一种低温二维真空样品台制造技术

本实用新型专利技术属于超高真空设备领域，具体涉及一种低温二维真空样品台。一种低温二维真空样品台，其两个回转驱动电机的动力分别由第一无磁旋转钢丝和第二无磁旋转钢丝传至样品台旋转机构内，第一无磁旋转钢丝将扭矩传至样品台旋转机构内，实现样品台的面内旋转运动；第二无磁旋转钢丝将扭矩传至样品台旋转机构内，实现样品台的倾角摆动；冷却套管下端与样品台旋转机构接触，冷却套管上端设有冷源入口，以保持样品台旋转机构低温；样品台旋转机构外包覆低温屏蔽罩，防止温度扩散。本实用新型专利技术结构简单，便于生产，且成本低廉，满足不同的使用要求；本实用新型专利技术在保持超高真空环境的同时，可以在超低温环境下工作。

【技术实现步骤摘要】
一种低温二维真空样品台
本技术属于超高真空设备领域，具体涉及一种低温二维真空样品台。
技术介绍
真空有着不同的程度，通常情况下可分为低真空领域、中真空领域、高真空领域、超高真空领域和极高真空领域。在超高空真空领域内，包括真空容器壁上吸附的分子在内，气体分子的存在几乎可以忽略，固体清洁表面的维持时间也可以相对延长。因此，在诸如真空、低温等极端环境下，可以开展表面科学、半导体应用和核聚变装置等领域的研究，这些课题的研究对于解决当前人类面临的如环境、能源和新材料等问题起着重要的作用。所以，发展在超高真空领域、超低温环境等极端环境下工作的设备，此类需求变得尤为迫切。现有技术中，如在光电子检测领域，对于解决在超高真空、极端低温环境下多维度移动的问题没有较好的解决方案，一般是通过机械手控制样品台的移动，但是机械手设备控制算法复杂，成本较高，且电子元件无法适应极端低温环境，所以研发一种可以在极端环境下实现多维移动的设备迫在眉睫。目前，我国在高端的真空设备研发生产和技术普及方面都远远不能满足需要，更不具备实力与国际对手直接竞争，国家每年投入的科研经费有相当大的比例被用来采购国外的科研设备，这不仅使我国的科研受制于人，也很难拥有原创性的科研成果。因此，迅速提高我国真空技术装备的发展，是当务之急。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本技术创新设计了一种结构简单，成本低廉，易于实现批量工业化生产的低温二维真空样品台。本技术采用的技术方案如下：一种低温二维真空样品台，包括两个回转驱动电机1、第一无磁旋转钢丝2、支撑套管3、冷却套管4、样品台旋转机构5、第二无磁旋转钢丝6、六通短管8和低温屏蔽罩9，其中：两个回转驱动电机1的动力分别由第一无磁旋转钢丝2和第二无磁旋转钢丝6传至样品台旋转机构5内，第一无磁旋转钢丝2将扭矩传至样品台旋转机构5内，实现样品台54的面内旋转运动；第二无磁旋转钢丝6将扭矩传至样品台旋转机构5内，实现样品台54的倾角摆动；支撑套管3上端连接六通短管8，支撑套管3下端连接样品台旋转机构5，第一无磁旋转钢丝2、第二无磁旋转钢丝6和冷却套管4位于支撑套管3内；冷却套管4下端与样品台旋转机构5接触，冷却套管4上端设有冷源入口，以保持样品台旋转机构5处于低温环境中；样品台旋转机构5外包覆低温屏蔽罩9，防止温度扩散。进一步地，所述的第一无磁旋转钢丝2、第二无磁旋转钢丝6位于支撑套管3内，由支撑片7将第一无磁旋转钢丝2和第二无磁旋转钢丝6束缚在支撑套管3内。进一步地，所述的样品台旋转机构5包括冷头连接机构51、蜗杆旋转铰链52、样品台支撑53、样品台54、样品架55、旋转传动杆56和旋转支撑板57；冷头连接机构51固定在旋转支撑板57上且与冷却套管4连接，将低温传导给样品台54，保证样品台54处于低温环境中；蜗杆旋转铰链52两端分别连接第一无磁旋转钢丝2和样品架55，将第一无磁旋转钢丝2扭矩传递给样品架55，以实现样品架55的面内旋转运动；样品台支撑53一端与旋转支撑板57固定，另一端与样品台54通过旋转传动杆56内的传动板56a连接；样品台54中心位置安装有样品架55，样品架55上固定的涡轮55a穿过样品台54与蜗杆旋转铰链52配合，样品台54与旋转传动杆56连接；旋转传动杆56另一端连接第二无磁旋转钢丝6，将第二无磁旋转钢丝6的扭矩传至样品台54，实现样品台54的倾角摆动；旋转支撑板57上端与支撑套管3固定。进一步地，所述的低温屏蔽罩9包覆在样品台旋转机构5外侧，样品台旋转机构5还包括屏蔽罩支撑板58，屏蔽罩支撑板58环形紧固装置固定在冷却套管4外壁上，屏蔽罩支撑板58的另一端板状结构上预留螺孔，用来固定低温屏蔽罩9。进一步地，所述的冷头连接机构51，包括铜管51a、冷头连接部分51b、温度计51c和无磁螺钉51d；铜管51a固定在冷头连接部分51b的尾端，温度计51c固定在冷头连接部分51b上，无磁螺钉51d安装在冷头连接部分51b的前端，冷头连接机构51通过无磁螺钉51d固定在冷却套管4上，将冷却套管4的低温传导至铜管51a上，铜管51a与样品台54直接接触，样品台54的温度便可以降低，从而保证样品台54处于低温环境中。进一步地，所述的蜗杆旋转铰链52，包括联轴器52a、蜗杆旋转铰链轴52b、旋转钢丝52c、滑动套52d、定位销52e、传动销52f、转接件52g和蜗杆52h；第一无磁旋转钢丝2通过联轴器52a与蜗杆旋转铰链轴52b连接，进而带动旋转钢丝52c转动，旋转钢丝52c与滑动套52d固定，定位销52e将传动销52f周向固定在滑动套52d内，固定的同时传动销52f还可沿轴向滑动，进而通过转接件52g将扭矩传至蜗杆52h上，蜗杆52h与固定在样品架55上的涡轮55a配合，带动涡轮55a旋转，从而实现样品台54的面内旋转运动。进一步地，所述的旋转传动杆56，包括传动板56a、传动杆56b、传动杆滑道56c、传动杆螺母56d、传动杆螺杆56e、无磁钢丝连接件56f、螺杆56g和销轴56h；在旋转传动杆56内，第二无磁旋转钢丝6通过无磁钢丝连接件56f与传动杆螺杆56e连接，带动传动杆螺杆56e旋转，进而传动杆螺母56d沿传动杆螺杆56e轴向运动，传动杆56b与传动杆滑道56c间隙配合，传动杆螺母56d带动传动杆56b滑动，进一步带动连接在传动杆56b端部的传动板56a绕销轴56h转动，传动板56a端部通过销轴56h与样品台支撑53连接，传动板56a中部通过螺杆56g与样品台54连接，最终实现样品台54的倾角摆动。本技术的工作原理如下：本技术通过两根无磁旋转钢丝将电机动力传递到样品旋转机构内，可以同时实现样品台的面内旋转和倾角摆动。所述样品台面内旋转，第一无磁旋转钢丝2顶端与回转驱动电机1连接，另一端通过联轴器52a与蜗杆旋转铰链轴52b连接，进而带动旋转钢丝52c转动，滑动套52d与旋转钢丝52c下端固定，定位销52e将传动销52f周向固定在滑动套52d内，传动销52f固定的同时不影响其沿轴向滑动，因此不会对倾角摆动的运动过程造成干涉，传动销52f通过转接件52g将扭矩传至蜗杆52h上，蜗杆52h与固定在样品台架55上的涡轮55a配合，带动涡轮55a旋转。最终实现样品架55的面内旋转运动。所述样品台倾角摆动，第二无磁旋转钢丝6连接另一个回转驱动电机1，第二无磁旋转钢丝6将扭矩传至旋转传动杆56，第二无磁旋转钢丝6通过无磁钢丝连接件56f与传动杆螺杆56e连接，将扭矩传至传动杆螺杆56e，进而带动传动杆螺母56d沿轴向运动，传动杆56b与传动杆滑道56c间隙配合，传动杆螺母56d带动传动杆56b滑动，进一步带动连接在传动杆56b端部的传动板56a绕销轴56h转动，传动板56a端部通过销轴56h与样品台支撑53连接，中部通过螺杆56g与样品台54固定，最终实现样品台54倾角摆动。本技术与现有技术相比的有益效果是：结构简单，便于生产，且成本低廉，采用双电机驱动，两根无磁旋转钢丝将电机动力传递到样品旋转机构内，实现样品台的面内旋转运动与倾角摆动运动，满足不同的使用要求；本技术在保持超高真空环境的同时，还可以在超低温环境下工作。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低温二维真空样品台，其特征在于，包括两个回转驱动电机(1)、第一无磁旋转钢丝(2)、支撑套管(3)、冷却套管(4)、样品台旋转机构(5)、第二无磁旋转钢丝(6)、六通短管(8)和低温屏蔽罩(9)，其中：两个回转驱动电机(1)的动力分别通过第一无磁旋转钢丝(2)和第二无磁旋转钢丝(6)传至样品台旋转机构(5)内，第一无磁旋转钢丝(2)将扭矩传至样品台旋转机构(5)内，实现样品台的面内旋转运动；第二无磁旋转钢丝(6)将扭矩传至样品台旋转机构(5)内，实现样品台的倾角摆动；支撑套管(3)上端连接六通短管(8)，支撑套管(3)下端连接样品台旋转机构(5)，第一无磁旋转钢丝(2)、第二无磁旋转钢丝(6)和冷却套管(4)位于支撑套管(3)内；冷却套管(4)上端设有冷源入口，以保持样品台旋转机构(5)处于低温环境中；样品台旋转机构(5)外部包覆低温屏蔽罩(9)，防止温度扩散。

【技术特征摘要】
1.一种低温二维真空样品台，其特征在于，包括两个回转驱动电机(1)、第一无磁旋转钢丝(2)、支撑套管(3)、冷却套管(4)、样品台旋转机构(5)、第二无磁旋转钢丝(6)、六通短管(8)和低温屏蔽罩(9)，其中：两个回转驱动电机(1)的动力分别通过第一无磁旋转钢丝(2)和第二无磁旋转钢丝(6)传至样品台旋转机构(5)内，第一无磁旋转钢丝(2)将扭矩传至样品台旋转机构(5)内，实现样品台的面内旋转运动；第二无磁旋转钢丝(6)将扭矩传至样品台旋转机构(5)内，实现样品台的倾角摆动；支撑套管(3)上端连接六通短管(8)，支撑套管(3)下端连接样品台旋转机构(5)，第一无磁旋转钢丝(2)、第二无磁旋转钢丝(6)和冷却套管(4)位于支撑套管(3)内；冷却套管(4)上端设有冷源入口，以保持样品台旋转机构(5)处于低温环境中；样品台旋转机构(5)外部包覆低温屏蔽罩(9)，防止温度扩散。2.根据权利要求1所述的一种低温二维真空样品台，其特征在于，所述的样品台旋转机构(5)包括冷头连接机构(51)、蜗杆旋转铰链(52)、样品台支撑(53)、样品台(54)、样品架(55)、旋转传动杆(56)和旋转支撑板(57)；冷头连接机构(51)固定在旋转支撑板(57)上且与冷却套管(4)连接，将低温传导至样品台(54)，保证样品台(54)处于低温环境中；蜗杆旋转铰链(52)两端分别连接第一无磁旋转钢丝(2)和样品架(55)，将第一无磁旋转钢丝(2)扭矩传递给样品架(55)，以实现样品架(55)的面内旋转运动；样品台支撑(53)一端与旋转支撑板(57)固定，另一端与样品台(54)通过旋转传动杆(56)内的传动板(56a)连接；样品台(54)中心位置安装有样品架(55)，样品架(55)上固定的涡轮(55a)穿过样品台(54)与蜗杆旋转铰链(52)配合，样品台(54)与旋转传动杆(56)连接；旋转传动杆(56)另一端连接第二无磁旋转钢丝(6)，将第二无磁旋转钢丝(6)的扭矩传至样品台(54)，实现样品台(54)的倾角摆动；旋转支撑板(57)上端与支撑套管(3)固定。3.根据权利要求2所述的一种低温二维真空样品台，其特征在于，所述的冷头连接机构(51)，包括铜管(51a)、冷头连接部分(51b)、温度计(51c)和无磁螺钉(51d)；铜管(51a)固定在冷头连接部分(51b)的尾端；温度计(51c)固定在冷头连接部分(51b)上；无磁螺钉(51d)安装在冷头连接部分(51b)的前端；冷头连接机构...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭方准，马自达，吴祖光，董华军，臧侃，
申请(专利权)人：大连交通大学，
类型：新型
国别省市：辽宁,21