CN113406362A - 一种高真空原位原子力显微镜送样装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高真空原位原子力显微镜送样装置，包括底座，所述底座上安装有原子力显微镜本体：所述底座上对称开设有两个平行的开槽，其中一个所述开槽内设置有光杆，且光杆与开槽的内壁固定连接，另一个所述开槽内设置有螺杆，且螺杆与开槽的内壁转动连接，所述螺杆延伸至开槽外侧并连接有驱动其转动的驱动机构。本发明通过设置转轴，并设置配合转轴运动的翻转机构，通过主动拨盘带动从动槽轮将连续运动转化为间隙运动，从而实现转轴间隙转动。槽轮可以带动样品放置器皿同步翻转，可以实现上侧的样品放置器皿用于测量，两侧的样品放置器皿用于备选，便于实现切换测量，极大的节约了测量人员的时间和精力。
Description
技术领域
本发明涉及原子力显微镜技术领域，尤其涉及一种高真空原位原子力显微镜送样装置。
背景技术
子力显微镜的基本原理是：将一个对微弱力极敏感的微悬臂一端固定，另一端有一微小的针尖，针尖与样品表面轻轻接触，由于针尖尖端原子与样品表面原子间存在极微弱的排斥力，通过在扫描时控制这种力的恒定，带有针尖的微悬臂将对应于针尖与样品表面原子间作用力的等位面而在垂直于样品的表面方向起伏运动。利用光学检测法或隧道电流检测法，可测得微悬臂对应于扫描各点的位置变化，从而可以获得样品表面形貌的信息。
但是现有技术中原子力显微镜通常采用人力送样的方式，在测量不同样本时需要停止原子力显微镜并重新装载样本，此方式较为耗费时间和精力，因而急需改变。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述的问题，而提出的一种高真空原位原子力显微镜送样装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种高真空原位原子力显微镜送样装置，包括底座，所述底座上安装有原子力显微镜本体：
所述底座上对称开设有两个平行的开槽，其中一个所述开槽内设置有光杆，且光杆与开槽的内壁固定连接，另一个所述开槽内设置有螺杆，且螺杆与开槽的内壁转动连接，所述螺杆延伸至开槽外侧并连接有驱动其转动的驱动机构；
所述光杆和螺杆上均套设有连接架，所述连接架与光杆滑动连接，所述螺杆与连接架螺纹连接，两个所述连接架共同固定连接有托板；
所述托板的中部开设有缺口，所述缺口的内壁上转动连接有转轴，所述转轴上套设有固定套，所述固定套的外表面径向固定连接有多个连接杆，所述连接杆远离固定套的一端固定连接有样品放置器皿；
所述转轴的一端连接有驱动其间隙翻转的翻转机构，所述转轴的另一端设置有翻转后锁紧的锁紧机构。
可选地，所述驱动机构由电机、蜗杆、蜗轮和固定套构成；
所述电机采用安装在底座的延伸处，所述电机的输出轴与蜗杆固定连接，所述蜗杆与蜗轮啮合，所述蜗轮与固定套键连接，所述固定套与螺杆固定连接。
可选地，所述蜗杆通过联轴器与电机的输出轴固定连接，所述蜗杆远离电机的一端连接有轴承座，且轴承座固定连接在底座上，所述轴承座采用深沟球轴承座。
可选地，所述锁紧机构的实体部分由异形壳体、卡块、弹簧和T型杆构成；
所述异形壳体与托板固定连接，所述异形壳体内开设有插槽、收纳槽和限位槽，所述插槽与收纳槽连通，所述收纳槽内设置有卡块，所述卡块与插槽的内壁之间焊接有弹簧，所述卡块固定连接有T型杆，所述T型杆间隙穿过收纳槽的内壁并延伸至限位槽内，所述转轴上开设有多个与卡块配合使用的卡槽。
可选地，所述翻转机构由机箱、主动拨盘、从动槽轮和减速电机构成；
所述主动拨盘与从动槽轮啮合，所述主动拨盘和从动槽轮均设置在机箱内，所述减速电机安装在机箱的外侧，所述主动拨盘与减速电机的输出轴键连接，所述从动槽轮与转轴键连接。
可选地，所述从动槽轮采用四槽槽轮，所述样品放置器皿的数量为四个。
本发明具备以下优点：
本发明通过设置转轴，并设置配合转轴运动的翻转机构，通过电机的动力带动主动拨盘连续转动，通过主动拨盘带动从动槽轮将连续运动转化为间隙运动，从而实现转轴间隙转动。从动槽轮采用四槽槽轮，样品放置器皿的数量为四个，四槽槽轮可以带动四个放置器皿同步翻转，可以实现上侧的放置器皿用于测量，两侧的放置器皿用于备选，便于实现切换测量，极大的节约了测量人员的时间和精力。
本发明通过设置锁紧机构配合翻转机构，通过弹簧的弹力带动卡块卡入卡槽内实现转轴的锁紧，配合翻转机构，可以在翻转后对转轴进行锁紧，增加原子力显微镜测量时的稳定性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的俯视图；
图3为本发明中驱动机构示意图；
图4为本发明中锁紧机构示意图；
图5为本发明中翻转机构示意图。
图中：1底座、2光杆、3原子力显微镜本体、4螺杆、5驱动机构、51电机、52蜗杆、53蜗轮、54轴承座、55固定套、6锁紧机构、61异形壳体、62限位槽、63卡槽、64卡块、65弹簧、66T型杆、67插槽、68收纳槽、69、7样品放置器皿、8翻转机构、81机箱、82主动拨盘、83从动槽轮、84减速电机、9连接杆、10固定套、11转轴、12连接架、13托板。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-5，一种高真空原位原子力显微镜送样装置，包括底座1，底座1上安装有原子力显微镜本体3。
底座1上对称开设有两个平行的开槽，其中一个开槽内设置有光杆2，且光杆2与开槽的内壁固定连接，另一个开槽内设置有螺杆4，且螺杆4与开槽的内壁转动连接。
螺杆4延伸至开槽外侧并连接有驱动其转动的驱动机构5，驱动机构5由电机51、蜗杆52、蜗轮53和固定套55构成，具体连接方式如下：
电机51采用安装在底座1的延伸处，电机51的输出轴与蜗杆52固定连接，蜗杆52与蜗轮53啮合，蜗轮53与固定套55键连接，固定套55与螺杆4固定连接。
蜗杆52通过联轴器(图中未示出)与电机51的输出轴固定连接，蜗杆52远离电机51的一端连接有轴承座54，且轴承座54固定连接在底座1上，轴承座54采用深沟球轴承座。轴承座54的设置起到了支撑和固定的作用。
驱动机构5的作用在于，通过电机51的动力，带动蜗杆52转动，蜗杆52带动蜗轮53转动，蜗轮53带动固定套55转动，固定套55带动螺杆4转动，螺杆4最终实现带动托板13轴向运动。
光杆2和螺杆4上均套设有连接架12，连接架12与光杆2滑动连接，螺杆4与连接架12螺纹连接，两个连接架12共同固定连接有托板13。
托板13的中部开设有缺口，缺口的内壁上转动连接有转轴11，转轴11上套设有固定套10，固定套10的外表面径向固定连接有多个连接杆9，连接杆9远离固定套10的一端固定连接有样品放置器皿7。
转轴11的一端连接有驱动其间隙翻转的翻转机构8，翻转机构8由机箱81、主动拨盘82、从动槽轮83和减速电机84构成，具体连接方式如下：
主动拨盘82与从动槽轮83啮合，主动拨盘82和从动槽轮83均设置在机箱81内，减速电机84安装在机箱81的外侧，主动拨盘82与减速电机84的输出轴键连接，从动槽轮83与转轴11键连接。
翻转机构8的作用在于，通过电机84的动力带动主动拨盘82连续转动，通过主动拨盘82带动从动槽轮83将连续运动转化为间隙运动，从而实现转轴11间隙转动。
从动槽轮83采用四槽槽轮，样品放置器皿7的数量为四个，四槽槽轮可以带动四个样品放置器皿7同步翻转，可以实现上侧的样品放置器皿7用于测量，两侧的样品放置器皿7用于备选，便于实现切换测量。
转轴11的另一端设置有翻转后锁紧的锁紧机构6，锁紧机构6的实体部分由异形壳体61、卡块64、弹簧65和T型杆66构成，具体连接方式如下：
异形壳体61与托板13固定连接，异形壳体61内开设有插槽67、收纳槽68和限位槽62，插槽67与收纳槽68连通，收纳槽68内设置有卡块64，卡块64与插槽67的内壁之间焊接有弹簧65，卡块64固定连接有T型杆66，T型杆66间隙穿过收纳槽68的内壁并延伸至限位槽62内，转轴11上开设有多个与卡块64配合使用的卡槽63。
锁紧机构6的作用在于，通过弹簧65的弹力带动卡块64卡入卡槽63内实现转轴11的锁紧，配合翻转机构8，可以在翻转后对转轴11进行锁紧。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，这里无法对所有的实施方式予以穷举，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种高真空原位原子力显微镜送样装置，包括底座(1)，所述底座(1)上安装有原子力显微镜本体(3)，其特征在于：
所述底座(1)上对称开设有两个平行的开槽，其中一个所述开槽内设置有光杆(2)，且光杆(2)与开槽的内壁固定连接，另一个所述开槽内设置有螺杆(4)，且螺杆(4)与开槽的内壁转动连接，所述螺杆(4)延伸至开槽外侧并连接有驱动其转动的驱动机构(5)；
所述光杆(2)和螺杆(4)上均套设有连接架(12)，所述连接架(12)与光杆(2)滑动连接，所述螺杆(4)与连接架(12)螺纹连接，两个所述连接架(12)共同固定连接有托板(13)；
所述托板(13)的中部开设有缺口，所述缺口的内壁上转动连接有转轴(11)，所述转轴(11)上套设有固定套(10)，所述固定套(10)的外表面径向固定连接有多个连接杆(9)，所述连接杆(9)远离固定套(10)的一端固定连接有样品放置器皿(7)；
所述转轴(11)的一端连接有驱动其间隙翻转的翻转机构(8)，所述转轴(11)的另一端设置有翻转后锁紧的锁紧机构(6)。
2.根据权利要求1所述的一种高真空原位原子力显微镜送样装置，其特征在于，所述驱动机构(5)由电机(51)、蜗杆(52)、蜗轮(53)和固定套(55)构成；
所述电机(51)采用安装在底座(1)的延伸处，所述电机(51)的输出轴与蜗杆(52)固定连接，所述蜗杆(52)与蜗轮(53)啮合，所述蜗轮(53)与固定套(55)键连接，所述固定套(55)与螺杆(4)固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种高真空原位原子力显微镜送样装置，其特征在于，所述蜗杆(52)通过联轴器与电机(51)的输出轴固定连接，所述蜗杆(52)远离电机(51)的一端连接有轴承座(54)，且轴承座(54)固定连接在底座(1)上，所述轴承座(54)采用深沟球轴承座。
4.根据权利要求1所述的一种高真空原位原子力显微镜送样装置，其特征在于，所述锁紧机构(6)的实体部分由异形壳体(61)、卡块(64)、弹簧(65)和T型杆(66)构成；
所述异形壳体(61)与托板(13)固定连接，所述异形壳体(61)内开设有插槽(67)、收纳槽(68)和限位槽(62)，所述插槽(67)与收纳槽(68)连通，所述收纳槽(68)内设置有卡块(64)，所述卡块(64)与插槽(67)的内壁之间焊接有弹簧(65)，所述卡块(64)固定连接有T型杆(66)，所述T型杆(66)间隙穿过收纳槽(68)的内壁并延伸至限位槽(62)内，所述转轴(11)上开设有多个与卡块(64)配合使用的卡槽(63)。
5.根据权利要求1所述的一种高真空原位原子力显微镜送样装置，其特征在于，所述翻转机构(8)由机箱(81)、主动拨盘(82)、从动槽轮(83)和减速电机(84)构成；
所述主动拨盘(82)与从动槽轮(83)啮合，所述主动拨盘(82)和从动槽轮(83)均设置在机箱(81)内，所述减速电机(84)安装在机箱(81)的外侧，所述主动拨盘(82)与减速电机(84)的输出轴键连接，所述从动槽轮(83)与转轴(11)键连接。
6.根据权利要求5所述的一种高真空原位原子力显微镜送样装置，其特征在于，所述从动槽轮(83)采用四槽槽轮，所述样品放置器皿(7)的数量为四个。
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