專利名稱：一種密閉腔體中的樣品臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及機(jī)械傳動(dòng)領(lǐng)域，尤其涉及一種高真空或超高真空的密閉腔體中的樣品臺(tái)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代分析儀器越來越多的需要用到高真空或超高真空的工作環(huán)境，在高真空或超高真空的密閉腔體中，樣品臺(tái)承載樣品進(jìn)行定位后，在真空環(huán)境中對(duì)試樣進(jìn)行加工或分析等操作。典型的，具有真空環(huán)境的儀器如二次離子探針質(zhì)譜儀，其對(duì)樣品的微區(qū)分析的要求是在超聞?wù)婵窄h(huán)境中進(jìn)行的，聞精密的樣品臺(tái)承載樣品在真空腔體中在二維空間中移動(dòng)，將待分析樣品的位置進(jìn)行精確的定位，同時(shí)，還在二次離子引出的方向上移動(dòng)，以精確聚焦一次離子束轟擊樣品表面的束斑斑點(diǎn)，以對(duì)樣品進(jìn)行轟擊并對(duì)濺射出來的二次離子進(jìn)行分析，為了保證分析結(jié)果的精確性，在整個(gè)過程中，對(duì)真空環(huán)境的純凈度有很高的要求。由于有的質(zhì)譜儀器的真空腔體中的樣品臺(tái)為真空步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的樣品臺(tái)，該樣品臺(tái)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)部分及電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分都置于真空腔體中，通過電真空插頭將電源線和控制線連接到驅(qū)動(dòng)電機(jī)。然而，步進(jìn)電機(jī)對(duì)潤(rùn)滑油的要求較高，并且潤(rùn)滑油會(huì)對(duì)真空環(huán)境造成一定的污染，而且也引入了其他的電氣材料，在電機(jī)工作時(shí)由于電氣材料放氣及電機(jī)發(fā)熱會(huì)造成真空度的波動(dòng)而影響分析結(jié)果，而隨著質(zhì)譜儀器的不斷發(fā)展，對(duì)真空度的要求也越來越高，對(duì)現(xiàn)有的樣品臺(tái)提出了更高的要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型旨在解決上述問題之一，提供了一種密閉腔體中的樣品臺(tái)，保證更純凈的真空環(huán)境。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案:一種樣品臺(tái)，置于密閉腔體中，包括:運(yùn)動(dòng)模塊，所述運(yùn)動(dòng)模塊包括相對(duì)設(shè)置的第一表面和第二表面，以及相對(duì)設(shè)置的第三表面和第四表面,第一表面和第二表面上沿第一方向?qū)?yīng)設(shè)置有第一導(dǎo)軌,第三表面和第四表面上沿第二方向?qū)?yīng)設(shè)置有第二導(dǎo)軌，第一方向與第二方向正交，第一導(dǎo)軌與第二導(dǎo)軌之間有間隔；第一導(dǎo)向模塊，具有沿第一方向設(shè)置的第三導(dǎo)軌，并與沿第二方向設(shè)置的第一傳動(dòng)桿的一端連接，所述第三導(dǎo)軌與第一導(dǎo)軌相配合；第二導(dǎo)向模塊，具有沿第二方向設(shè)置的第四導(dǎo)軌，并與沿第一方向設(shè)置的第二傳動(dòng)桿的一端連接，所述第四導(dǎo)軌與第二導(dǎo)軌相配合；其中，所述導(dǎo)軌為交叉滾柱導(dǎo)軌，所述第一傳動(dòng)桿以及第二傳動(dòng)桿的另一端置于密閉腔體外，并分別連接位于密閉腔體外的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)?？蛇x地，還包括:限位模塊，所述限位模塊具有限定第一導(dǎo)向模塊沿第二方向的運(yùn)動(dòng)軌跡的第一端，以及具有限定第二導(dǎo)向模塊沿第一方向的運(yùn)動(dòng)軌跡的第二端?？蛇x地，所述第一端上具有沿第二方向設(shè)置的第五導(dǎo)軌以及沿第一方向設(shè)置的第六導(dǎo)軌，所述第一導(dǎo)向模塊具有沿第二方向設(shè)置的第七導(dǎo)軌，所述第二導(dǎo)向模塊具有沿第一方向設(shè)置的第八導(dǎo)軌，所述第五導(dǎo)軌與第七導(dǎo)軌相配合，所述第六導(dǎo)軌與第八導(dǎo)軌相配合，所述導(dǎo)軌為交叉滾柱導(dǎo)軌?？蛇x地，所述第一傳動(dòng)桿以及第二傳動(dòng)桿與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過波紋管連接。可選地，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過滾柱絲杠與波紋管連接。可選地，所述波紋管為小波紋管。本實(shí)用新型提供的樣品臺(tái)，在整個(gè)真空腔內(nèi)，為純機(jī)械配合的設(shè)計(jì)，可以采用非潤(rùn)滑油的方式進(jìn)行潤(rùn)滑，避免了電動(dòng)裝置對(duì)潤(rùn)滑油的高要求，提高了密閉腔體中的真空度，此夕卜，通過傳動(dòng)桿將動(dòng)力傳入腔體內(nèi)，而驅(qū)動(dòng)裝置不必置于腔體中，避免了電氣原件在密閉腔體中的使用，更進(jìn)一步提高了密閉腔體內(nèi)的真空度。

圖1為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的樣品臺(tái)的爆炸圖；圖2為圖1中的運(yùn)動(dòng)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1中的運(yùn)動(dòng)模塊與一導(dǎo)向模塊配合后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖1中的運(yùn)動(dòng)模塊與第一和第二導(dǎo)向模塊配合后的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖1的組裝圖；圖6為圖5中的樣品臺(tái)置于密閉腔體中的示意圖。
具體實(shí)施方式
為使實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型，但是本實(shí)用新型還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實(shí)用新型內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本實(shí)用新型不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。參考圖1，為本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的樣品臺(tái)的爆炸圖，該樣品臺(tái)包括運(yùn)動(dòng)模塊
100、第一導(dǎo)向模塊200、第二導(dǎo)向模塊300、限位模塊600以及與第一導(dǎo)向模塊200連接的第一傳動(dòng)桿400、與第二導(dǎo)向模塊300連接的第二傳動(dòng)桿400。如圖1和圖2所示，運(yùn)動(dòng)模塊100為多面體,相對(duì)設(shè)置的第一表面101和第二表面10上對(duì)應(yīng)設(shè)置有第一導(dǎo)軌100-1，相對(duì)設(shè)置的第三表面103和第四表面104上對(duì)應(yīng)設(shè)置有第二導(dǎo)軌100-2,第一導(dǎo)軌100-1沿第一方向110設(shè)置,第二導(dǎo)軌100-2沿與第一方向110正交的第二方向120設(shè)置，同時(shí)第一和第二導(dǎo)軌的設(shè)置具有一定的間隔，也就是說，第一和第二導(dǎo)軌在統(tǒng)一平面上時(shí)，并不會(huì)相交，當(dāng)運(yùn)動(dòng)模塊通過導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)時(shí)，在不同的方向上并不會(huì)發(fā)生干涉。參考圖1所不，第一導(dǎo)向模塊200為四方框的結(jié)構(gòu),其內(nèi)表面沿第一方向設(shè)置有第三導(dǎo)軌200-1,該第三導(dǎo)軌200-1與運(yùn)動(dòng)模塊的第一導(dǎo)軌100-1為相配合的結(jié)構(gòu)；同樣地，第二導(dǎo)向模塊300為四方框的結(jié)構(gòu)，其內(nèi)表面沿第二方向設(shè)置有第四導(dǎo)軌300-1，該第四導(dǎo)軌300-1與運(yùn)動(dòng)模塊的第二導(dǎo)軌100-2為相配合的結(jié)構(gòu)，本文中導(dǎo)軌之間的相配合能夠完成二者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。本實(shí)用新型中的導(dǎo)軌都為交叉滾柱導(dǎo)軌，相配合的導(dǎo)軌之間為緊密的配合，這樣使運(yùn)動(dòng)模塊配合第一導(dǎo)向模塊200的第三導(dǎo)軌200-1在第一方向上運(yùn)動(dòng)，而在第二方向上被限制住，同理，運(yùn)動(dòng)模塊配合第二導(dǎo)向模塊300的第四導(dǎo)軌300-2在第二方向上運(yùn)動(dòng)，而在第一方向上被限制住，如圖3所示。此外，交叉滾柱導(dǎo)軌之間僅有滾動(dòng)摩擦，而無(wú)滑動(dòng)摩擦，對(duì)潤(rùn)滑的要求低，甚至不需要潤(rùn)滑材料，對(duì)真空環(huán)境的清潔度沒有影響。參考圖1和圖4所不,在第一導(dǎo)向模塊200上沿第二方向設(shè)置有第一傳動(dòng)桿400,也就是說，第一傳動(dòng)桿向第二方向傳遞動(dòng)力，在第二導(dǎo)向模塊300上沿第一方向設(shè)置有第二傳動(dòng)桿500，也就是說，第二傳動(dòng)桿向第一方向傳遞動(dòng)力，在本實(shí)施例中，傳動(dòng)桿與導(dǎo)向模塊為剛性連接，向?qū)蚰K傳遞線性運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力。如圖4所示，在第一傳動(dòng)桿400被驅(qū)動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)模塊在第一方向上被第二導(dǎo)向模塊300限制住，由第一導(dǎo)向模塊200帶動(dòng)滑動(dòng)模塊100沿與其配合的第二導(dǎo)向模塊300的第四導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，從而完成第二方向的運(yùn)動(dòng)；同樣地，在第二傳動(dòng)桿300被驅(qū)動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)模塊在第二方向上被第一導(dǎo)向模塊限制住，由第二導(dǎo)向模塊200帶動(dòng)滑動(dòng)模塊沿與其配合的第一導(dǎo)向模塊200的第三導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)，從而完成第一方向的運(yùn)動(dòng)。可以看出，本實(shí)用新型完全是利用了滑動(dòng)模塊與第一和第二導(dǎo)向模塊的配合完成機(jī)械方式的二維運(yùn)動(dòng)。參考圖1和圖5，為了更好地為滑動(dòng)模塊提供更為精準(zhǔn)的移動(dòng)軌跡，本實(shí)施例中進(jìn)一步包括了限位模塊600，用于限定第一 200和第二導(dǎo)向模塊300的運(yùn)動(dòng)軌跡，所述限位模塊600具有限定第一導(dǎo)向模塊沿第二方向的運(yùn)動(dòng)軌跡的第一端601，以及具有限定第二導(dǎo)向模塊沿第一方向的運(yùn)動(dòng)軌跡的第二端602，具體地，限位模塊為第一端和第二端圍成的四方框結(jié)構(gòu)，所述第一端601上具有沿第二方向設(shè)置的第五導(dǎo)軌600-2以及沿第一方向設(shè)置的第六導(dǎo)軌600-1，所述第一導(dǎo)向模塊200具有沿第二方向設(shè)置的第七導(dǎo)軌200-2，所述第二導(dǎo)向模塊300具有沿第一方向設(shè)置的第八導(dǎo)軌300-1,所述第五導(dǎo)軌600-2與第七導(dǎo)軌200-2相配合，所述第六導(dǎo)軌600-1與第八導(dǎo)軌相配合300-1，這些導(dǎo)軌也都為交叉滾柱導(dǎo)軌，而第一 400和第二導(dǎo)向桿500并不與限位模塊600發(fā)生干涉,本實(shí)施例中的,第一 400和第二導(dǎo)向桿500通過圓孔穿過限位模塊600。這樣，一方面通過限位模塊為第一和第二導(dǎo)向模塊提供了支撐，使他們沿與限位模塊限定的運(yùn)動(dòng)軌跡而運(yùn)動(dòng)，從而為滑動(dòng)模塊提供更為穩(wěn)定和精確的移動(dòng)軌跡。參考圖6所示，上述的樣品臺(tái)置于密閉腔體700中，第一和第二傳動(dòng)桿的端頭設(shè)置在密閉腔體700之外，以與腔體700外的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)連接(圖未示出)，傳動(dòng)桿與腔體的接口處通過密封圈密封以保證內(nèi)部的真空環(huán)境，密封圈如銅密封圈，本實(shí)施例中，所述第一傳動(dòng)桿以及第二傳動(dòng)桿與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過波紋管800連接，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過滾柱絲杠(圖未示出)與波紋管800連接，波紋管兩端接真空法蘭，滾柱絲杠將在腔體700之外工作的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)換成線性運(yùn)動(dòng)，而后將線性運(yùn)動(dòng)通過波紋管的伸縮傳遞到密閉腔體700中，以驅(qū)動(dòng)樣品臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，更優(yōu)地，波紋管采用小波紋管，以提供更精確的步進(jìn)，小波紋管是指內(nèi)徑在25_，這樣的設(shè)計(jì)避免了電氣元件在密閉腔體中的使用，提高了密閉腔體內(nèi)的真空度。以上對(duì)本實(shí)用新型較優(yōu)的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)的描述，本實(shí)用新型實(shí)施例的樣品臺(tái)為機(jī)械配合的設(shè)計(jì)，可以采用非潤(rùn)滑油的方式進(jìn)行潤(rùn)滑，例如可以通過在交叉滾柱導(dǎo)軌表面噴鍍的金屬硫化物來起到潤(rùn)滑作用，真空腔中沒有任何的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，避免了電動(dòng)裝置對(duì)潤(rùn)滑油的高要求，提高了真空度。此外，通過傳動(dòng)桿將動(dòng)力傳入腔體內(nèi)，而驅(qū)動(dòng)裝置不必置于腔體中，避免了電氣元件在密閉腔體中的使用，更進(jìn)一步提高了密閉腔體內(nèi)的真空度。 雖然本實(shí)用新型是結(jié)合以上實(shí)施例進(jìn)行描述的，但本實(shí)用新型并不被限定于上述實(shí)施例，而只受所附權(quán)利要求的限定，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠容易地對(duì)其進(jìn)行修改和變化，但并不離開本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)構(gòu)思和范圍。
權(quán)利要求1.一種樣品臺(tái)，置于密閉腔體中，其特征在于，包括: 運(yùn)動(dòng)模塊，所述運(yùn)動(dòng)模塊包括相對(duì)設(shè)置的第一表面和第二表面，以及相對(duì)設(shè)置的第三表面和第四表面，第一表面和第二表面上沿第一方向?qū)?yīng)設(shè)置有第一導(dǎo)軌，第三表面和第四表面上沿第二方向?qū)?yīng)設(shè)置有第二導(dǎo)軌，第一方向與第二方向正交，第一導(dǎo)軌與第二導(dǎo)軌之間有間隔； 第一導(dǎo)向模塊，具有沿第一方向設(shè)置的第三導(dǎo)軌，并與沿第二方向設(shè)置的第一傳動(dòng)桿的一端連接，所述第三導(dǎo)軌與第一導(dǎo)軌相配合； 第二導(dǎo)向模塊，具有沿第二方向設(shè)置的第四導(dǎo)軌，并與沿第一方向設(shè)置的第二傳動(dòng)桿的一端連接，所述第四導(dǎo)軌與第二導(dǎo)軌相配合； 其中，所述導(dǎo)軌為交叉滾柱導(dǎo)軌，所述第一傳動(dòng)桿以及第二傳動(dòng)桿的另一端置于密閉腔體外，并分別連接位于密閉腔體外的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樣品臺(tái)，其特征在于，還包括:限位模塊，所述限位模塊具有限定第一導(dǎo)向模塊沿第二方向的運(yùn)動(dòng)軌跡的第一端，以及具有限定第二導(dǎo)向模塊沿第一方向的運(yùn)動(dòng)軌跡的第二端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的樣品臺(tái)，其特征在于，所述第一端上具有沿第二方向設(shè)置的第五導(dǎo)軌以及沿第一方向設(shè)置的第六導(dǎo)軌，所述第一導(dǎo)向模塊具有沿第二方向設(shè)置的第七導(dǎo)軌，所述第二導(dǎo)向模塊具有沿第一方向設(shè)置的第八導(dǎo)軌，所述第五導(dǎo)軌與第七導(dǎo)軌相配合，所述第六導(dǎo)軌與第八導(dǎo)軌相配合，所述導(dǎo)軌為交叉滾柱導(dǎo)軌。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樣品臺(tái)，其特征在于，所述第一傳動(dòng)桿以及第二傳動(dòng)桿與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過波紋管連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的樣品臺(tái)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過滾柱絲杠與波紋管連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的樣品臺(tái)，其特征在于，所述波紋管為小波紋管。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種樣品臺(tái)，置于密閉腔體中，包括運(yùn)動(dòng)模塊，其第一表面和第二表面上沿第一方向?qū)?yīng)設(shè)置有第一導(dǎo)軌，第三表面和第四表面上沿第二方向?qū)?yīng)設(shè)置有第二導(dǎo)軌，第一方向與第二方向正交，第一導(dǎo)軌與第二導(dǎo)軌之間有間隔；第一導(dǎo)向模塊，具有沿第一方向設(shè)置的第三導(dǎo)軌，并與沿第二方向設(shè)置的第一傳動(dòng)桿的一端連接，所述第三導(dǎo)軌與第一導(dǎo)軌相配合；第二導(dǎo)向模塊，具有沿第二方向設(shè)置的第四導(dǎo)軌，并與沿第一方向設(shè)置的第二傳動(dòng)桿的一端連接，所述第四導(dǎo)軌與第二導(dǎo)軌相配合；所述導(dǎo)軌為交叉滾柱導(dǎo)軌，所述第一傳動(dòng)桿以及第二傳動(dòng)桿的另一端置于密閉腔體外。該樣品臺(tái)為機(jī)械配合設(shè)計(jì)，保證密閉腔體的真空度。
文檔編號(hào)H01J49/04GK202917434SQ20122052018
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月11日
發(fā)明者楊之青, 劉敦一 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所