CN207798866U - 连体二维旋转样品驱动器 - Google Patents

Abstract

一种连体二维旋转样品驱动器，属于超高真空设备的多维驱动领域。包括周向转动机构与轴向移动机构相互连接；转动表盘与转动壳体、固定环连接，固定环与外壳轴承座连接，外壳轴承座与支撑筒连接，支撑筒与准直筒、真空法兰连接，后端导向座旋转带动中间芯轴旋转；直线把手与直线螺杆相连，直线螺杆与直线壳体、驱动轴连接，驱动轴与钢球连接，钢球在旋转芯轴中滚动，芯轴与延长轴连接，延长轴与导向定位轴连接，钢球与直线顶杆连接。本实用新型采用钢球，波纹管等柔性连接，并利用弹簧消除反向间隙，可实现被驱动件的轴向驱动与旋转驱动，驱动精度高，内部无磁石，可用于强磁环境或无磁环境，操纵性好。

Description

连体二维旋转样品驱动器

技术领域

本实用新型属于超高真空设备的多维驱动领域，特别涉及一种连体二维旋转样品驱动器。

背景技术

超高真空技术目前已经是表面科学、半导体应用、高能粒子加速器、核聚变研究装置和宇宙开发领域不可或缺的技术。应用超高真空技术，需要在超高真空系统中进行。

超高真空系统主要由真空腔体、真空泵、真空计、真空阀门、各种运动导入器、连接导管以及电气控制系统构成。各种超高真空运动驱动器的使用，实现了对真空环境中的样品进行操纵，同时使样品及固定样品的样品架前段安装的反光镜或感光二极管等按照实验者的意图进行传递、摆动。

目前，市场上比较常见的驱动装置的类型有一维直线驱动、一维旋转驱动及二维驱动。在一维直线驱动中，比较常用的基础驱动装置有直线推动驱动器、螺旋式直线驱动器、微分头直线驱动器、中空直线驱动器；在一维旋转驱动中，比较常用的基础驱动装置有波纹管旋转导入器、磁耦合旋转导入器、差分抽旋转导入器；在二维驱动装置中，常用的有水平位移台（XY驱动器）、磁耦合直线旋转驱动器。很多超高真空实验装置，需要既可直线驱动又可旋转驱动的运动形式，所以如何巧妙地结合直线驱动和旋转是实现多维驱动的关键。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有技术中驱动器功能单一的技术问题，提供一种连体二维旋转样品驱动器。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：连体二维旋转样品驱动器，其特征在于：包括周向转动机构、轴向移动机构，以上两个机构相互连接；

所述周向转动机构中，转动表盘与转动壳体连接，转动表盘与固定环连接，固定环与外壳轴承座连接，外壳轴承座与支撑筒连接，支撑筒与准直筒连接，支撑筒与真空法兰连接，旋转壳体与后盖相连，后盖与后端导向座相连，后端导向座旋转带动中间芯轴旋转；

所述轴向移动机构中，直线把手与直线螺杆相连，直线螺杆与直线壳体连接，直线螺杆与驱动轴连接，驱动轴与钢球连接，钢球在旋转芯轴中滚动，芯轴与延长轴连接，延长轴与导向定位轴连接，钢球与直线顶杆连接，直线顶杆与前端顶杆连接，前端顶杆与弹簧连接，弹簧与弹簧固定帽连接。

所述固定环与防止驱动器旋转的锁紧顶丝连接。

所述支撑筒与准直筒通过可保证真空的波纹管柔性连接。

本实用新型有别于以往单一的一维驱动器，采用钢球，波纹管等柔性连接，并利用弹簧消除反向间隙，可实现被驱动件的轴向驱动，与旋转驱动，驱动精度高，轴向在±12mm范围内可实现精准调节，内部无磁石，可用于强磁环境或无磁环境，操纵性好。本实用新型的具体有益效果如下：

（1）该装置尽量将伸入真空内部的零件做小，以便节省真空内部的空间，减少抽真空所消耗的能量；

（2）与真空腔体连接的法兰是螺旋直线驱动器前端的法兰，因真空内组件体积较小，故其可以根据实验要求，更换法兰大小；

（3）中间芯轴充当了前端顶杆的导正装置，提高了平推时的同轴度，同时也使得驱动距离与旋转角度之间函数关系更为精确，有效降低了驱动误差对实验的干扰；

（4）采用钢球作为柔性连接，并与波纹管构成柔性连接组件，可以消除加工中的角度误差，并且不会产生回程间隙，传动平稳，无卡滞现象，无噪声；

（5）弹簧位于整个装置的最前端，可以将整个轴向移动的窜量进一步消除，而且提高了控制精度；

（6）未采用磁耦合式的驱动器，所以对真空内外磁环境均没有严格要求，可应对外部电磁场的实验环境；

（7）组件小巧，成本低廉，更换方便。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的结构剖视图。

图中：1、前端顶杆；2、准直筒；3、真空法兰；4、固定环；5、锁紧顶丝；6、转动壳体；7、直线把手；8、直线壳体；9、锁紧环；10、外壳轴承座；11、转动表盘；12、后端导向座；13、后盖；14、直线螺杆15、驱动轴；16、钢球；17、波纹管；18、支撑筒；19、芯轴；20、直线顶杆；21、延长轴；22、导向定位轴；23、弹簧；24、弹簧固定帽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明，但本实用新型并不局限于具体实施例。

实施例

如图1-图2所示的连体二维旋转样品驱动器，包括周向转动机构、轴向移动机构，以上两个机构相互连接；

所述周向转动机构中，转动表盘11与转动壳体6连接，转动表盘11与固定环4连接，固定环4与锁紧顶丝5连接，紧固锁紧顶丝5可以防止驱动器旋转，固定环4与外壳轴承座10连接，外壳轴承座10与锁紧环9连接，外壳轴承座10与支撑筒18连接，支撑筒18与准直筒2连接，支撑筒18与真空法兰3连接，转动壳体6与后盖13相连，13后盖与后端导向座12相连，12后端导向座旋转带动中间芯轴19旋转，用波纹管17做柔性连接，保证真空；

所述轴向移动机构中，直线把手7与直线螺杆14相连，直线螺杆14与直线壳体8连接，直线螺杆14与驱动轴15连接，驱动轴15与钢球16连接，钢球16在旋转芯轴19中滚动，芯轴19与延长轴21连接，延长轴21与导向定位轴22连接，钢球16与直线顶杆20连接，直线顶杆20与前端顶杆1连接，前端顶杆1与弹簧23连接，弹簧23与弹簧固定帽24连接，通过旋转直线把手7带动前端顶杆1前后移动。

实验时，转动壳体6带动后端导向座12、芯轴19、延长轴21与导向定位轴22的周向转动，通过锁紧顶丝5锁紧，防止转动；通过旋转右端直选把手7，带动直线螺杆14旋转，直线螺杆14与直线壳体8之间为螺纹副，使直线螺杆14前进或后退，直线螺杆14顶动芯轴19内的钢球16向前滚动，钢球16带动直线顶杆20移动，直线顶杆20带动前端顶杆1移动，当前端顶杆1向前移动时，弹簧23处于压缩状态，当旋转直线把手7使直线螺杆14向后移动时，弹簧23回复变形，带动前端顶杆1向后移动，并消除加工、安装中产生的间隙；上述各动作相互结合，最终实现了驱动器在二维的改变。

以上内容是结合优选技术方案对本实用新型所做的进一步详细说明，不能认定实用新型的具体实施仅限于这些说明。对本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的构思的前提下，还可以做出简单的推演及替换，都应当视为本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.连体二维旋转样品驱动器，其特征在于：包括周向转动机构、轴向移动机构，以上两个机构相互连接；

所述周向转动机构中，转动表盘（11）分别与转动壳体（6）、固定环（4）连接，固定环（4）与外壳轴承座（10）连接，外壳轴承座（10）分别与锁紧环（9）、支撑筒（18）连接，支撑筒（18）分别与准直筒（2）、真空法兰（3）连接，转动壳体（6）与后盖（13）相连，后盖（13）与后端导向座（12）相连，后端导向座（12）旋转带动中间的芯轴（19）旋转；

所述轴向移动机构中，直线把手（7）与直线螺杆（14）相连，直线螺杆（14）分别与直线壳体（8）、驱动轴（15）连接，驱动轴（15）与钢球（16）连接，钢球（16）在芯轴（19）中滚动，芯轴（19）与延长轴（21）连接，延长轴（21）与导向定位轴（22）连接，钢球（16）与直线顶杆（20）连接，直线顶杆（20）与前端顶杆（1）连接，前端顶杆（1）与弹簧（23）连接，弹簧（23）与弹簧固定帽（24）连接，通过旋转直线把手（7）带动前端顶杆（1）前后移动。

2.根据权利要求1所述的连体二维旋转样品驱动器，其特征在于：所述固定环（4）与防止驱动器旋转的锁紧顶丝（5）连接。

3.根据权利要求1所述的连体二维旋转样品驱动器，其特征在于：所述支撑筒（18）与准直筒（2）通过可保证真空的波纹管（17）柔性连接。