CS254485B1

CS254485B1 - Pendant tilting mechanism of the operating device making cover of the chamber of the raster electron microscope

Info

Publication number: CS254485B1
Application number: CS858974A
Authority: CS
Inventors: Stanislav Steiner
Original assignee: Stanislav Steiner
Priority date: 1985-12-09
Filing date: 1985-12-09
Publication date: 1988-01-15
Also published as: CS897485A1

Abstract

Řešení se týká závěsného výklopného mechanismu manipulátoru, tvořícího víko komory rastrovacího elektronového mikro skopu. Podstatou řešení je vytvoření kloubově spojených posuvného a výkyvného ramene majících tvar U-profilu, opatřených na vnitřních plochách přírub obou ramen podélnými vodicími drážkami, kterými obě ramena pojíždějí po soustavě závěsných kladek, , otočně upevněných na vodorovných závěsných čepech. Mechanismus je opatřen zámkem, který umožňuje vyklopení výkyvného ramene pouze při úplném vyjetí manipulátoru z komory mikroskopu a zasunutí manipulátoru zpět pouze po přiklopení výkyvného ramene. Řešení lze s výhodou využít všude tam, kde je třeba bez mechanických vůlí otevírat těžká těžká víka, zejména však při konstrukci elektronových rastrových mikroskopů.Solution se concerns hanging tilting mechanism manipulator forming cover chamber rasterizing electron micro # skopu. The essence solution Yippee creation articulated connected Sliding and swinging shoulder having face U-profile provided on internal areas flanges both ramen longitudinal guiding grooves by which both shoulders they are traveling after system hanging pulleys , rotating fixed on horizontal hanging pins. Mechanism Yippee provided lock who allows tilting swinging shoulder only at complete coming out manipulator from chamber microscope and retracting manipulator back only after folding swinging shoulder. Solution can with advantage use everywhere push, where Yippee need without mechanical will open heavy heavy lids especially however at construction electron raster microscopes.

Description

Vynález se týká závěsného výklopného mechanismu manipulátoru, tvořícího víko komory rastrovacího elektronového mikroskopu.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a hinged tilting mechanism of a manipulator forming the lid of a scanning electron microscope chamber.

Manipulátor komory elektronového mikroskopu slouží k umístění manipulačních prostředků pro nastavení pozorovaného objektu, například 'pro nosič preparátu. Je tvořen obvykle deskou ve formě příruby, která se vakuotěsně a rozebíratelně připojuje ke komoře. Při výměně pozorovaného objektu je nutno komoru otevřít odsunutím víka a poté komoru opět vakuotěsně uzavřít. Vzájemná poloha víka s těsnící plochou komory musí být přesná a musí zajištovat jak vakuovou těsnost, tak i reprodukovatelně stejnou polohu manipulátoru v prostoru komory mikroskopu. /Proto je viko manipulátoru s komorou vázáno bud ramenem a odklápí se jako dvířka, nebo je víko spojeno s nájezdovými lištami a posouvá se jako zásuvka.The electron microscope chamber manipulator serves to accommodate manipulation means for adjusting the object to be observed, for example for the specimen carrier. It is usually formed by a plate in the form of a flange, which is vacuum-sealed and detachably attached to the chamber. When replacing the object to be observed, the chamber must be opened by sliding the lid and then the chamber closed again in a vacuum-tight manner. The relative position of the lid with the sealing surface of the chamber must be accurate and must ensure both vacuum tightness and reproducibly the same position of the manipulator within the chamber of the microscope. / Therefore, the lid of the manipulator with the chamber is bound either by the arm and folds like a door, or the lid is connected to the runners and moves as a drawer.

Nevýhody dosavadních řešení spojení manipulátoru s komorou mikroskopu spočívají zejména v tom, že se hodí pouze pro malé manipulátory. Pro velkoobjemová víka manipulátorů, zejména pro složitá gonio zařízení, jsou váhové poměry konstrukce nepříznivé a vyvolávájí potíže pří vzájemném rovnoběžném přisouvání těsnících ploch víka ke komoře, zejména při konečné fází dosedání. Tlak a třeni v naváděcích plochách a čepech jsou vlivem váhy víka značné a musí se překonávat silou, která způsobuje tvrdý doraz, který nepříznivě ovlivňuje provoz a tím komplikuje obsluhu mikroskopu.The disadvantages of the prior art solutions for connecting the manipulator to the microscope chamber are, in particular, that they are only suitable for small manipulators. For large-volume manipulator lids, in particular for complex gonio devices, the weight ratios of the structure are unfavorable and create difficulties when the sealing surfaces of the lid are pushed parallel to the chamber, especially during the final phase of abutment. The pressure and friction in the guide surfaces and pins are considerable due to the weight of the lid and must be overcome by a force that causes a hard stop, which adversely affects operation and thus complicates the operation of the microscope.

Uvedené nevýhody dosavadního stavu do značné míry odstraňuje závěsný výklopný mechanismus manipulátoru, tvořícího víko komory rastrovacího elektronového mikroskopu, podle vynálezu, jehož podstatou je, že je tvořen posuvným ramenem, které je pomocí svislého závěsného čepu otočně spojeno s výkyvným ramenem, kde výkyvné rameno tvořené dvouramennou pákou, která je na straně přivrácené k posuvnému rameni opatřena prodlouženou částí a k níž je na straně odvrácené od posuvného ramene připevněn manipulátor, a kde posuvné rameno i výkyvné rameno mají tvar U-profilu, jehož příruby jsou na svých vnitřních stěnách opatřeny podélnými vodicími drážkami, kterými jsou posuvné rameno i výkyvné rameno nasunuty na soustavu závěsných kladek, otočně upevněných na vodorovných závěsných čepech, vsazených kolmo na plochu stojný U-profilu posuvného ramene do základní desky, pevně spojené s komorou mikroskopu a opatřené čelním vybráním pro prodlouženou část výkyvného ramene, přičemž plocha čelního vybrání je dosedací plochou pro opěrné ložisko, otočně uložené na svislém čepu, vetknutém do prodloužené části výkyvného ramene, zatímco v posuvném rameni je vytvořeno vodící pouzdro se suvně uloženou tyčí, opatřenou na svém od výkyvného ramene odvráceném konci opěrnou přírubou pro dosednuti na zadní stěnu základní desky, a na opačné konci západkou, mezi níž a osazením ve vodicím pouzdru je uložena pružina, a na prodloužené části výkyvného ramene je ozub pro styk se západkou.The above-mentioned disadvantages of the prior art are largely eliminated by the hinged tilting mechanism of the manipulator forming the lid of the scanning electron microscope chamber according to the invention, which consists in that it is formed by a sliding arm which is pivotally connected to a lever having an extension on the side facing the sliding arm and a manipulator mounted on the side facing away from the sliding arm, and wherein the sliding arm and the swing arm are U-shaped, the flanges of which have longitudinal guide grooves on their inner walls, by which the sliding arm and the swinging arm are slid onto a set of suspension rollers rotatably mounted on horizontal suspension pins, set perpendicular to the surface of the standing U-profile of the sliding arm into the base plate, fixedly connected to the microscope chamber and provided with a front recess for the extended part of the pivot arm, the face of the front recess being a bearing surface for a thrust bearing rotatably mounted on a vertical pin fixed to the extended part of the pivot arm, while a sliding arm is provided in the sliding arm the pivot arm facing away from the support flange to abut the rear wall of the base plate, and at the other end with a latch between which a spring is mounted between the shoulder and the shoulder in the guide sleeve, and an extended portion of the pivot arm has a latch contact bar.

Hlavní výhodou předloženého konstrukčního uspořádání je, že využívá vlastni váhy manipulátoru k vymezení mechanických vůli, a při jeho dosednutí zaručuje dokonalý přítlak ke komoře, vyvolaný pouze silou vakua, přičemž umožňuje pohodlný přístup k nosiči preparátu tím, že slučuje výhody přímého vedení a vyklopení ramene. Příznivým kinematickým pohybem v závěrečné fázi uzavírání komory umožňuje použít přídavné podepření pozorovaného preparátu a tím zvýšit stabilitu a tuhost při provozu mikroskopu. Otevírání a zavírání komory je plynulé, bez rázů a plní požadavky na přesnost i obslužné pohodlí.The main advantage of the present design is that it utilizes the manipulator's own weight to limit the mechanical clearance and, when seated, ensures perfect downforce to the chamber, induced only by the force of the vacuum, while allowing convenient access to the specimen carrier by combining the advantages of direct guidance and swiveling. Favorable kinematic motion in the final phase of the chamber closure allows the additional support of the observed specimen to be used, thereby increasing stability and stiffness during microscope operation. The opening and closing of the chamber is smooth, shock-free and fulfills the requirements for precision and service comfort.

Vynález bude dále podrobněji popsán podle přiložených výkresů, kde na obr. 1 je znázorněn boční pohled v částečném řezu na příkladné provedení konstrukce závěsného výklopného mechanismu podle vynálezu, na obr. 2 je znázorněn zadní pohled na závěsný výklopný mechanismus z obr. 1 a na obr. 3 je znázorněn pohled shora v částečném řezu na závěsný výklopný mechanismus z obr. 1 s vyklopeným výkyvným ramenem.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which: Figure 1 is a partial cross-sectional side view of an exemplary embodiment of a hinged tilting mechanism according to the invention; Fig. 3 is a partial cross-sectional top view of the hinged swing mechanism of Fig. 1 with the swivel arm folded out.

Na obr. 1 je znázorněna část komory 1_ mikroskopu, k niž dosedá manipulátor 2, přišroubovaný přes výstředné vložky 2 upínacími šrouby 4_ k výkyvnému rameni 5. Výkyvné rameno 5 je pomocí svislého závěsného čepu 6 otočně spojeno s posuvným ramenem 2 ^a tvořené dvouramennou pákou, která je na straně přivrácené k posuvnému rameni 7_ opatřena prodlouženou částí 2, do níž je vetknut neznázorněný svislý čep, na němž je otočně uloženo opěrné ložisko1 shows the part of the microscope chamber 1, which is contacted by the manipulator 2, screwed over eccentric inserts 2 by clamping screws 4 to the swivel arm 5. The swivel arm 5 is rotatably connected to the sliding arm 2 ^and formed by a two-arm lever. which, on the side facing the sliding arm 7, is provided with an elongated part 2, into which a vertical pin (not shown) is mounted, on which the support bearing is rotatably supported

V posuvném rameni 2 je vytvořeno vodicí pouzdro 10 se suvně uloženou tyčí 12, k níž je na jejím od výkyvného ramene 2 odvráceném konci pomocí matky 12 připevněna opěrná příruba 13, zatímco na opačném konci je tyč 11 opatřena západkou 14, mezi níž a osazením ve vodicím pouzdru 10 je uložena pružina 22· V posuvném rameni ]_ jsou vytvořeny drážky 16, do nichž dosedají na vodorovných závěsných čepech 17 otočně uložené závěsné kladky 18.In the sliding arm 2, a guide bush 10 is provided with a sliding bar 12 to which a support flange 13 is attached to its pivoted arm 2 facing away from it by means of a nut 12, while at the opposite end the rod 11 is provided with a latch 14. In the guide sleeve 10, a spring 22 is mounted. In the sliding arm 10, grooves 16 are formed, in which the pivot bearing 18 is rotatably mounted on the horizontal suspension pins 17.

Na obr. 2 je znázorněna část komory 2 mikroskopu, k níž je připojena, například přišroubováním, základní deska 22' ^d0 jsou vetknutý na tomto obrázku neznázorněné vodorovné závěsné čepy 17, ^na nichž jsou otočně uloženy závěsné kladky 22· Závěsné kladky 18 zasahují do podélných vodicích drážek 16, kterými jsou opatřeny vnitřní stěny přírub ve tvaru U-profilu vytvořených výkyvného ramene 2 ^a posuvného ramene 7_. Vodorovné závěsné čepy 17 jsou přitom orientovány kolmo ke stojně U-profilu posuvného ramene 2· ^v posuvném rameni 2 3^e uložena tyč 11, k níž je pomocí matky 12 připevněna opěrná příruba 13, opírající se o zadní stěnu základní desky 19.FIG. 2 shows a part of the microscope chamber 2 to which it is attached, for example by screwing, the base plate 22 ' ^d0 is fixed in the horizontal suspension pins 17 (not shown) ^on which the suspension rollers 22 are rotatably mounted. guide grooves 16, which provide the inner walls of the U-shaped flanges formed by the pivot arm 2 ^{and the} slider arm 7. Horizontal pins 17 are in this case oriented perpendicularly to the standing U-shaped profile of the sliding arm 2 · 2 ^{in the} sliding arm ³ and a rod 11 to which is secured by means of nuts 12 of the support flange 13 supported on the rear wall of the base plate on the 19th

Na obr. 3 je znázorněna část komory 2 mikroskopu, k níž je připevněna základní deska 19, k níž jsou otočně připevněny závěsné kladky 22' uložené ve vodicích drážkách 16, vytvořených v přírubách posuvného ramene 2 ^a výkyvného ramene 2· ^v posuvném rameni 2 je vytvořeno vodicí pouzdro 10 se suvně uloženou tyčí 21/ k níž je na jejím od výkyvného ramene 2 odvráceném konci pomocí matky 12 připevněna opěrná příruba 13 *FIG. 3 shows the portion of the chamber 2 of the microscope to which the fixed base plate 19 to which are rotatably mounted hanging pulley 22 'mounted in guide grooves 16 formed in the flanges of the sliding arm 2 ^and pivot arm 2 · ^the pusher 2 a guide sleeve 10 with a sliding bar 21 is formed to which a supporting flange 13 * is attached to its end pivoted away from the pivot arm 2 by means of a nut 12 *.

Na svém opačném konci je tyč 11 opatřena západkou 21' mezi níž a vodicím pouzdrem 10 je uložena pružina 15. Základní deska 19 je opatřena čelním vybráním 20 pro prodlouženou část 2 výkyvného ramene 5. Plocha čelního vybrání 20 je dosedací plochou pro opěrné ložisko 9, otočně uložené na svislém čepu 22₍ vetknutém do prodloužené Části 2 výkyvného ramene 5, která je dále opatřena ozubem 23 pro styk se západkou 21· Výkyvné rameno 2/ k němuž je pomocí upínacího šroubu 4 připevněn manipulátor 2, je přitom pootočeno okolo svislého závěsného čepu 6.At its opposite end, the rod 11 is provided with a latch 21 'between which the spring 15 is mounted between the guide bushing 10. The base plate 19 is provided with a front recess 20 for the extension part 2 of the pivot arm 5. The front recess 20 is a bearing surface for the support bearing 9, rotatably mounted on a vertical pin 22 ₍ fixed to the extended part 2 of the pivot arm 5, which is further provided with a latch contact tooth 23). The pivot arm 2 / to which the manipulator 2 is fixed by means of the clamping screw 4 is rotated around the vertical pivot pin 6.

V činnosti závěsného výklopného mechanismu manipulátoru podle vynálezu po napuštění vzduchu do komory 2 mikroskopu zanikne v komoře 2 mikroskopu podtlak a manipulátor 2 už není přitahován ke komoře 2 mikroskopu a lze jej tahem od komory 2 mikroskopu oddálit. Přitom výkyvné rameno 2 ^a posuvné rameno 7_ pojíždějí po závěsných kladkách 18 a součinností západky 14 a ozubu 23 vytvářejí dohromady tuhý celek. U konce dráhy posuvného ramene 2 dosedne opěrná příruba 13 na zadní stěnu základní desky 19 a setrvačná síla stlačí pružinou 22/ tyč 11 se západkou 14 zůstává stát, zatímco výkyvné rameno 2 ^a posuvné rameno 2 pojedou setrvačností dále, až se ozub 23 uvolní ze západky 14 a výkyvné rameno 2 l^zevyklonit.In the operation of the hinge mechanism of the manipulator according to the invention, after the air is introduced into the microscope chamber 2, the vacuum in the microscope chamber 2 ceases and the manipulator 2 is no longer attracted to the microscope chamber 2 and can be pulled away from the microscope chamber. In this case, the pivot arm 2 ^{and the} slide arm 7 travel on the suspension rollers 18 and together with the latch 14 and the tooth 23 form a rigid unit. At the end of the travel of the sliding arm 2, the support flange 13 abuts against the rear wall of the base plate 19 and the inertia force compresses the spring 22 / rod 11 with the pawl 14 while standing, while the pivot arm 2 ^{and the} sliding arm 2 continue to travel. 14 and swivel arm 2 l ^to tilt.

Při vyklánění výkyvného ramene 5_ se v prodloužené části 2 uspořádané opěrné ložisko 9 odvaluje po ploše čelního vybrání 20 v základní desce 22/ čímž je současně zabráněno zpětnému pohybu výkyvného ramene 5 a posuvného ramene 7_ ve vodicích drážkách 16 v době vyklonění výkyvného ramene 2· Při uzavírání komory 2 mikroskopu je třeba nejdříve vrátit výkyvné rameno 5 do polohy rovnoběžné s posuvným ramenem 2/ přičemž ozub 23 opět zapadne do západky 21/ Tiačež je možno nyní na tuho spojené výkyvné rameno 2 ^a posuvné rameno 2 zasouvat do polohy uzavřené komory 2 mikroskopu. Otevřením neznázorněného ventilu se komora 2 mikroskopu spojí s neznázorněnou vývěvou, vyčerpá se a podtlak v ní umožní pevné dosednutí manipulátoru 2 do původní polohy.When the swivel arm 5 is tilted, the support bearing 9 arranged in the extended portion 2 rolls over the face of the front recess 20 in the base plate 22 / thereby preventing backward movement of the swivel arm 5 and the sliding arm 7 in the guide grooves 16. closing the chamber 2 of the microscope is first necessary to return the swinging arm 5 to the position parallel with the sliding arm 2 / wherein the tooth 23 again engages the latch 21 / Tiačež can now be connected rigidly to rocker arm 2 ^and movable arm 2 is inserted into the closed position, chamber 2 microscope. By opening the valve (not shown), the chamber 2 of the microscope is connected to a vacuum pump (not shown), exhausted and the vacuum in it allows the manipulator 2 to be firmly seated in its original position.

Vynález lze s výhodou využít všude tam, kde je třeba bez mechanických vůlí otevírat těžká víka, zejména však při konstrukci elektronových rastrových mikroskopů.The invention can be advantageously used wherever heavy lids need to be opened without mechanical clearance, but especially in the construction of electron raster microscopes.

Claims

The hinged tilting mechanism of the manipulator forming the lid of the scanning electron microscope chamber is characterized in that it is formed by a sliding arm (7), which is pivotally connected to the swinging arm (5) by means of a vertical hinge pin (6), where the swinging arm (5). formed by a double-arm lever, which is provided on the side facing the sliding arm (7) with an extension (8) and to which the manipulator (2) is attached on the side facing away from the sliding arm (7), (5) have a U-shaped profile, the flanges of which are provided with longitudinal guide grooves (16) on their inner walls, by which the sliding arm (7) and the swivel arm (5) are slid onto a set of suspension rollers (18) rotatably mounted horizontal hinge pins (17) inserted perpendicular to the surface of the upright U-profile of the sliding arm (7) into the base plate (19), fixedly connected to the microscope chamber (1) and provided with a front recess (20) for the swivel arm extension (8) (5), wherein the face of the front recess (20) is a bearing surface for the thrust bearing (9) rotatably mounted on a vertical pin (22) fixed to the elongated portion (8) of the pivot arm (5) while moving the guide arm (7) is formed by a guide bush (10) with a sliding bar (11), provided with a support flange (13) on its rear pivot arm (5) facing the rear wall of the base plate (19), and on the opposite side a spring (15) is mounted between the shoulder and the shoulder in the guide bushing (10), and on the elongated portion (8) of the pivot arm (5) there is a tooth (23) for contacting the latch (14).