矿物或岩石等高精度显微分析的微区取样平台及其方法技术

本发明专利技术公开了一种矿物或岩石等高精度显微分析的微区取样平台及其方法，其矿物或岩石等高精度显微分析的微区取样平台包括支撑板、设置在支撑板上的Y轴驱动机构和Z轴驱动机构、设置在Y轴驱动机构上方的X轴驱动机构、设置在Z轴驱动机构上的钻取机构、设置在X轴驱动机构上方的载物台、设置在支撑板一侧的冷却机构、控制系统和PC上位机。本发明专利技术的取样平台为微区取样提供了平稳减震的作业平台，提高了取样的精度和效率，通过X轴驱动机构、Y轴驱动机构、Z轴驱动机构的设置实现了对样品位置的精准调控，并通过控制系统和PC上位机实现了直观的自动化控制，提高了控制的精度，提高了取样效率，同时为科研的发展提供坚实的基础。同时为科研的发展提供坚实的基础。同时为科研的发展提供坚实的基础。

【技术实现步骤摘要】
矿物或岩石等高精度显微分析的微区取样平台及其方法


[0001]本专利技术属于矿物材料取样检测
，具体涉及一种矿物或岩石等高精度显微分析的微区取样平台及其方法。

技术介绍

[0002]现有技术中钻取珊瑚、砗磲、石笋等岩石粉末样品时，主要是利用牙钻、金刚石刻刀进行钻(刻)取的方法。然而，这些现有取样方法存在的主要问题是：1.精度低，利用牙钻、金刚石刻刀取样，取样分辨率低，且难以操作，牙钻最高分辨率约0.5mm，刻刀最高分辨率约0.2mm，难以满足更高分辨率的取样需求；2.钻头工艺方面，目前常用的硬质合金钻头在工作时钻头磨损严重，尺寸难以达到要求且锥孔轴线的径向跳动偏大，钻体可靠性偏低，对取样精度造成消极影响；3.自动控制方面，目前的取样方式(如牙钻、刻刀)，自动化程度较低，且不易掌握，需要长时间训练才能熟练操作。
[0003]因此，现有技术中亟需一种高效、安全、取样成本低、精度高的取样方法。同时，亟需一种与该取样方法配套的结构合理简单、易于操作、能有效提高作业效率的装置。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种矿物或岩石等高精度显微分析的微区取样平台及其方法，操作简单、运行灵敏、运行精度高、钻头稳定性强，可以满足未来的高分辨率取样需求。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：矿物或岩石等高精度显微分析的微区取样平台，包括支撑板、设置在支撑板上的Y轴驱动机构和Z轴驱动机构、设置在Y轴驱动机构上方的X轴驱动机构、设置在Z轴驱动机构上的钻取机构、设置在X轴驱动机构上方的载物台、设置在支撑板一侧的冷却机构、控制系统和PC上位机；
[0006]所述支撑板包括平行桌面设置的支撑底板、竖向设置在支撑底板一侧的支撑立板，所述支撑立板的底部为中空结构；
[0007]所述Y轴驱动机构包括Y轴驱动电机、Y轴丝杠安装座、Y轴丝杠和Y轴移动平台，所述Y轴驱动电机设置在支撑立板的中空结构内，所述Y轴丝杠安装座设置在支撑底板远离Y轴驱动电机的一侧，所述Y轴丝杠设置在Y轴丝杠安装座和Y轴驱动电机之间，所述Y轴移动平台滑动设置在Y轴丝杠上；
[0008]所述Z轴驱动机构包括Z轴驱动电机、Z轴丝杠安装座、Z轴丝杠和Z轴移动平台，所述Z轴驱动电机设置在支撑立板的顶端，所述Z轴丝杠安装座设置在支撑立板靠近底端侧，所述Z轴丝杠设置在Z轴驱动电机和Z轴丝杠安装座之间，所述Z轴移动平台滑动套设在Z轴丝杠上；
[0009]所述X轴驱动机构包括X轴驱动电机、X轴丝杠安装座、X轴丝杠和X轴移动平台，所述X轴驱动电机和X轴丝杠安装座分别设置在Y轴移动平台两端，所述X轴丝杠设置在X轴驱动电机和X轴丝杠安装座之间，所述X轴移动平台滑动设置在X轴丝杠上，所述载物台设置在
X轴移动平台上；
[0010]所述钻取机构包括外壳、电机、取样钻头、钻头夹，所述外壳竖直贯穿Z轴移动平台的一端设置，所述电机设置在外壳的内部，所述电机的输出端与钻头夹连接，所述取样钻头固定在钻头夹内，所述钻头夹的侧壁上设有多个紧固螺栓，用于实现对取样钻头的固定；
[0011]所述冷却机构包括冷却泵和冷却管，所述冷却管一端与冷却泵连接，另一端设置在外壳的内部；
[0012]所述控制系统与X轴驱动机构、Y轴驱动机构、Z轴驱动机构、钻取机构、冷却机构、PC上位机分别电性连接。
[0013]本专利技术进一步的，所述X轴移动平台和载物台为长方体结构，上下相互平行设置。
[0014]本专利技术进一步的，所述X轴移动平台和载物台为圆柱体结构，所述X轴移动平台上方中心处设有转轴，所述载物台通过转轴和X轴移动平台转动连接。
[0015]本专利技术进一步的，所述载物台的侧面设有指针，所述X轴移动平台顶面设有刻度。
[0016]本专利技术进一步的，所述X轴移动平台的内部设有转动电机，所述转动电机的输出端与转轴连接。
[0017]本专利技术进一步的，所述支撑底板的底部四角设有地脚，所述地脚底部设有地垫。
[0018]本专利技术进一步的，所述支撑底板上设有两个Y轴限位器，所述支撑立板上设有两个Z轴限位器，所述Y轴移动平台上设有两个X轴限位器，所述X轴限位器、Y轴限位器、Z轴限位器分别与控制系统连接。
[0019]本专利技术进一步的，所述X轴丝杠、Y轴丝杠、Z轴丝杠两端均设有风琴防尘罩。
[0020]本专利技术进一步的，还包括照明灯，所述照明灯设置在Z轴移动平台底部取样钻头的一侧，所述Z轴移动平台的侧面设有开关，所述开关与照明灯电性连接。
[0021]本专利技术进一步的，所述Y轴移动平台的底部设有Y轴滑轨，所述X轴移动平台的底部设有X轴滑轨，所述X轴滑轨和Y轴滑轨均为分别与X轴丝杠和Y轴丝杠尺寸相匹配的凹槽结构。
[0022]本专利技术另一方面的，提供矿物或岩石等高精度显微分析的微区取样方法，其步骤包括：
[0023]S1：开机前准备，确保平台稳定，将要钻取的样品安装在载物台上，样品安装合适后，启动电脑Mach3软件，确保控制系统与PC上位机连接；
[0024]S2：开机，按照顺序启动仪器各部件，确保冷却泵、X轴驱动机构、Y轴驱动机构、Z轴驱动机构、钻取机构运转正常，显示启动画面后，调整软件控制X轴驱动机构、Y轴驱动机构使得样品置于取样钻头下方，再控制Z轴驱动机构使得取样钻头下降至接触样品，设为取样原点；
[0025]S3：取样，运行钻取机构，电机带动取样钻头高速旋转钻取样品，单次钻取完成后，取样钻头提升至初始高度，钻取的粉末样品收集至待测容器中，软件控制X轴驱动机构或Y轴驱动机构移动至下一个取样点，开始下一个取样操作，即可实现连续的取样。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的取样平台为微区取样提供了平稳减震的作业平台，提高了取样的精度和效率，通过X轴驱动机构、Y轴驱动机构、Z轴驱动机构的设置实现了对样品位置的精准调控，并通过控制系统和PC上位机实现了直观的自动化控制，提高了控制的精度，提高了取样效率，同时为科研的发展提供坚实的基础。
附图说明
[0027]图1为本专利技术的矿物或岩石等高精度显微分析的微区取样平台的立体结构示意图；
[0028]图2为本专利技术的矿物或岩石等高精度显微分析的微区取样平台的载物台安装示意图；
[0029]图3为本专利技术的矿物或岩石等高精度显微分析的微区取样平台的风琴防尘罩结构示意图；
[0030]图4为本专利技术的矿物或岩石等高精度显微分析的微区取样平台的滑轨结构示意图；
[0031]图5为本专利技术的矿物或岩石等高精度显微分析的微区取样平台的支撑底板安装示意图；
[0032]图6为本专利技术的矿物或岩石等高精度显微分析的微区取样平台的钻取机构结构示意图；
[0033]图7为本专利技术的结构原理框图；
[0034]其中：1、支撑底板，2、支撑立板，3、Y轴限位器，4、Y轴丝杠，5、Y轴丝杠安装座，6、Y轴移动平台，7、X轴驱动电机，8、X轴限位器，9、X轴丝杠安装座，10、X轴丝杠，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.矿物或岩石等高精度显微分析的微区取样平台，其特征在于，矿物或岩石等高精度显微分析的微区取样平台，包括支撑板、设置在支撑板上的Y轴驱动机构和Z轴驱动机构、设置在Y轴驱动机构上方的X轴驱动机构、设置在Z轴驱动机构上的钻取机构、设置在X轴驱动机构上方的载物台、设置在支撑板一侧的冷却机构、控制系统和PC上位机；所述支撑板包括平行桌面设置的支撑底板、竖向设置在支撑底板一侧的支撑立板，所述支撑立板的底部为中空结构；所述Y轴驱动机构包括Y轴驱动电机、Y轴丝杠安装座、Y轴丝杠和Y轴移动平台，所述Y轴驱动电机设置在支撑立板的中空结构内，所述Y轴丝杠安装座设置在支撑底板远离Y轴驱动电机的一侧，所述Y轴丝杠设置在Y轴丝杠安装座和Y轴驱动电机之间，所述Y轴移动平台滑动设置在Y轴丝杠上；所述Z轴驱动机构包括Z轴驱动电机、Z轴丝杠安装座、Z轴丝杠和Z轴移动平台，所述Z轴驱动电机设置在支撑立板的顶端，所述Z轴丝杠安装座设置在支撑立板靠近底端侧，所述Z轴丝杠设置在Z轴驱动电机和Z轴丝杠安装座之间，所述Z轴移动平台滑动套设在Z轴丝杠上；所述X轴驱动机构包括X轴驱动电机、X轴丝杠安装座、X轴丝杠和X轴移动平台，所述X轴驱动电机和X轴丝杠安装座分别设置在Y轴移动平台两端，所述X轴丝杠设置在X轴驱动电机和X轴丝杠安装座之间，所述X轴移动平台滑动设置在X轴丝杠上，所述载物台设置在X轴移动平台上；所述钻取机构包括外壳、电机、取样钻头、钻头夹，所述外壳竖直贯穿Z轴移动平台的一端设置，所述电机设置在外壳的内部，所述电机的输出端与钻头夹连接，所述取样钻头固定在钻头夹内，所述钻头夹的侧壁上设有多个紧固螺栓，用于实现对取样钻头的固定；所述冷却机构包括冷却泵和冷却管，所述冷却管一端与冷却泵连接，另一端设置在外壳的内部；所述控制系统与X轴驱动机构、Y轴驱动装置、Z轴驱动装置、钻取机构、冷却机构、PC上位机分别电性连接。2.根据权利要求1所述的矿物或岩石等高精度显微分析的微区取样平台，其特征在于，所述X轴移动平台和载物台为长方体结构，上下相互平行设置。3.根据权利要求1所述的矿物或岩石等高精度显微分析的微区取样平台，其特征在于，所述X轴移动平台和载物台为圆柱体结构，所述X轴移动平台上方中心处设有转轴，所述载物台通过转轴和X轴移动平台...

【专利技术属性】
技术研发人员：晏宏，刘成程，石歌，刘姗，
申请(专利权)人：中国科学院地球环境研究所，
类型：发明
国别省市：