CN113071802A - 应用于真空或气氛环境腔体间样品传输的梳齿式移样机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了应用于真空或气氛环境腔体间样品传输的梳齿式移样机构，包括水平推杆、梳齿式移样头、样品盒和梳齿式样品台，样品盒设置梳齿式底座，使用该机构在不同腔体间传输样品时，首先在移出腔体内，水平推杆驱动梳齿式移样头插入梳齿式样品台，梳齿式样品台下降，梳齿式移样头承载样品，水平推杆驱动梳齿式移样头带着样品移至样品盒梳齿式底座上方，梳齿式底座上升并承载样品，移开梳齿式移样头，封闭样品盒，然后将样品盒转移至移入腔体内，打开样品盒，按照相反顺序将样品移至梳齿式样品台，完成样品传输，该机构无需样品托而单独传输各类尺寸样品，尤其适用2至10毫米长宽的小样品，与样品间无滑动摩擦，保护样品，且防止干扰实验测试。
Description
技术领域
本发明涉及样品传输技术领域，具体而言，涉及应用于真空或气氛环境腔体间样品传输的梳齿式移样机构。
背景技术
样品传输技术是指在保证样品处于真空或气氛等苛刻工作环境的前提下，借助样品传输装置使样品在不同实验仪器的腔体之间传输的技术。借助样品传输技术可以在避免非实验环境对样品和实验结果造成影响的前提下，传输样品进入不同的实验仪器，以对样品不同物理量进行不同类型的分析检测。样品传输技术已在表界面科学、材料科学、生物科学等领域发挥了重要作用，且成为分析检测技术领域发展的重要工具。
根据调研，现有样品传输装置往往采用真空管道传输方案，其主要结构包含真空管道和样品移动机构，通过真空管道将各腔体相连，并通过样品移动机构承载并传输样品。样品移动机构包含若干对移样头和样品台，移样头可承载样品并使样品在不同样品台间传输。然而，该方案存在一些不足之处，如下所示：
1.真空管道连接各腔体后组成的系统体积庞大，且往往因为传输距离较长、传输路径复杂等，而造成结构复杂、造价昂贵等问题；
2.不同实验仪器内的污染和干扰会通过真空管道相互传递。
为解决上述问题，现有解决方案为将样品移动机构的样品台设置成样品盒，样品盒包含样品盒底座和样品盒盖，在样品盒底座承载样品后可通过合上样品盒盖使样品相对于样品盒外部密封，之后可以从腔体取出并置入另一腔体。此方案可以不用设置真空管道，进而避免各腔体必须相连造成的系统体积庞大问题，并使样品在实验仪器间传输过程中避免与非实验环境接触，同时有效避免污染和干扰在实验仪器间传递。
根据调研，目前科研界和工业界仅有日立公司一款应用于样品移动机构的样品盒，用于在日立公司生产的原子力显微镜、扫描电子显微镜和离子束铣等设备间传输样品。然而，该样品盒需配合日立公司特制的样品传输装置，难以直接适配或简单修改后适配其他类型的样品传输装置，且该样品盒不可避免的要求在腔体内时样品盒底座随样品一同传输，不可避免的存在如下所示的不足之处：
1.样品移动机构不能直接作用于样品，使样品和样品盒底座整体重量过大。对于部分使用样品盒的设备，承载样品的样品台有着严格的重量限制，样品和样品盒底座整体重量过大可能导致测量结果不准确，甚至导致设备损坏。
2.样品移动机构不能直接作用于样品，使样品的电学状态不易测量和控制。对于部分使用样品盒的设备，需通过导电样品台与样品接触以检测或改变其电学状态，样品盒底座与样品一同传输的方式便会导致信号电流经过铝合金材料的样品盒底座，可能对信号电流产生一定干扰，进而影响实验结果的准确性。
3.样品移动机构不能直接作用于样品，导致真空转移装置结构复杂。样品盒底座随样品同时移动，就要求移动过程中的支撑结构体积和结构复杂性也随之增加，甚至会造成支撑结构与使用样品盒的设备内部部分功能结构相干涉，进而影响设备各项功能的正常运行。
如上所述，设计一种应用于真空或气氛环境腔体间样品传输的梳齿式移样机构，对样品传输技术的发展及其在表界面科学、材料科学、生物科学等领域的应用具有非常重大的意义。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了应用于真空或气氛环境腔体间样品传输的梳齿式移样机构，包括以下内容：
本发明的实施例是这样实现的：
应用于真空或气氛环境腔体间样品传输的梳齿式移样机构，其包括水平推杆、梳齿式移样头、样品盒和梳齿式样品台，水平推杆与梳齿式移样头相连接，通过水平推杆驱动梳齿式移样头在水平方向上来回移动，以使梳齿式移样头带着样品在样品盒和梳齿式样品台间来回移动，样品盒和梳齿式样品台用于停放样品，其通过上下移动而承载或远离样品，且样品盒设置梳齿式底座和样品盒盖，其中样品盒盖用于封闭或打开样品盒。
在本发明较佳的实施例中，上述水平推杆一端设置有连接螺纹孔，用于通过螺钉穿过梳齿式移样头的连接孔，并连接在水平推杆的连接螺纹孔，使水平推杆与梳齿式移样头连接。
在本发明较佳的实施例中，上述梳齿式移样头包括移样头主体、梳齿结构和连接孔，移样头主体一端设置有梳齿结构，梳齿结构与梳齿式底座的第一梳齿槽组和梳齿式样品台的第二梳齿槽组分别交错配合，用于水平或竖直插入第一梳齿槽组或第二梳齿槽组，移样头主体另一端设置有连接孔，用于使梳齿式移样头与水平推杆连接。
在本发明较佳的实施例中，上述梳齿式底座包括梳齿式底座主体、第一梳齿槽组和梳齿式底座驱动杆，梳齿式底座主体顶部设置有第一梳齿槽组，用于使梳齿式底座承载样品，梳齿式移样头的梳齿结构水平或竖直插入第一梳齿槽组时，梳齿式移样头插入梳齿式底座，梳齿式底座主体与梳齿式底座驱动杆相连接，梳齿式底座驱动杆用于驱动梳齿式底座上下移动。
在本发明较佳的实施例中，上述梳齿式样品台包括第二梳齿槽组和自驱动样品台，第二梳齿槽组用于使梳齿式样品台承载样品，梳齿式移样头的梳齿结构水平或竖直插入第二梳齿槽组时，梳齿式移样头插入梳齿式样品台，自驱动样品台用于承载第二梳齿槽组，并且驱动梳齿式样品台上下移动。
在本发明较佳的实施例中，使用该机构在不同腔体间传输样品时，首先在移出腔体内，水平推杆驱动梳齿式移样头插入梳齿式样品台，梳齿式样品台下降，梳齿式移样头承载样品，水平推杆驱动梳齿式移样头带着样品移至样品盒梳齿式底座上方，梳齿式底座上升并承载样品，移开梳齿式移样头，封闭样品盒，然后将样品盒转移至移入腔体内，打开样品盒，按照相反顺序将样品移至梳齿式样品台，完成样品传输。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明采用了梳齿式设计，能够直接作用于样品，无需样品托而在腔体内单独传输各类尺寸样品，尤其适用2至10毫米长宽的小样品；单独传输样品方式整体传输重量小，可适配多种类多功能的设备，保证设备正常运行和实验结果的准确性。
2.本发明考虑了在工作过程中与样品间不存在滑动摩擦，可以最大程度的保护样品，且防止此类滑动摩擦干扰实验测试。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。
图1为本发明应用于真空或气氛环境腔体间样品传输的梳齿式移样机构的整体示意图；
图2为本发明应用于真空或气氛环境腔体间样品传输的梳齿式移样机构的整体剖视图；
图3为本发明梳齿式移样头的结构示意图；
图4为本发明梳齿式底座的结构示意图；
图5为本发明梳齿式样品台的结构示意图；
图6为使用本发明在移出腔体内传输样品的操作流程示意图；
图7为使用本发明在移入腔体内传输样品的操作流程示意图；
图标：1-水平推杆；2-梳齿式移样头；2.1-移样头主体；2.2-梳齿结构；2.3-连接孔；3-样品盒；3.1-梳齿式底座；3.1.1-梳齿式底座主体；3.1.2-第一梳齿槽组；3.1.3-梳齿式底座驱动杆；3.2样品盒盖；4-梳齿式样品台；4.1-第二梳齿槽组；4.2-自驱动样品台；5-样品。
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。通常在此处附图中描述和表示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
第一实施例
请参照图1和图2，本实施例提供应用于真空或气氛环境腔体间样品传输的梳齿式移样机构，其包括水平推杆1、梳齿式移样头2、样品盒3和梳齿式样品台4，水平推杆1与梳齿式移样头2相连接，通过手动方式驱动水平推杆1，从而驱动梳齿式移样头2在水平方向上来回移动，以使梳齿式移样头2带着样品5在样品盒3和梳齿式样品台4间来回移动，样品盒3和梳齿式样品台4用于停放样品5，其通过上下移动而承载或远离样品5，且样品盒3设置梳齿式底座3.1和样品盒盖3.2，梳齿式底座3.1中部设置有密封沟槽，用于安装密封圈，样品盒盖3.2用于封闭或打开样品盒3，其外围设置有密封面，梳齿式底座3.1的密封沟槽与样品盒盖3.2的密封面相互配合，从而在封闭样品盒3时保证其内部空间相对于外部空间的密封。
水平推杆1一端设置有连接螺纹孔，用于通过螺钉穿过梳齿式移样头2的连接孔2.3，并连接在水平推杆1的连接螺纹孔，使水平推杆1与梳齿式移样头2连接。
请参照图3，梳齿式移样头2包括移样头主体2.1、梳齿结构2.2和连接孔2.3，移样头主体2.1为一矩形薄片，移样头主体2.1一端设置有梳齿结构2.2，梳齿结构2.2包含三根齿，梳齿结构2.2与梳齿式底座3.1的第一梳齿槽组3.1.2和梳齿式样品台4的第二梳齿槽组4.1分别交错配合，用于水平或竖直插入第一梳齿槽组3.1.2或第二梳齿槽组4.1，移样头主体2.1另一端设置有连接孔2.3，用于使梳齿式移样头2与水平推杆1连接。
请参照图4，梳齿式底座3.1包括梳齿式底座主体3.1.1、第一梳齿槽组3.1.2和梳齿式底座驱动杆3.1.3，梳齿式底座主体3.1.1顶部设置有矩形凹槽，用于安装第一梳齿槽组3.1.2，第一梳齿槽组3.1.2包含三条槽，用于使梳齿式底座3.1承载样品5，梳齿式移样头2的梳齿结构2.2水平或竖直插入第一梳齿槽组3.1.2时，梳齿式移样头2插入梳齿式底座3.1，梳齿式底座主体3.1.1底部设置有连接螺纹孔，用于使梳齿式底座主体3.1.1与梳齿式底座驱动杆3.1.3通过螺钉连接，梳齿式底座驱动杆3.1.3用于驱动梳齿式底座3.1上下移动。
请参照图5，梳齿式样品台4包括第二梳齿槽组4.1和自驱动样品台4.2，第二梳齿槽组4.1包含三条槽，用于使梳齿式样品台4承载样品5，梳齿式移样头2的梳齿结构2.2水平或竖直插入第二梳齿槽组4.1时，梳齿式移样头2插入梳齿式样品台4，自驱动样品台4.2用于承载第二梳齿槽组4.1，并且驱动梳齿式样品台4上下移动。
请参照图6和图7，本发明的具体操作步骤为：
在移出腔体内，首先水平推杆1驱动梳齿式移样头2插入梳齿式样品台4，接着梳齿式样品台4下降，梳齿式移样头2承载样品5，再接着水平推杆1驱动梳齿式移样头2带着样品5至样品盒梳齿式底座3.1上方，梳齿式底座3上升并承载样品5，最后移开梳齿式移样头1，通过样品盒盖3.2封闭样品盒3。
然后将样品盒3转移至移入腔体内，通过样品盒盖3.2打开样品盒3，首先水平推杆1驱动梳齿式移样头2插入梳齿式底座3.1，接着梳齿式样品台4下降，梳齿式移样头2承载样品5，再接着水平推杆1驱动梳齿式移样头2带着样品5至梳齿式样品台4上方，梳齿式样品台4上升并承载样品5，最后移开梳齿式移样头1，通过样品盒盖3.2封闭样品盒3，样品5的传输过程结束。
综上所述，本发明实施例在不同腔体间传输样品时，首先在移出腔体内，水平推杆驱动梳齿式移样头插入梳齿式样品台，梳齿式样品台下降，梳齿式移样头承载样品，水平推杆驱动梳齿式移样头带着样品移至样品盒梳齿式底座上方，梳齿式底座上升并承载样品，移开梳齿式移样头，封闭样品盒，然后将样品盒转移至移入腔体内，打开样品盒，按照相反顺序将样品移至梳齿式样品台，完成样品传输，该机构无需样品托而单独传输各类尺寸样品，尤其适用2至10毫米长宽的小样品，与样品间无滑动摩擦，保护样品，且防止干扰实验测试。
本说明书描述了本发明的实施例的示例，并不意味着这些实施例说明并描述了本发明的所有可能形式。本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.应用于真空或气氛环境腔体间样品传输的梳齿式移样机构，其特征在于，包括水平推杆、梳齿式移样头、样品盒和梳齿式样品台，水平推杆与梳齿式移样头相连接，通过水平推杆驱动梳齿式移样头在水平方向上来回移动，以使梳齿式移样头带着样品在样品盒和梳齿式样品台间来回移动，样品盒和梳齿式样品台用于停放样品，其通过上下移动而承载或远离样品，且样品盒设置梳齿式底座和样品盒盖，其中样品盒盖用于封闭或打开样品盒。
2.根据权利要求1所述的应用于真空或气氛环境腔体间样品传输的梳齿式移样机构，其特征在于，所述水平推杆一端设置有连接螺纹孔，用于通过螺钉穿过梳齿式移样头的连接孔，并连接在水平推杆的连接螺纹孔，使水平推杆与梳齿式移样头连接。
3.根据权利要求1所述的应用于真空或气氛环境腔体间样品传输的梳齿式移样机构，其特征在于，所述梳齿式移样头包括移样头主体、梳齿结构和连接孔，移样头主体一端设置有梳齿结构，梳齿结构与梳齿式底座的第一梳齿槽组和梳齿式样品台的第二梳齿槽组分别交错配合，用于水平或竖直插入第一梳齿槽组或第二梳齿槽组，移样头主体另一端设置有连接孔，用于使梳齿式移样头与水平推杆连接。
4.根据权利要求1所述的应用于真空或气氛环境腔体间样品传输的梳齿式移样机构，其特征在于，所述梳齿式底座包括梳齿式底座主体、第一梳齿槽组和梳齿式底座驱动杆，梳齿式底座主体顶部设置有第一梳齿槽组，用于使梳齿式底座承载样品，梳齿式移样头的梳齿结构水平或竖直插入第一梳齿槽组时，梳齿式移样头插入梳齿式底座，梳齿式底座主体与梳齿式底座驱动杆相连接，梳齿式底座驱动杆用于驱动梳齿式底座上下移动。
5.根据权利要求1所述的应用于真空或气氛环境腔体间样品传输的梳齿式移样机构，其特征在于，所述梳齿式样品台包括第二梳齿槽组和自驱动样品台，第二梳齿槽组用于使梳齿式样品台承载样品，梳齿式移样头的梳齿结构水平或竖直插入第二梳齿槽组时，梳齿式移样头插入梳齿式样品台，自驱动样品台用于承载第二梳齿槽组，并且驱动梳齿式样品台上下移动。
6.根据权利要求1所述的应用于真空或气氛环境腔体间样品传输的梳齿式移样机构，其特征在于，使用该机构在不同腔体间传输样品时，首先在移出腔体内，水平推杆驱动梳齿式移样头插入梳齿式样品台，梳齿式样品台下降，梳齿式移样头承载样品，水平推杆驱动梳齿式移样头带着样品移至样品盒梳齿式底座上方，梳齿式底座上升并承载样品，移开梳齿式移样头，封闭样品盒，然后将样品盒转移至移入腔体内，打开样品盒，按照相反顺序将样品移至梳齿式样品台，完成样品传输。
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