[发明专利]透射电镜样品台倾转结构

说明书

本发明提供一种透射电镜样品台倾转结构，该结构包括框架以及框架内的驱动轴、连杆机构、弹性复位件、中空管和样品台，通过在框架的第一转轴上设置连杆机构，在框架的第二转轴上设置样品台，连杆机构的一端与驱动轴连接，另一端与样品台搭接，并将驱动轴设于框架的中空管内，驱动轴移动通过连接机构带动样品台倾转，实现样品台的倾转角度控制；连杆机构对样品台施加旋转力的同时，弹性复位件对样品台施加反向力，减小间隙配合的误差，提高样品台倾转稳定性，有效提高了对样品台绕轴倾转的精度控制。该样品台倾转结构加工、装配简单，结构紧凑，可实现透射电镜样品台倾转角度的精准控制，进而有利于实现高质量的原位观察。

技术领域

本发明涉及透射电子显微镜技术领域，尤其涉及一种透射电镜样品台倾转结构。

背景技术

透射电子显微镜(TEM)是研究物质显微结构的科研设备，它具有超高的分辨率，已经成为材料表征的重要手段。对物理、生物、材料学、化学等诸多领域的进步发挥了举足轻重的作用。TEM的分辨率已经能达到原子尺寸分辨率，如需获得很好的原子尺寸像，或在纳米尺度通过选区电子衍射花样确定材料的晶体取向，需要透射电子束沿着某一晶体方向入射，样品某晶体方向需要调整到与入射电子束平行，这就要求搭载实验样品的样品台具有角度旋转功能。样品以两个相互垂直的轴做欧拉旋转，确保样品旋转到合适的位置。对应到TEM样品杆，这两个轴分别是样品杆轴向α方向，垂直于样品杆轴向且通过样品平面的β方向。其中α方向的转动由TEM测角台带动杆身旋转实现，而β方向的旋转则由样品杆提供。

目前实现β角倾转的方法有：1)曲轴连接：此方式通过前端镶有宝石小球的曲轴旋转带动样品台沿β轴上下摆动，主要缺点是零件加工较为复杂，且体积较大。2)压电式驱动：现有技术中提出使用压电材料的切变力作为驱动，直接带动转轴的旋转实现β倾转。此方式较为直接，且倾转角不受结构限制，但安装与信号控制问题是难题；

3)杠杆+导轨形式：现有技术中使用导轨限位结合连杆传动的方式实现β倾转，其结构简单，但由于机械装配间隙的存在，可能造成观察样品的晃动。

针对以上问题，亟需一种加工、装配简单，结构紧凑，稳定可靠的样品台倾转结构。

发明内容

本发明提供一种透射电镜样品台倾转结构，用以解决现有技术中样品台倾转结构复杂，倾转精度不易控制的缺陷，实现对样品台倾转角度的精准控制，提高样品台稳定性。

本发明提供一种透射电镜样品台倾转结构，包括：

框架，具有第一转轴、第二转轴和中空管，所述中空管内设有沿所述中空管轴向移动的驱动轴；

以所述第一转轴为倾转轴心的连杆机构；

以所述第二转轴为倾转轴心的样品台；

所述连杆机构一端与所述驱动轴连接，另一端与所述样品台搭接，由所述驱动轴驱动，所述连杆机构对所述样品台施加使所述样品台倾转的第一作用力；

弹性复位件，与所述样品台连接，对所述样品台施加第二作用力，所述第二作用力与所述第一作用力方向相反。

根据本发明提供的一个实施例，所述连杆机构包括倾转臂和转接件，所述倾转臂包括呈角度设置的第一支臂和第二支臂，所述转接件一端转动连接所述驱动轴，另一端转动连接所述第一支臂，所述第二支臂与所述样品台搭接。

根据本发明提供的一个实施例，所述第二支臂具有第一接触端，所述样品台具有第二接触端，所述第一接触端与所述第二接触端接触，并对所述第二接触端施加所述第一作用力。

根据本发明提供的一个实施例，所述第一接触端为设于所述第二支臂自由端部的拨杆，所述第二接触端为设于所述样品台靠近所述第二支臂一端的悬臂，所述悬臂具有悬臂平面，所述拨杆与所述悬臂平面接触，以施加所述第一作用力。

根据本发明提供的一个实施例，所述第一支臂和所述第二支臂的夹角为100-150度。