，第一联动杆340的数量为两个。两个第一联动杆340分别位于支撑座312的两侧，两个第一联动杆340的一端分别可转动连接升降台320的两侧，两个第一联动杆340的另一端分别可转动连接升降底座311的两侧。设置第一联动杆340的数量为两个能够提高样品靶升降机构300在升降运动时的稳定性。

更进一步地，第二联动杆350的数量为两个。两个第二联动杆350分别位于支撑座312的两侧，两个第二联动杆350的一端分别可转动连接升降台320的两侧，两个第二联动杆350的另一端分别可转动连接升降底座311的两侧，其中一个第二联动杆350与其中一个第一联动杆340位于相同的一侧，另一个第二联动杆350与另一个第一联动杆340位于相同的一侧。设置第二联动杆350的数量为两个能够提高样品靶升降机构300在升降运动时的稳定性。

与第二联动杆350的数量对应，弹性部件370的数量也为两个，两个弹性部件370的其中一端分别连接升降底座311的两侧壁，两个弹性部件370的另一端分别与两个第二联动杆350对应连接。设置弹性部件370的数量为两个是为了提高样品靶升降机构300运行稳定性，当弹性部件370收缩时，两个弹性部件370可以分别对两个第二联动杆350施力，以保持两个第二联动杆350平衡。

在一具体示例中，样品靶升降机构300还包括第四联动杆380、第五联动杆390以及第六联动杆3100。第四联动杆380的两端分别可转动连接第二联动杆350与第五联动杆390，第五联动杆390可转动连接第六联动杆3100的一端，第六联动杆3100可转动连接支撑座312，第四联动杆380还与第三联动杆360可转动连接。

优选地，第四联动杆380的数量、第五联动杆390的数量以及第六联动杆3100的数量均为两个。两个第四联动杆380分别可转动连接两个第二联动杆350，两个第四联动杆380还分别可转动连接两个第五联动杆390，两个第五联动杆390分别可转动连接两个第六联动杆3100，两个第六联动杆3100分别可转动连接支撑座312的两侧。设置第四联动杆380的数量、第五联动杆390的数量以及第六联动杆3100的数量均为两个能够提高样品靶升降机构300在升降运动时的稳定性。

在一具体示例中，样品靶升降机构300还包括第二套轴3110，两个第五联动杆390之间可转动连接有第二套轴3110。

样品靶30安装在靶台110上，样品靶30下方具有空位，该空位用于给升降台320让位。导柱120的另一端朝向升降台320且沿着斜上方延伸，挂钩130连接在靶台110上且挂钩130的钩槽开口朝上，挂钩130的钩尖的高度较处于复位状态时第一套轴330的高度低，靶台110的高度较处于复位状态时的升降台320的高度高。

在一具体示例中，第一样品靶移动平台机构210以及第二样品靶移动平台机构220的具体结构均可以参见样品靶移动平台机构400的描述。

参见图5所示，样品靶移动平台机构400包括导向部件410、传动部件420以及负载部件。

导向部件410包括导向座411、第一导向杆412、第二导向杆413以及导向滑块414。第一导向杆412以及第二导向杆413平行设在导向座411上。第一导向杆412、第二导向杆413之间具有间隔，该间隔用于供下述的传动丝杆421放置。第一导向杆412以及第二导向杆413上均滑动连接有导向滑块414。

传动部件420包括传动丝杆421、传动块422以及驱动件423。驱动件423设在导向座411上且连接于传动丝杆421，传动丝杆421位于第一导向杆412与第二导向杆413之间，传动块422螺纹连接在传动丝杆421上。

驱动件423可以是驱动电机。驱动件423与导向座411可拆卸式连接。驱动件423与导向座411可拆卸式连接的设置可以实现方便拆解的目的，在驱动件423和/或导向座411发生故障时，方便拆解进行维修和更换。

负载部件具有负载支撑件430。负载支撑件430连接在多个导向滑块414上，负载支撑件430还连接于传动块422。负载支撑件430呈扁平状，负载支撑件430的上表面用于放置靶台或者另一个样品靶移动平台机构。多个导向滑块414的上端以及传动块422的上端均位于同一个平面内，负载支撑件430的下表面与多个导向滑块414以及传动块422连接，如此可以确保负载支撑件430处于水平状态以便于负载靶台或者另一个样品靶移动平台机构。

在一具体示例中，导向座411具有第一让位槽4111，第一让位槽4111位于第一导向杆412与第二导向杆413之间，驱动件423卡设在第一让位槽4111内。驱动件423可以是驱动电机。

进一步地，第一导向杆412与第二导向杆413均可拆卸式连接导向座411。

在一具体示例中，第一导向杆412与第二导向杆413上均连接有至少两个导向滑块414。在附图5及附图6中，示出了第一导向杆412与第二导向杆413上均连接有两个导向滑块414。

在一具体示例中，第一导向杆412上的相邻的导向滑块414之间具有间隔，第二导向杆413上的相邻的导向滑块414之间具有间隔。相邻的导向滑块414之间具有间隔的设置，能够有效保证负载支撑件430处于水平状态以便于负载靶台或者另一个样品靶移动平台机构。

在一具体示例中，传动部件420还包括联轴器424以及相对设在导向座411上的第一固定座425、第二固定座426。传动丝杆421的两端分别可转动连接第一固定座425以及第二固定座426，传动丝杆421通过联轴器424与驱动件423的驱动轴连接。

进一步地，导向座411上还具有第二让位槽4112，第二让位槽4112与第一让位槽4111连通，第二固定座426设在第二让位槽4112内。设置第一让位槽4111与第二让位槽4112的目的是为了使得驱动件423以及第二固定座426能分别嵌设在第一让位槽4111与第二让位槽4112内，如此，能节约整个样品靶移动平台机构400所占空间，提高整个样品靶移动平台机构400的紧凑型。

更进一步地，负载支撑件430上朝向驱动件423的一侧设有第三让位槽431，第三让位槽431用于为第二固定件以及驱动件423让位。当负载支撑件430朝向第二固定座426方向也即驱动件423的方向移动时，随时负载支撑件430逐渐接近第二固定座426，负载支撑件430的第三让位槽431能够逐渐套住第二固定座426，也即第三让位槽431用于为第二固定座426让位，以使得负载支撑件430最大程度地移动到驱动件423的位置，增大负载支撑件430的行程范围。

在一具体示例中，第三让位槽431的深度大于第二固定座426在传动丝杆421轴向上的长度。如此设置是为了保证第二固定座426能够进入第三让位槽431，使得第三让位槽431能够完全为第二固定座426让位。

在一具体示例中，参见图7所示，传动部件420还包括轴承427以及轴承固定件428。第一固定座425以及第二固定座426上均连接有轴承427，轴承427均通过轴承固定件428连接第一固定座425以及第二固定座426，传动丝杆421的两端可转动连接相应的轴承427。

在一具体示例中，参见图7所示，传动部件420还包括轴承挡片429。第二固定座426上的轴承427连接有轴承挡片429。

在一具体示例中，样品靶移动平台机构400还包括限位部件440，限位部件440包括微动开关441以及开关接触件442。开关接触件442连接在负载支撑件430上，导向座411上位于传动丝杆421的两端的位置处均连接有微动开关441，当负载支撑件430往复移动时，开关接触件442能够触碰相应的微动开关441。具体地，其中一个微动开关441设在第一固定座425上，另一个微动开关441设在第二固定座426上，如此设置，能够让负载支撑件430在第一固定座425于第二固定座426之间往复移动，第一固定座425于第二固定座426分别起到对负载支撑件430进行限位的作用。

上述样品靶移动平台机构400通过设置限位部件440实现了对负载支撑件430移动行程的限位，导向座411上位于传动丝杆421的两端均连接有微动开关441，当负载支撑件430往复移动时，开关接触件442能够触碰相应的微动开关441，此时，驱动电机即停止驱动，有效保护负载支撑件430在行程范围内移动。

进一步地，负载支撑件430与导向滑块414之间可拆卸式连接。负载支撑件430与导向滑块414可拆卸式连接的设置可以实现方便拆解的目的，在负载支撑件430和/或导向滑块414发生故障时，方便拆解进行维修和更换。

样品靶移动平台机构400可以适用于质谱仪真空箱内，以用于对靶台或者另一个样品靶移动平台机构的在质谱仪真空箱内的移动提供动力。

上述样品靶移动平台机构400稳定性好、无需频繁调试且成本低。在使用时，将靶台或者另一个样品靶移动平台机构置于负载支撑件430上，通过驱动件423驱动丝杆转动来带动负载支撑件430沿着第一导向杆412以及第二导向杆413移动，由于第一导向杆412以及第二导向杆413上均设有导向滑块414，多个导向滑块414能够同时支撑负载支撑件430，使得负载支撑件430上的靶台或者另一个样品靶移动平台机构的稳定性好。上述样品靶移动平台机构400采用了第一导向杆412以及第二导向杆413，并且传动丝杆421时位于第一导向杆412与第二导向杆413之间的，能够进一步地提高负载支撑件430移动时的稳定性，传动丝杆421在带动负载支撑件430移动时，第一导向杆412以及第二导向杆413能够在两侧对负载支撑件430限位、导向以及支撑作用。

上述质谱仪换样装置10更换样品靶30时包括如下步骤：

关闭密封盖21。

参见图1所示，通过第二样品靶移动平台机构220驱动靶座组件100在水平面内纵向移动，直至对齐于第一套轴330。第一样品靶移动平台机构210驱动第二样品靶移动平台机构220以及靶座组件100在水平面内横向移动，以逐渐接近第一套轴330。

当第一样品靶移动平台机构210驱动靶台110以及挂钩130朝向升降座310移动时，靶台110逐渐移动至升降台320的上方，由于此过程中升降台320时不动的，靶台110逐渐移动至升降台320的上方也即升降台320逐渐插入样品靶30的下方；同时，挂钩130逐渐移动至第一套轴330的下方。

当靶台110抵接到第一套轴330且逐渐挤压第一套轴330时，第一套轴330逐渐朝向挂钩130的沟槽内移动，同时，升降台320逐渐上升并将靶台110上的样品靶30托起，当升降台320位于样品靶30的底面且升降台320逐步抬升时，凸块321能够勾在凹槽内，以辅助样品靶30抬升。

第一样品靶移动平台机构210继续驱动靶台110挤压第一套轴330，第一套轴330带动第三联动杆360、第五联动杆390以及第六联动杆3100转动至相互收拢，同时，第三联动杆360带动第一联动杆340与第二联动杆350转动至相互收拢，使得升降台320做弧线运动逐步抬高完成上升动作直至样品靶30完全抵接在真空箱20的顶部，此时样品靶30以密封进样孔，参见图2所示，图2中的为避免遮挡，靶台110及导柱120结构未示出。

密封盖21与样品靶30将进样孔密封形成一个用于进换样的小腔室，即为过渡腔。该过渡腔为真空状态，对过渡腔进气，使得过渡腔逐渐恢复常压状态，打开密封盖21，通过进样孔对样品靶30进行换样，换样之后，关闭密封盖21，通过真空泵对过渡腔进行预抽，再次形成二级真空。

第一样品靶移动平台机构210驱动靶台110以及挂钩130逆向运动以离开升降座310移动，此时挂钩130是勾在第一套轴330上的，因此挂钩130能够带动第一套轴330逐渐复位，第一套轴330带动第三联动杆360、第五联动杆390以及第六联动杆3100逆向转动至相互远离也即逐渐复位，同时，第三联动杆360带动第一联动杆340与第二联动杆350逆向转动至相互远离也即逐渐复位，使得升降台320做弧线运动逐步下降，此时过渡腔被打开，与真空箱20形成一体。

样品靶30逐渐下降至靶台110上并与导柱120配合，同时弹性部件370逐渐收缩，此时，样品靶30仍位于升降台320上，第一套轴330仍位于挂钩130内，接下来，弹性部件370继续收缩以带动第一套轴330完全复位以脱离挂钩130且升降台320完全复位以脱离样品靶30，这时，样品靶30已经完全回到靶台110上。与此同时，当升降台320带动样品靶30逐步复位且样品靶30移动到靶台110的上方时，磁性件140能够与样品靶30上的铁块或者磁铁块相吸，以辅助样品靶30重新回到靶台110上。

通过第二样品靶移动平台机构220驱动靶座组件100在水平面内纵向移动，第一样品靶移动平台机构210驱动第二样品靶移动平台机构220以及靶座组件100在水平面内横向移动，以使得靶座组件100上的样品靶移动到预定的电离区进行电离分析。

上述样品靶升降机构300能够确保在真空箱20室内实现样品靶30的升降，成本低，结构紧凑，解决了传统的真空丝杆等带来的费用昂贵的问题，无需单独的真空电机、真空丝杠驱动，借助外接的驱动组件200即用于驱动样品靶移动的驱动组件200即可实现样品靶升降机构300的升降运动，成本相对降低，并实现空间最小化。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种质谱仪换样装置，其特征在于，包括靶座组件、驱动组件以及样品靶升降机构；

样品靶升降机构包括升降座、升降台、第一套轴、第一联动杆、第二联动杆、第三联动杆以及弹性部件；

所述第一联动杆的一端可转动连接所述升降台，所述第一联动杆的另一端可转动连接所述升降座；所述第二联动杆的一端可转动连接所述升降台，所述第二联动杆的另一端可转动连接所述升降座；所述第三联动杆可转动连接所述第二联动杆，所述第三联动杆还与所述第一套轴可转动连接，所述第一套轴用于与外接的驱动组件配合；所述弹性部件的一端连接所述升降座，所述弹性部件的另一端连接所述第二联动杆；

当挤压所述第一套轴时，所述第三联动杆通过带动所述第二联动杆转动以带动所述升降台做弧线运动完成上升动作，当带动所述第一套轴复位时，所述第三联动杆通过带动所述第二联动杆逆向转动以带动所述升降台逆向运动完成下降动作；

所述驱动组件包括第一样品靶移动平台机构以及第二样品靶移动平台机构；所述靶座组件连接在所述第二样品靶移动平台机构上，所述第二样品靶移动平台机构连接在所述第一样品靶移动平台机构上，所述第一样品靶移动平台机构用于驱动所述第二样品靶移动平台机构以及所述靶座组件在水平面内横向移动，所述第二样品靶移动平台机构用于驱动所述靶座组件在水平面内纵向移动；所述驱动组件还用于驱动所述第一套轴动作以带动所述升降台上升或者下降；

所述靶座组件包括靶台、导柱以及挂钩；所述靶台连接所述第二样品靶移动平台机构，所述导柱的一端连接在所述靶台的上表面，所述导柱的另一端朝向升降台且沿着斜上方延伸，所述挂钩连接在所述靶台上且所述挂钩的钩槽开口朝上，所述挂钩的钩尖的高度较处于复位状态的所述第一套轴的高度低，所述靶台的高度较处于复位状态的升降台的高度高。

2.根据权利要求1所述的质谱仪换样装置，其特征在于，所述升降座包括升降底座以及支撑座；所述支撑座连接在所述升降底座上，所述支撑座朝向所述升降底座的上方延伸；所述第一联动杆的一端与所述第二联动杆的一端可转动连接所述升降底座，所述第一联动杆的另一端与所述第二联动杆的另一端均朝向所述升降底座的上方延伸，所述第一联动杆与所述第二联动杆均平行于所述支撑座。

3.根据权利要求2所述的质谱仪换样装置，其特征在于，所述第一联动杆的数量为两个；两个所述第一联动杆分别位于所述支撑座的两侧，两个所述第一联动杆的一端分别可转动连接升降台的两侧，两个所述第一联动杆的另一端分别可转动连接所述升降底座的两侧。

4.根据权利要求3所述的质谱仪换样装置，其特征在于，所述第二联动杆的数量为两个；两个所述第二联动杆分别位于所述支撑座的两侧，两个所述第二联动杆的一端分别可转动连接所述升降台的两侧，两个所述第二联动杆的另一端分别可转动连接所述升降底座的两侧，其中一个所述第二联动杆与其中一个所述第一联动杆位于相同的一侧，另一个所述第二联动杆与另一个所述第一联动杆位于相同的一侧。

5.根据权利要求4所述的质谱仪换样装置，其特征在于，所述样品靶升降机构还包括第四联动杆、第五联动杆以及第六联动杆；所述第四联动杆的两端分别可转动连接所述第二联动杆与所述第五联动杆，所述第五联动杆可转动连接所述第六联动杆，所述第六联动杆可转动连接所述支撑座，所述第四联动杆还与所述第三联动杆可转动连接。

6.根据权利要求5所述的质谱仪换样装置，其特征在于，所述第四联动杆的数量、所述第五联动杆的数量以及所述第六联动杆的数量均为两个；两个所述第四联动杆分别可转动连接两个所述第二联动杆，两个所述第四联动杆还分别可转动连接两个所述第五联动杆，两个第五联动杆分别可转动连接两个所述第六联动杆，两个所述第六联动杆分别可转动连接所述支撑座的两侧。

7.根据权利要求6所述的质谱仪换样装置，其特征在于，所述样品靶升降机构还包括第二套轴，两个所述第五联动杆之间可转动连接有所述第二套轴。

8.根据权利要求2-7任意一项所述的质谱仪换样装置，其特征在于，所述弹性部件为圆柱弹簧。

9.根据权利要求2-7任意一项所述的质谱仪换样装置，其特征在于，所述靶座组件还包括磁性件，所述磁性件连接在靶台上；所述样品靶上设有与所述磁性件能够磁性相吸的铁块或者磁铁块。

10.一种使用权利要求1至9任意一项所述的质谱仪换样装置的质谱仪换样方法，其特征在于，包括如下步骤：

关闭真空箱上的密封盖；通过第二样品靶移动平台机构驱动靶座组件在水平面内纵向移动，直至所述靶座组件对齐第一套轴，通过第一样品靶移动平台机构驱动所述第二样品靶移动平台机构以及所述靶座组件在水平面内横向移动，以逐渐接近所述第一套轴；

当所述靶座组件上的所述靶台以及所述挂钩朝向所述第一套轴移动时，所述靶台逐渐移动至升降台的上方，且所述挂钩逐渐移动至所述第一套轴的下方；当所述靶台抵接所述第一套轴且逐渐挤压所述第一套轴时，所述第一套轴逐渐朝向所述挂钩的沟槽内移动，且所述升降台逐渐上升并将所述靶台上的样品靶托起；

通过所述第一样品靶移动平台机构继续驱动所述靶台挤压所述第一套轴直至所述升降台抬高使得所述样品靶完全抵接在真空箱的顶部，所述样品靶密封所述真空箱的进样孔；

所述密封盖与所述样品靶将所述进样孔密封形成用于换样的过渡腔，对所述过渡腔进气使得所述过渡腔内恢复为常压状态，打开所述密封盖，通过进样孔更换所述样品靶上的样品，关闭所述密封盖，对所述过渡腔抽吸形成真空状态；

通过所述第一样品靶移动平台机构驱动所述靶台以及所述挂钩复位时，所述挂钩带动所述第一套轴逐渐复位，所述样品靶逐渐下降至所述靶台上并与所述靶台上的导柱配合，弹性部件收缩以带动所述第一套轴完全复位以脱离所述挂钩，且所述升降台完全复位以脱离所述样品靶至所述靶台上。

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