CN219958921U - 动态二次离子质谱分析设备的换样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动态二次离子质谱分析设备的换样装置。换样装置包括支撑架、推杆以及驱动机构，推杆设置在支撑架上；在第一方向上，推杆是可活动的，在第二方向上，推杆与驱动机构中的至少一者是可活动的，推杆与驱动机构能够在外力作用下沿第二方向产生相对运动，推杆与驱动机构传动连接或相互脱离，当推杆与驱动机构传动连接时，推杆处于自动驱动状态，推杆能够被驱动机构驱使而沿第一方向活动；当驱动机构与推杆相互脱离时，推杆处于手动驱动状态，推杆能够被手动驱动而沿第一方向运动。本实用新型具有“手动+自动”两种推进方式，在自动模式无法使用时设备也能继续使用，应用范围更广。

Description

动态二次离子质谱分析设备的换样装置

技术领域

本实用新型特别涉及一种动态二次离子质谱分析设备的换样装置，属于检测设备技术领域。

背景技术

现有的动态二次离子质谱分析设备(例如CAMECA 7f auto D-SIMS)配有自动分析功能，可以进行自动换样操作，无需手动进样，节省人力成本和时间成本。但是当自动进样接收器出现故障或者信号传输出现问题时，自动进样就不能正常运行了，需要手动进样。而现有设备主要存在问题：一、手动进样比较麻烦，需拧一个固定在螺杆上的小零件，旋转螺杆，进而推进/移出杆，这样的方式推进慢，增加时间成本；二、手动进样的时候不好把握推进距离或移出距离，定位器仅在杆完全移出时能定位准确位置，即一个定位点。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种动态二次离子质谱分析设备的换样装置，从而克服现有技术中的不足。

为实现前述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案包括：

本实用新型提供了一种动态二次离子质谱分析设备的换样装置，包括：支撑架以及推杆、驱动机构，所述推杆设置在所述支撑架上；

在第一方向上，所述推杆是可活动的，在第二方向上，所述推杆与所述驱动机构中的至少一者是可活动的，所述推杆与所述驱动机构能够在外力作用下沿第二方向产生相对运动，所述推杆与所述驱动机构传动连接或相互脱离，当所述推杆与所述驱动机构传动连接时，所述推杆处于自动驱动状态，所述推杆能够被所述驱动机构驱使而沿所述第一方向活动；当所述驱动机构与所述推杆相互脱离时，所述推杆处于手动驱动状态，所述推杆能够被手动驱动而沿所述第一方向运动，所述第一方向与所述第二方向交叉。

进一步的，所述推杆或所述驱动机构能够沿所述第二方向活动于第一工位和第二工位，且当所述推杆或所述驱动机构位于第一工位时，所述推杆与所述驱动机构传动连接；当所述推杆或所述驱动机构位于所述第二工位时，所述推杆与所述驱动机构相互脱离；

或者，所述推杆能够沿所述第二方向活动于第三工位和第四工位，所述驱动机构能够沿所述第二方向活动于第五工位和第六工位，当所述推杆位于第三工位，且所述驱动机构位于第五工位时，所述推杆与所述驱动机构传动连接；当所述推杆位于第四工位，且所述驱动机构位于第六工位时，所述推杆与所述驱动机构传动连接。

进一步的，所述驱动机构包括能够沿所述第一方向活动的运动部件，所述推杆能够与所述运动部件可分离地连接。

进一步的，所述运动部件和/或所述推杆上设置有第一吸附结构，所述运动部件与所述推杆能够通过吸附的方式固定连接，或者，所述运动部件和所述推杆上设置有榫卯结构，所述运动部件与所述推杆通过榫卯连接的方式固定连接；或者，所述运动部件和所述推杆上设置有齿状结构，所述运动部件和所述推杆通过啮合的方式连接。

进一步的，所述第一吸附结构包括负压吸附结构或磁性吸附结构。

进一步的，所述驱动机构包括驱动源和丝杆组件，所述丝杆组件包括丝杆以及丝杆螺母，所述丝杆与所述驱动源连接，所述丝杆与所述支撑架转动连接，所述丝杆螺母作为所述运动部件，其中，所述丝杆、所述推杆的轴向均与所述第一方向平行。

进一步的，所述丝杆还与一手动摇杆固定连接。

在一些较为具体的实施方案中，所述换样装置还包括导向机构，所述导向机构与所述推杆活动配合，所述导向机构与所述支撑架连接，在所述第二方向上，所述导向机构与所述推杆能够同步活动，在所述第一方向上，所述导向机构被固定，所述推杆能够相对于所述导向机构沿所述第一方向活动。

进一步的，所述导向机构套设在所述推杆上。

进一步的，所述导向机构经一伸缩机构或柔性机构与所述支撑架连接。

进一步的，所述推杆还设置有手动推进把手。

在一些较为具体的实施方案中，所述换样装置还包括识别机构，并且，所述推杆上设置有至少一定位标记，所述识别机构能够识别所述定位标记并生成提示信息。

进一步的，所述识别机构固定在选定位置处，所述选定位置位于所述定位标记的运动路径上。

进一步的，所述识别机构固定设置在所述支撑架上。

进一步的，所述识别机构包括识别模块和提示模块，所述识别模块与所述提示模块电连接，所述识别模块包括位移传感器，所述提示模块包括报警器和/或显示器。

进一步的，所述识别机构还与所述驱动机构通信连接。

进一步的，所述定位标记包括第一定位标记、第二定位标记和第三定位标记，所述第一定位标记、所述第二定位标记和所述第三定位标记沿所述第一方向依次间隔设置，所述提示信息包括第一提示信息、第二提示信息以及第三提示信息；所述识别机构用于在识别到所述第一定位标记后生成所述第一提示信息、在识别到所述第二定位标记后生成所述第二提示信息、在识别到所述第三定位标记后生成所述第三提示信息，示例性的，所述定位标记可以是电子标签等。

在一些较为具体的实施方案中，所述换样装置还包括控制机构，所述控制机构与所述驱动机构、所述识别机构通信连接，示例性的，所述控制机构可以是PLC控制器等，其所采用的数控程序以及电路结构等均是本领域技术人员已知的，PLC控制器可以通过市购获得。

在一些较为具体的实施方案中，所述换样装置还包括样品固定机构，所述样品固定机构设置在所述推杆上，并能够与所述推杆同步活动，所述样品固定机构能够可分离地固定样品。

进一步的，所述样品固定机构包括第二吸附结构，所述第二吸附结构能够通过吸附的方式固定样品。

进一步的，所述第二吸附结构包括负压吸附结构或磁性吸附结构。

与现有技术相比，本实用新型的优点包括：

本实用新型提供的一种动态二次离子质谱分析设备的换样装置具有“手动+自动”两种推进方式，在自动模式无法使用时设备也能继续使用，应用范围更广。

本实用新型提供的一种动态二次离子质谱分析设备的换样装置，通过识别机构和定位标记来准确定位推杆的工作位置，并获取推杆的推进距离，更利于推杆的故障排除，提高手动推进的进样效率和精确度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一典型实施案例中提供的一种动态二次离子质谱分析设备的换样装置的结构示意图；

图2是本实用新型一典型实施案例中提供的一种动态二次离子质谱分析设备的换样装置的推杆进入腔室内部之前的结构示意图；

图3是本实用新型一典型实施案例中提供的一种动态二次离子质谱分析设备的换样装置的推杆进入腔室时的结构示意图。

具体实施方式

鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本实用新型的技术方案。如下将结合附图以及具体实施案例对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明，需要说明的是，本实用新型实施例意在对该一种换样装置的结构组成及其工作原理等进行解释和说明，除非特别说明的之外，该换样装置所采用的电机、气缸、位移传感器、控制器等均可以通过市购获得，其他组成部件也可以通过市购获得，或者，通过现有已知的加工工艺获得，在此不对其具体的形状、尺寸等进行限定。

实施例1

请参阅图1-图3，动态二次离子质谱分析设备的换样装置包括支撑架100、推杆200以及驱动机构300，推杆200活动设置在支撑架100上，且推杆200能够与驱动机构300传动连接，并能够在驱动机构300的驱使下沿第一方向活动，以将样品在第一腔室810和第二腔室820之间转移。

第一腔室810和第二腔室820上设置有可供推杆200进出的开口，推杆200自开口进出第一腔室810或第二腔室820；示例性的，第一腔室810和第二腔室820可以是样品仓的腔室、缓冲仓的腔室或分析仓的腔室等，更具体的，换样装置的位置固定，样品仓的腔室、缓冲仓的腔室、分析仓的腔室可以设置在一旋转平台上，并沿选定轨迹转动，换样装置位于该选定轨迹上，当第一腔室810或第二腔室820上的开口运动至与换样装置对应的位置时，该换样装置可以实现样品在第一腔室810或第二腔室820内的取放/转移。

具体的，推杆200可以沿第一方向和第二方向活动，在第二方向上，推杆200能够在外力作用下运动，推杆200与驱动机构300具有两种配合状态：推杆200与驱动机构300传动连接或相互脱离，当推杆200与驱动机构300传动连接时，推杆200处于自动驱动状态，推杆200能够被驱动机构300驱使而沿第一方向活动；当驱动机构300与推杆200相互脱离时，推杆200处于手动驱动状态，推杆200能够被手动驱动而沿第一方向运动，第一方向与第二方向交叉，更具体的，第二方向和第一方向垂直，示例性的，示例性的，第一方向为水平方向，第二方向为竖直方向。

具体的，驱动机构300被固定在支撑架100上，推杆200能够在支撑架100上沿第二方向活动于第一工位和第二工位，且当推杆200位于第一工位时，推杆200与驱动机构300传动连接；当推杆200位于第二工位时，推杆200与驱动机构300相互脱离。

在一典型的实施方案中，推杆200和驱动机构300的运动部件中的至少一者上设置有第一吸附结构，驱动机构300的运动部件与推杆200能够通过吸附的方式实现可分离地的固定连接；具体的，可以通过使第一吸附结构可分离地吸附推杆200或驱动机构300的运动部件来实现驱动机构300与推杆200的传动连接或相互脱离，该第一吸附结构可以是磁性吸附机构或真空吸附机构。

在另一典型的实施方案中，驱动机构300的运动部件和推杆200上设置有榫卯结构，运动部件与推杆200通过榫卯连接的方式实现可分离地的固定连接；具体的，该榫卯结构可以包括榫头和榫眼，通过使榫头沿第二方向插入榫眼内实现两者在第一方向上的传动，示例性的，该榫头可以包括沿第二方向延伸的连接柱，榫眼可以包括沿第二方向延伸的连接孔。

在另一典型的实施方案中，驱动机构300的运动部件和推杆200上设置有齿状结构(例如齿轮等)，运动部件和推杆200通过啮合的方式连接。

具体的，驱动机构300包括驱动源310和丝杆组件320，丝杆组件320包括丝杆321以及丝杆螺母322，丝杆321与驱动源310连接，丝杆321与支撑架100转动连接，丝杆螺母322作为运动部件与推杆可分离地的固定配合；可以理解的，前述的第一吸附结构、榫卯结构以及齿状结构等均可以设置在丝杆螺母322上，其中，丝杆321、推杆200的轴向均与第一方向平行。

具体的，驱动源310可以是直线驱动电机、直线驱动气缸或其他能够实现直线驱动效果的机构等，在此不对其具体的型号等进行限定。

具体的，丝杆321还可以与一手动摇杆固定连接，当驱动源310出现故障时，且推杆200与丝杆螺母322传动连接时，可以通过手动摇杆人工驱使丝杆321转动，进而使丝杆螺母322与推杆200一起沿第一方向往复运动，以此实现推杆的人工手动驱动，和/或，推杆200上还可以设置有手动驱动把手210，当驱动机构300整体故障时，可以使推杆200与驱动机构300整体相互脱离，并通过对手动驱动把手210进行操作来实现推杆的人工手动驱动。

具体的，支撑架100可以包括底座和架体，架体固定设置在底座上，驱动源310可以固定在底座上，推杆200活动设置在架体上，丝杆321也与架体转动连接，需要说明的是，该底座和架体的结构可以根据具体需求进行设置，在此不做具体的限定。

具体的，换样装置还包括导向机构，导向机构与推杆200活动配合，导向机构与支撑架100连接，在第二方向上，导向机构与推杆200能够同步活动，在第一方向上，导向机构被固定，推杆200能够相对于导向机构沿第一方向活动，更具体的，导向机构可以套设在推杆200上，并且，导向机构经一伸缩机构或柔性机构与支撑架100连接，示例性的，伸缩机构可以是伸缩架等，柔性机构可以是绳线等，导向机构可以是具有沿第一方向延伸的开口的套筒，不仅可以实现导向机构与支撑架300在第二方向上的活动配合，也不会影响驱动机构300与推杆200在第一方向上的传动连接。

需要说明的是，实现推杆200与支撑架100在第二方向上的活动配合方式还可以采用本领域技术人员已知的其他方式和结构，在此不再赘述。

具体的，换样装置还包括样品固定机构500，样品固定机构500设置在推杆200上，并能够与推杆200同步活动，样品固定机构500能够可分离地固定样品700。

具体的，样品固定机构500包括第二吸附结构，第二吸附结构能够通过吸附的方式固定样品，例如，第二吸附结构可以是负压吸附结构或磁性吸附结构。

实施例2

请参阅图1-图3，本实施例中的一种动态二次离子质谱分析设备的换样装置与实施例1中的结构基本相同，不同之处在于：本实施例中的换样装置还包括识别机构400，并且，推杆200上设置有至少一定位标记，识别机构400能够识别定位标记并生成提示信息，以此来判断推杆200是否运动到目标位置，该目标位置可以是推杆进入第一腔室810或第二腔室820并与样品700接触并固定的位置，也可以是将第一腔室810或第二腔室820内的样品700固定并携带样品700脱出的位置等。

识别机构400固定在支撑架100上且对应在选定位置处，选定位置位于定位标记的运动路径上，可以理解的，定位标记的位置与推杆200的运动距离或位置的对应关系可以通过预先测算获得。

具体的，定位标记包括第一定位标记、第二定位标记和第三定位标记，第一定位标记、第二定位标记和第三定位标记沿第一方向依次间隔设置，所述提示信息包括第一提示信息、第二提示信息以及第三提示信息；识别机构400用于在识别到第一定位标记后生成第一提示信息、在识别到第二定位标记后生成第二提示信息、在识别到第三定位标记后生成第三提示信息，具体的，第一定位标记、第二定位标记和第三定位标记分别代表的推杆200的位置分别是第一腔室810中取/放样品点、第而腔室820中取/放样品点以及完全归位点，示例性的，第一定位标记、第二定位标记和第三定位标记均可以是电子标签等。

识别机构400包括识别模块和提示模块，识别模块与提示模块电连接，识别模块包括位移传感器，提示模块包括报警器和/或显示器；具体的，识别模块将获取的位移数据传给提示模块，提示模块的报警器发出蜂鸣声或预先录入的语音数据，以提醒用户推杆200达到目标位置，当然，提示模块中的显示器还可以显示推杆200的推移数据，以便用户获悉推杆200行进状态，进而以此调整推杆200的运动状态。

需要说明的是，送样/取样的距离是一个定值，可通过识别机构来准确定位到某一个位置，识别机构的提示模块可以实现位移信息，便于手动操作时作为参考进而实现推杆的准确定位。

识别机构400还可以与驱动机构300通信连接，可以根据识别机构400反馈的信息来自动调整驱动机构300的工作状态。具体地，识别机构400可将提示信息发送至驱动机构300；驱动机构300在接收到提示信息后，停止工作，以使得推杆200停止运动。

在另一实施方式中，换样装置还可以包括控制机构600，控制机构600与识别机构400、驱动机构300通信连接，以实现对推杆200运动状态的自动调控。具体的，识别机构400可将提示信息发送至控制机构600；控制机构600在接收到提示信息后，将提示信息发送至驱动机构300；驱动机构300在接收到提示信息后，停止工作，以使得推杆200停止运动。或者，识别机构400可将提示信息发送至控制机构600；控制机构600在接收到提示信息后，生成停止运动信息，并将该停止运动信息发送至驱动机构300；驱动机构300在接收到停止运动信息后，停止工作，以使得推杆200停止运动。控制机构600可以是可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)等，其所采用的数控程序以及电路结构等均是本领域技术人员已知的，PLC控制器可以通过市购获得。

需要说明的是，实施例1和实施例2中均是一驱动机构300在第二方向上的位置被固定，而推杆200可以活动的，当然，在第二方向上，驱动机构300也可以是活动的，推杆200也可以是相对固定的，例如，推杆200能够沿第二方向活动于第三工位和第四工位，驱动机构300能够沿第二方向活动于第五工位和第六工位；当推杆200位于第三工位，且驱动机构300位于第五工位时，推杆200与驱动机构300传动连接；当推杆200位于第四工位，且驱动机构300位于第六工位时，推杆200与驱动机构300传动连接。

应当理解，上述实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种动态二次离子质谱分析设备的换样装置，其特征在于，包括：支撑架、推杆以及驱动机构，所述推杆设置在所述支撑架上；

在第一方向上，所述推杆是可活动的；在第二方向上，所述推杆与所述驱动机构中的至少一者是可活动的，所述推杆与所述驱动机构能够在外力作用下沿第二方向产生相对运动；所述推杆与所述驱动机构传动连接或相互脱离，当所述推杆与所述驱动机构传动连接时，所述推杆处于自动驱动状态，所述推杆能够被所述驱动机构驱使而沿所述第一方向活动；当所述驱动机构与所述推杆相互脱离时，所述推杆处于手动驱动状态，所述推杆能够被手动驱动而沿所述第一方向运动，所述第一方向与所述第二方向交叉。

2.根据权利要求1所述的换样装置，其特征在于：所述推杆或所述驱动机构能够沿所述第二方向活动于第一工位和第二工位，且当所述推杆或所述驱动机构位于第一工位时，所述推杆与所述驱动机构传动连接；当所述推杆或所述驱动机构位于所述第二工位时，所述推杆与所述驱动机构相互脱离；

或者，所述推杆能够沿所述第二方向活动于第三工位和第四工位，所述驱动机构能够沿所述第二方向活动于第五工位和第六工位，当所述推杆位于第三工位，且所述驱动机构位于第五工位时，所述推杆与所述驱动机构传动连接；当所述推杆位于第四工位，且所述驱动机构位于第六工位时，所述推杆与所述驱动机构传动连接。

3.根据权利要求1或2所述的换样装置，其特征在于：所述驱动机构包括能够沿所述第一方向活动的运动部件，所述推杆能够与所述运动部件可分离地连接。

4.根据权利要求3所述的换样装置，其特征在于：所述运动部件和/或所述推杆上设置有第一吸附结构，所述运动部件与所述推杆能够通过吸附的方式固定连接，或者，所述运动部件和所述推杆上设置有榫卯结构，所述运动部件与所述推杆通过榫卯连接的方式固定连接；或者，所述运动部件和所述推杆上设置有齿状结构，所述运动部件和所述推杆通过啮合的方式连接；

和/或，所述第一吸附结构包括负压吸附结构或磁性吸附结构。

5.根据权利要求4所述的换样装置，其特征在于：所述驱动机构包括驱动源和丝杆组件，所述丝杆组件包括丝杆以及丝杆螺母，所述丝杆与所述驱动源连接，所述丝杆与所述支撑架转动连接，所述丝杆螺母作为所述运动部件，其中，所述丝杆、所述推杆的轴向均与所述第一方向平行；

和/或，所述丝杆还与一手动摇杆固定连接。

6.根据权利要求1或2所述的换样装置，其特征在于，所述换样装置还包括导向机构，所述导向机构与所述推杆活动配合，所述导向机构与所述支撑架连接，在所述第二方向上，所述导向机构与所述推杆能够同步活动，在所述第一方向上，所述导向机构被固定，所述推杆能够相对于所述导向机构沿所述第一方向活动；

和/或，所述导向机构套设在所述推杆上；

和/或，所述导向机构经一伸缩机构或柔性机构与所述支撑架连接；

和/或，所述推杆还设置有手动推进把手。

7.根据权利要求1所述的换样装置，其特征在于，所述换样装置还包括识别机构，并且，所述推杆上设置有至少一定位标记，所述识别机构能够识别所述定位标记并生成提示信息；

和/或，所述识别机构固定在选定位置处，所述选定位置位于所述定位标记的运动路径上；

和/或，所述识别机构固定设置在所述支撑架上；

和/或，所述识别机构包括识别模块和提示模块，所述识别模块与所述提示模块电连接，所述识别模块包括位移传感器，所述提示模块包括报警器和/或显示器；

和/或，所述识别机构还与所述驱动机构通信连接。

8.根据权利要求7所述的换样装置，其特征在于：所述定位标记包括第一定位标记、第二定位标记和第三定位标记，所述第一定位标记、所述第二定位标记和所述第三定位标记沿所述第一方向依次间隔设置，所述提示信息包括第一提示信息、第二提示信息以及第三提示信息；所述识别机构用于在识别到所述第一定位标记后生成所述第一提示信息、在识别到所述第二定位标记后生成所述第二提示信息、在识别到所述第三定位标记后生成所述第三提示信息。

9.根据权利要求7所述的换样装置，其特征在于，所述换样装置还包括控制机构，所述控制机构与所述驱动机构、所述识别机构通信连接。

10.根据权利要求1所述的换样装置，其特征在于，所述换样装置还包括样品固定机构，所述样品固定机构设置在所述推杆上，并能够与所述推杆同步活动，所述样品固定机构能够可分离地固定样品；

和/或，所述样品固定机构包括第二吸附结构，所述第二吸附结构能够通过吸附的方式固定样品；

和/或，所述第二吸附结构包括负压吸附结构或磁性吸附结构。