一种自动升降扫描电镜样品座系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种自动升降扫描电镜样品座系统，属于精密仪器技术领域。该系统包括升降装置、保护装置，升降装置包括样品台、样品台轴承端盖、升降丝杠、蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅰ、蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅱ、蜗轮蜗杆升降机、转台、电机支架、减速伺服电机、联轴器、输入蜗杆，保护装置包括激光发射器、激光接收器，激光发射器、激光接收器分别设置在扫描电镜样品室的左右侧壁上，激光发射器发射的激光穿过扫描电镜样品室内部照射到激光接收器上。本实用新型专利技术的自动升降扫描电镜样品座系统可以实现扫描电镜样品的自动升降和限位保护。

【技术实现步骤摘要】
一种自动升降扫描电镜样品座系统
本技术涉及一种自动升降扫描电镜样品座系统，属于精密仪器

技术介绍
扫描电镜是一种新型的电子光学仪器，通过电子束与样品的相互作用，产生各种物理信号来调制成像，具有分辨率高，放大倍数宽，三维立体效果好，样品制备简单的特点。其中样品座是扫描电镜中的一个重要组件，用来承载样品台，并将样品运动到指定的观测位置。以蔡司某型扫描电镜为例，该样品座由步进电机驱动，可以实现样品台的升降与旋转，在应用过程中，这种结构过于复杂，且由于步距角不够合理，使得样品台随样品座运动时容易出现爬行现象，且由于人工操作失误会导致样品台在上升过程中发生倾斜乃至倾覆，不利于精确定位样品与探头的距离，导致探头与样品直接接触，从而使得探头出现损坏，修复探头需要大量人力和物力。
技术实现思路
本技术针对现有技术存在的问题，提供一种自动升降扫描电镜样品座系统，采用丝杆升降机、减速伺服电机、激光发射器、激光接收器、单片机的配合实现扫描电镜样品的自动升降和限位，以解决现有机构运动不够精确，且无保护探头装置的问题。自动升降扫描电镜样品座系统代替了手动控制样品台上升，避免由于操作不当带来的样品台的倾斜甚至倾覆，节省了人力和时间；激光发射器和激光接受器配合工作，在样品上升到最佳观测位置，挡住激光束的接收，便会自动控制减速伺服电机停止工作，解决现有扫描电镜无保护探头装置的问题。本技术为解决其技术问题而采用的技术方案是：一种自动升降扫描电镜样品座系统，包括升降装置、保护装置，升降装置包括样品台1、样品台轴承端盖2、升降丝杠3、蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅰ4、蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅱ、蜗轮蜗杆升降机5、转台7、电机支架9、减速伺服电机10、联轴器11、输入蜗杆13，样品台1设置在扫描电镜样品室的下部，样品台1下端固定设置有样品台轴承端盖2，升降丝杠3的顶端固定设置有丝杠轴承，丝杠轴承与样品台轴承端盖2固定连接，蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅰ4固定设置在蜗轮蜗杆升降机5顶端，蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅱ固定设置在蜗轮蜗杆升降机5的底端，蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅰ4、蜗轮蜗杆升降机5的内部涡轮、蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅱ同轴，升降丝杠3的下端依次穿过蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅰ4、蜗轮蜗杆升降机5的内部涡轮中心、蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅱ，蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅱ的底端固定设置在转台7上，蜗轮蜗杆升降机5的输入蜗杆13通过联轴器11与减速伺服电机10的输出轴连接，减速伺服电机10通过电机支架9设置在蜗轮蜗杆升降机5的一侧，保护装置包括激光发射器16、激光接收器15，激光发射器16、激光接收器15分别设置在扫描电镜样品室的左右侧壁上，激光发射器16发射的激光束穿过扫描电镜样品室内部照射到激光接收器15上；所述自动升降扫描电镜样品座系统还包括控制装置，控制装置包括单片机14、计算机17，减速伺服电机10、激光发射器16、激光接收器15分别通过数据线与单片机14连接，单片机14通过数据线与计算机17连接；所述蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅱ的底端通过套筒连接法兰6固定设置在转台7上，电机支架9通过支架紧固螺栓8固定设置在蜗轮蜗杆升降机5的一侧，输入蜗杆13、减速伺服电机10的输出轴均通过紧定螺钉12与联轴器11固定连接。本技术自动升降扫描电镜样品座系统的工作过程：工作人员在操作扫描电镜时，接通电源，通过计算机向单片机发送指令，驱动激光发射器发射激光束，激光束穿过扫描电镜样品室被激光接受器接收，激光接受器将接收到的激光束信号进行处理并反馈给单片机，单片机将处理后信号传递给计算机，计算机控制减速伺服电机工作，减速伺服电机的输出端带动蜗轮蜗杆升降机的输入蜗杆转动，从而驱动蜗轮蜗杆升降机中的升降丝杠螺母发生转动，从而使得升降丝杠完成升降，当样品随着升降丝杠上升到最佳观测位置，此时激光发射器发出的激光束信号被观测试样遮挡，激光接收器不能接受到激光发生器发出的激光束，激光接收器进行处理并反馈给单片机，单片机将信号传递给计算机，计算机将停止升降的响应指令发送给减速伺服电机，减速伺服电机停止工作，样品台停止运动。这样既保证了试件处于最佳观测位置，又保证了探头的安全。本技术的有益效果：（1）本技术采用滚珠丝杠升降原理，易于控制，运动精准，不易出现爬行现象，操控方便，实现样品座的自动升降；（2）本技术采用激光收发装置监测样品的位置，响应快，取代了以往通过安装摄像头来观察样品与探头的位置的方法，减小了误差，在样品上升到最佳观测位置，挡住激光束的接收，便会自动控制减速伺服电机停止工作，解决现有扫描电镜无保护探头装置的问题；（3）本技术替代了手动控制样品台上升，避免由于操作不当带来的样品台的倾斜甚至倾覆，节省了人力和时间；结构紧凑，易于拆装维护，成本低廉；（4）本技术采用单片机和计算机实现自动控制，其编程简单，且程序的可视化效果好。附图说明图1为实施例自动升降扫描电镜样品座系统的示意图；图2为实施例自动升降扫描电镜样品座系统的立体结构示意图（不含控制装置）；其中：1-样品台、2-样品台轴承端盖、3-升降丝杠、4-蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅰ、5-蜗轮蜗杆升降机、6-套筒连接法兰、7-转台、8-支架紧固螺栓、9-电机支架、10-减速伺服电机、11-联轴器、12-紧定螺钉、13-输入蜗杆、14-单片机、15-激光接收器、16-激光发射器、17-计算机。具体实施方式下面结合具体实施方式，对本技术作进一步说明。实施例1：如图1~2所示，一种自动升降扫描电镜样品座系统，包括升降装置、保护装置，升降装置包括样品台1、样品台轴承端盖2、升降丝杠3、蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅰ4、蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅱ、蜗轮蜗杆升降机5、转台7、电机支架9、减速伺服电机10、联轴器11、输入蜗杆13，样品台1设置在扫描电镜样品室的下部，样品台1下端固定设置有样品台轴承端盖2，升降丝杠3的顶端固定设置有丝杠轴承，丝杠轴承与样品台轴承端盖2固定连接，蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅰ4固定设置在蜗轮蜗杆升降机5顶端，蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅱ固定设置在蜗轮蜗杆升降机5的底端，蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅰ4、蜗轮蜗杆升降机5的内部涡轮、蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅱ同轴，升降丝杠3的下端依次穿过蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅰ4、蜗轮蜗杆升降机5的内部涡轮中心、蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅱ，蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅱ的底端固定设置在转台7上，蜗轮蜗杆升降机5的输入蜗杆13通过联轴器11与减速伺服电机10的输出轴连接，减速伺服电机10通过电机支架9设置在蜗轮蜗杆升降机5的一侧，保护装置包括激光发射器16、激光接收器15，激光发射器16、激光接收器15分别设置在扫描电镜样品室的左右侧壁上，激光发射器16发射的激光束穿过扫描电镜样品室内部照射到激光接收器15上。本实施例中自动升降扫描电镜样品座系统还包括控制装置，控制装置包括单片机14、计算机17，减速伺服电机10、激光发射器16、激光接收器15分别通过数据线与单片机14连接，单片机14通过数据线与计算机17连接。本实施例中蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅱ的底端通过套筒连接法兰6固定设置在转台7上，电机支架9通过支架紧固螺栓8固定设置在蜗轮蜗杆升降机5的一侧，输入蜗杆13、减速伺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动升降扫描电镜样品座系统，其特征在于：包括升降装置、保护装置，升降装置包括样品台（1）、样品台轴承端盖（2）、升降丝杠（3）、蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅰ（4）、蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅱ、蜗轮蜗杆升降机（5）、转台（7）、电机支架（9）、减速伺服电机（10）、联轴器（11）、输入蜗杆（13），样品台（1）设置在扫描电镜样品室的下部，样品台（1）下端固定设置有样品台轴承端盖（2），升降丝杠（3）的顶端固定设置有丝杠轴承，丝杠轴承与样品台轴承端盖（2）固定连接，蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅰ（4）固定设置在蜗轮蜗杆升降机（5）顶端，蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅱ固定设置在蜗轮蜗杆升降机（5）的底端，蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅰ（4）、蜗轮蜗杆升降机（5）的内部涡轮、蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅱ同轴，升降丝杠（3）的下端依次穿过蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅰ（4）、蜗轮蜗杆升降机（5）的内部涡轮中心、蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅱ，蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅱ的底端固定设置在转台（7）上，蜗轮蜗杆升降机（5）的输入蜗杆（13）通过联轴器（11）与减速伺服电机（10）的输出轴连接，减速伺服电机（10）通过电机支架（9）设置在蜗轮蜗杆升降机（5）的一侧，保护装置包括激光发射器（16）、激光接收器（15），激光发射器（16）、激光接收器（15）分别设置在扫描电镜样品室的左右侧壁上，激光发射器（16）发射的激光束穿过扫描电镜样品室内部照射到激光接收器（15）上。...

【技术特征摘要】
1.一种自动升降扫描电镜样品座系统，其特征在于：包括升降装置、保护装置，升降装置包括样品台（1）、样品台轴承端盖（2）、升降丝杠（3）、蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅰ（4）、蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅱ、蜗轮蜗杆升降机（5）、转台（7）、电机支架（9）、减速伺服电机（10）、联轴器（11）、输入蜗杆（13），样品台（1）设置在扫描电镜样品室的下部，样品台（1）下端固定设置有样品台轴承端盖（2），升降丝杠（3）的顶端固定设置有丝杠轴承，丝杠轴承与样品台轴承端盖（2）固定连接，蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅰ（4）固定设置在蜗轮蜗杆升降机（5）顶端，蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅱ固定设置在蜗轮蜗杆升降机（5）的底端，蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅰ（4）、蜗轮蜗杆升降机（5）的内部涡轮、蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅱ同轴，升降丝杠（3）的下端依次穿过蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅰ（4）、蜗轮蜗杆升降机（5）的内部涡轮中心、蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅱ，蜗轮蜗杆升降机延伸套筒Ⅱ的底端固定设置在转台（7）上，蜗轮蜗杆升降机（5）的输入蜗杆（13）...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪喜，张璐璐，张晓伟，刘子峰，赵艳爽，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：新型
国别省市：云南,53