本发明专利技术公开了一种用于粘接石英音叉探针的装置，该装置中的限位基座上设有等间距的相同直径的X轴向和Y轴向的安装孔；第一底座、第二底座、Z轴立柱和放大镜支架安装在限位基座上；Z轴立柱上安装有Y轴限位板；第一底座上安装有二自由度调节件，压板立柱安装在二自由度调节件上，压板安装在压板立柱上；第二底座上安装有X轴调节件，Z轴支撑座安装在X轴调节件上，Z轴支撑座7上安装有Z轴调节件，Z轴调节件上安装有石英音叉固定架；放大镜支架上安装有放大镜。本发明专利技术装置利用精密位移调整机构控制石英音叉和针尖的位移，替代了手工制作过程，提高了粘接的成功率，使得制作的石英音叉探针性能可靠。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种胶液粘接加工机械，更特别地说，是指一种用于粘接石英音叉探针的装置。
技术介绍
1986年，Binnig和Quate专利技术了原子力显微镜（Atomic Force Microscope，AFM）。原子力显微镜是利用一个极细的针尖逐点探测样品表面，当针尖与样品表面的距离达到纳米级时，探针会受到样品对其产生的相互作用力，通过对这个作用力的检测获取样品的表面信息。通过与多种现代技术的结合，原子力显微镜不仅成为世界上分辨率最高的显微镜之一，而且是可以在真空、大气和液态环境中对样品进行纳米级分辨率成像、具备纳米操纵与组装能力的、可以测量小到pN量级作用力的一种强有力的微观表面分析仪器。目前，原子力显微镜的广泛应用于材料科学，生物技术以及深空探测等热点领域。石英音叉探针属于原子力显微镜的一部分，石英音叉探针是用于感知待扫描的样品的形貌信息。石英音叉探针由石英音叉和针尖组成，针尖是粘接在石英音叉的音叉臂上的；针尖为圆锥外形结构，针尖材质一般为钨丝，直径0.2mm、长1～2mm。目前市售的石英音叉产品的照片如图1所示，石英音叉5的A音叉臂5A、B音叉臂5B的端面为一个0.3mm×0.6mm的矩形截面，A音叉臂5A与B音叉臂5B之间的间距为0.3mm左右。因此直接用手工在音叉臂上粘接钨针尖是非常困难的，稍有不慎就会造成针尖或者石英音叉的毁坏。
技术实现思路
为了解决手工粘接石英音叉探针造成的针尖或石英音叉的毁坏，提高石英音叉探针的生产质量和效率，使粘接过程更简便易操作，本专利技术提供一种用于粘接石英音叉探针的装置。本专利技术是一种用于粘接石英音叉探针的装置，其特征在于：该装置包括有Z轴立柱（1）、Y轴限位板（2）、压板（3）、压板立柱（4）、石英音叉固定架（6）、Z轴支撑座（7）、限位基座（8）、第一底座（9）、第二底座（10）、二自由度调节件（11）、Z轴调节件（12）、X轴调节件（13）、放大镜支架（14）和放大镜（15）；Z轴立柱（1）的两端分别为螺纹段；Z轴立柱（1）的一端螺纹段垂直安装在限位基座（8）上，Z轴立柱（1）的另一端螺纹段上安装有Y轴限位板（2），且用螺母安装固定；Y轴限位板（2）上设有沟槽（2A），该沟槽（2A）用于放置光纤（5E），光纤（5E）一端粘接有A针尖（5C）的端面（5C1）或者粘接有B针尖（5D）的尖头（5D1）；压板（3）的一端安装在压板立柱（4）上，压板（3）的另一端用于与针尖接触，实现向针尖提供一个Y轴方向的按压力，使针尖在胶液下与石英音叉（5）的音叉臂端部粘接；压板立柱（4）的一端安装在二自由度调节件（11）上，压板立柱（4）上安装有压板（3）；石英音叉固定架（6）包括有第一夹板（6A）、第二夹板（6B）、第三夹板（6C）、第四夹板（6D）、第一锁紧螺钉（6E）、压板（6F）、配重块（6G）、第一螺母（6H）、第二锁紧螺钉（6J）、第二螺母（6K）、第三锁紧螺钉（6L），其中第一夹板（6A）与第二夹板（6B）为金属材料，第三夹板（6C）与第四夹板（6D）为橡胶材料，第一夹板（6A）、第二夹板（6B）、第三夹板（6C）和第四夹板（6D）的构形相同；配重块（6G）上安装有第二锁紧螺钉（6J）、第三锁紧螺钉（6L），且第二锁紧螺钉（6J）与第三锁紧螺钉（6L）保持垂直；第一锁紧螺钉（6E）的一端顺次穿过第二夹板（6B）、第四夹板（6D）、第三夹板（6C）、第一夹板（6A）后螺纹连接压板（6F）；第二锁紧螺钉（6J）的一端顺次穿过第二夹板（6B）、第四夹板（6D）、第三夹板（6C）、第一夹板（6A）后螺纹连接第一螺母（6H）；通过第一锁紧螺钉（6E）与压板（6F）、第二锁紧螺钉（6J）与第一螺母（6H）的配合实现了四块夹板的压紧；压紧的四块夹板能够将石英音叉（5）夹紧在夹持位（6M）处，以方便针尖与石英音叉（5）的粘接；第三锁紧螺钉（6L）连接在Z轴调节件（12）上，且通过第二螺母（6K）锁紧；Z轴支撑座（7）安装在X轴调节件（13）上，Z轴支撑座（7）的立板面上安装有Z轴调节件（12），Z轴调节件（12）上安装有石英音叉固定架（6）；限位基座（8）上设有多个定位螺纹孔；第一底座（9）上设有AA沉头孔（9A）、AB沉头孔（9B）、AC沉头孔（9C）、AA通孔（9D）和AB通孔（9E），通过在AA沉头孔（9A）与AB沉头孔（9B）中放置螺钉实现将第一底座（9）固定在限位基座（8）上，通过在AC沉头孔（9C）、AA通孔（9D）和AB通孔（9E）中放置螺钉实现将二自由度调节件（11）固定在第一底座（9）；第二底座（10）上设有BA沉头孔（10A）、BB沉头孔（10B）、BC沉头孔（10C）、BA通孔（10D）和BB通孔（10E），通过在BA沉头孔（10A）与BB沉头孔（10B）中放置螺钉实现将第二底座（10）固定在限位基座（8）上，通过在BC沉头孔（10C）、BA通孔（10D）和BB通孔（10E）中放置螺钉实现将X轴调节件（13）固定在第二底座（10）；放大镜支架（14）的一端安装在限位基座（8）上，放大镜支架（14）的另一端部安装有放大镜（15）。本专利技术用于粘接石英音叉探针的装置的优点在于：①该专利技术利用精密位移调整机构控制石英音叉和针尖的位移，提高了粘接的成功率，使得制作的石英音叉探针性能可靠。②该装置替代了手工制作过程，大大降低了石英音叉探针粘接的操作难度，批量制作的石英音叉探针性能稳定，重复性好。③在石英音叉双臂粘接钨丝针尖后，能够使得双臂上的两段探针针尖在同一轴线上，达到石英音叉的双臂质量配平的要求。附图说明图1是市售石英音叉的照片。图2是本专利技术粘接后的石英音叉探针的机械制图结构示意图。图3是本专利技术用于粘接石英音叉探针装置的结构图。图3A是本专利技术用于粘接石英音叉探针装置的另一视角结构图。图3B是本专利技术未装配放大镜时的粘接石英音叉探针装置的结构图。图3C是本专利技术针尖对头部分的结构图。图3D是本专利技术石英音叉探针与石英音叉固定架的安装部位放大图。图4是本专利技术第一定位底座的结构图。图5是本专利技术第二定位底座的结构图。图6是本专利技术石英音叉固定架的结构图。图7A是光纤与A针尖粘接的示意图。图7B是光纤与B针尖粘接的示意图。1.Z轴立柱2.Y轴限位板2A.沟槽3.压板4.压板立柱5.石本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于粘接石英音叉探针的装置，其特征在于：该装置包括有Z轴立柱（1）、Y轴限位板（2）、压板（3）、压板立柱（4）、石英音叉固定架（6）、Z轴支撑座（7）、限位基座（8）、第一底座（9）、第二底座（10）、二自由度调节件（11）、Z轴调节件（12）、X轴调节件（13）、放大镜支架（14）和放大镜（15）；Z轴立柱（1）的两端分别为螺纹段；Z轴立柱（1）的一端螺纹段垂直安装在限位基座（8）上，Z轴立柱（1）的另一端螺纹段上安装有Y轴限位板（2），且用螺母安装固定；Y轴限位板（2）上设有沟槽（2A），该沟槽（2A）用于放置光纤（5E），光纤（5E）一端粘接有A针尖（5C）的端面（5C1）或者粘接有B针尖（5D）的尖头（5D1）；压板（3）的一端安装在压板立柱（4）上，压板（3）的另一端用于与针尖接触，实现向针尖提供一个Y轴方向的按压力，使针尖在胶液下与石英音叉（5）的音叉臂端部粘接；压板立柱（4）的一端安装在二自由度调节件（11）上，压板立柱（4）上安装有压板（3）；石英音叉固定架（6）包括有第一夹板（6A）、第二夹板（6B）、第三夹板（6C）、第四夹板（6D）、第一锁紧螺钉（6E）、压板（6F）、配重块（6G）、第一螺母（6H）、第二锁紧螺钉（6J）、第二螺母（6K）、第三锁紧螺钉（6L），其中第一夹板（6A）与第二夹板（6B）为金属材料，第三夹板（6C）与第四夹板（6D）为橡胶材料，第一夹板（6A）、第二夹板（6B）、第三夹板（6C）和第四夹板（6D）的构形相同；配重块（6G）上安装有第二锁紧螺钉（6J）、第三锁紧螺钉（6L），且第二锁紧螺钉（6J）与第三锁紧螺钉（6L）保持垂直；第一锁紧螺钉（6E）的一端顺次穿过第二夹板（6B）、第四夹板（6D）、第三夹板（6C）、第一夹板（6A）后螺纹连接压板（6F）；第二锁紧螺钉（6J）的一端顺次穿过第二夹板（6B）、第四夹板（6D）、第三夹板（6C）、第一夹板（6A）后螺纹连接第一螺母（6H）；通过第一锁紧螺钉（6E）与压板（6F）、第二锁紧螺钉（6J）与第一螺母（6H）的配合实现了四块夹板的压紧；压紧的四块夹板能够将石英音叉（5）夹紧在夹持位（6M）处，以方便针尖与石英音叉（5）的粘接；第三锁紧螺钉（6L）连接在Z轴调节件（12）上，且通过第二螺母（6K）锁紧；Z轴支撑座（7）安装在X轴调节件（13）上，Z轴支撑座（7）的立板面上安装有Z轴调节件（12），Z轴调节件（12）上安装有石英音叉固定架（6）；限位基座（8）上设有多个定位螺纹孔；第一底座（9）上设有AA沉头孔（9A）、AB沉头孔（9B）、AC沉头孔（9C）、AA通孔（9D）和AB通孔（9E），通过在AA沉头孔（9A）与AB沉头孔（9B）中放置螺钉实现将第一底座（9）固定在限位基座（8）上，通过在AC沉头孔（9C）、AA通孔（9D）和AB通孔（9E）中放置螺钉实现将二自由度调节件（11）固定在第一底座（9）；第二底座（10）上设有BA沉头孔（10A）、BB沉头孔（10B）、BC沉头孔（10C）、BA通孔（10D）和BB通孔（10E），通过在BA沉头孔（10A）与BB沉头孔（10B）中放置螺钉实现将第二底座（10）固定在限位基座（8）上，通过在BC沉头孔（10C）、BA通孔（10D）和BB通孔（10E）中放置螺钉实现将X轴调节件（13）固定在第二底座（10）；放大镜支架（14）的一端安装在限位基座（8）上，放大镜支架（14）的另一端部安装有放大镜（15）。...
【技术特征摘要】
1.一种用于粘接石英音叉探针的装置，其特征在于：该装置包括有Z轴立
柱（1）、Y轴限位板（2）、压板（3）、压板立柱（4）、石英音叉固定架（6）、Z轴
支撑座（7）、限位基座（8）、第一底座（9）、第二底座（10）、二自由度调节件（11）、
Z轴调节件（12）、X轴调节件（13）、放大镜支架（14）和放大镜（15）；
Z轴立柱（1）的两端分别为螺纹段；Z轴立柱（1）的一端螺纹段垂直安装在限
位基座（8）上，Z轴立柱（1）的另一端螺纹段上安装有Y轴限位板（2），且用螺
母安装固定；
Y轴限位板（2）上设有沟槽（2A），该沟槽（2A）用于放置光纤（5E），光纤
（5E）一端粘接有A针尖（5C）的端面（5C1）或者粘接有B针尖（5D）的尖头
（5D1）；
压板（3）的一端安装在压板立柱（4）上，压板（3）的另一端用于与针尖接触，
实现向针尖提供一个Y轴方向的按压力，使针尖在胶液下与石英音叉（5）的音叉臂
端部粘接；
压板立柱（4）的一端安装在二自由度调节件（11）上，压板立柱（4）上安装
有压板（3）；
石英音叉固定架（6）包括有第一夹板（6A）、第二夹板（6B）、第三夹板（6C）、
第四夹板（6D）、第一锁紧螺钉（6E）、压板（6F）、配重块（6G）、第一螺母（6H）、
第二锁紧螺钉（6J）、第二螺母（6K）、第三锁紧螺钉（6L），其中第一夹板（6A）
与第二夹板（6B）为金属材料，第三夹板（6C）与第四夹板（6D）为橡胶材料，
第一夹板（6A）、第二夹板（6B）、第三夹板（6C）和第四夹板（6D）的构形相同；
配重块（6G）上安装有第二锁紧螺钉（6J）、第三锁紧螺钉（6L），且第二锁紧
螺钉（6J）与第三锁紧螺钉（6L）保持垂直；第一锁紧螺钉（6E）的一端顺次穿过
第二夹板（6B）、第四夹板（6D）、第三夹板（6C）、第一夹板（6A）后螺纹连接压
板（6F）；第二锁紧螺钉（6J）的一端顺次穿过第二夹板（6B）、第四夹板（6D）、
第三夹板（6C）、第一夹板（6A）后螺纹连接第一螺母（6H）；通过第一锁紧螺钉（6E）
与压板（6F）、第二锁紧螺钉（6J）与第一螺母（6H）的配合实现了四块夹板的压
紧；压紧的四块夹板能够将石英音叉（5）夹紧在夹持位（6M）处，以方便针尖与
石英音叉（5）的粘接；
第三锁紧螺钉（6L）连接在Z轴调节件（12）上，且通过第二螺母（6K）锁紧；
Z轴支撑座（7）安装在X轴调节件（13）上，Z轴支撑座（7）的立板面上安
装有Z轴调节件（12），Z轴调节件（12）上安装有石英音叉固定架（6）；
限位基座（8）上设有多个定位螺纹孔；
第一底座（9）上设有AA沉头孔（9A）、AB沉头孔（9B）、AC沉头孔（9C）、
AA通孔（9D）和AB通孔（9E），通过在AA沉头孔（9A）与AB沉头孔（9B）
中放置螺钉实现将第一底座（9）固定在限位基座（8）上，通过在AC沉头孔（9C）、
AA通孔（9D）和AB通孔（9E）中放置螺钉实现将二自由度调节件（11）固定在
第一底座（9）；
第二底座（10）上设有BA沉头孔（10A）、BB沉头孔（10B）、BC沉头孔（10C）、
BA通孔（10D）和...
【专利技术属性】
技术研发人员：李英姿，李进，钱建强，张维然，张立文，王振宇，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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