[实用新型]连体五维旋转样品驱动器

说明书

技术领域

本实用新型属于超高真空设备的多维驱动领域，特别涉及一种五维驱动器。

背景技术

超高真空技术目前已经是表面科学、半导体应用、高能粒子加速器、核聚变研究装置和宇宙开发领域不可或缺的技术。应用超高真空技术，需要在超高真空系统中进行。

超高真空系统主要由真空腔体、真空泵、真空计、真空阀门、各种运动导入器、连接导管以及电气控制系统构成。各种超高真空运动驱动器的使用，实现了对真空环境中的样品进行操纵，同时使样品及固定样品的样品架前段安装的反光镜或感光二极管等按照实验者的意图进行传递、摆动。

目前，市场上比较常见的驱动装置的类型有一维直线驱动、一维旋转驱动及二维驱动。在一维直线驱动中，比较常用的基础驱动装置有直线推动驱动器、螺旋式直线驱动器、微分头直线驱动器、中空直线驱动器；在一维旋转驱动中，比较常用的基础驱动装置有波纹管旋转导入器、磁耦合旋转导入器、差分抽旋转导入器；在二维驱动装置中，常用的有水平位移台（XY驱动器）、磁耦合直线旋转驱动器。很多超高真空实验装置，需要既可直线驱动又可旋转驱动的运动形式，所以如何巧妙地结合直线驱动和旋转是实现多维驱动的关键。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有技术中驱动器功能单一的技术问题，提供一种连体五维旋转样品驱动器。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：连体五维旋转样品驱动器，其特征在于：包括X向转动机构、X向移动机构、Y向转动机构、Y向移动机构、Z向移动机构，以上五个机构相互连接，并分别连接样品托盘组件。

所述X向转动机构中，上法兰盘的另一端与上法兰压板相连，上法兰压板上连接70磁耦合回转导入器的一端，磁耦合回转导入器的另一端与34磁耦合回转导入器的一端相连，回转轴的一端通过连接轴与磁耦合回转导入器相连，回转轴的另一端通过回转连接轴与回转轴承座的一端相连，回转轴承座的另一端连接样品托盘整体组件，位于焊接波纹管中的导向管套接于回转轴外侧，导向管的一端与上法兰压板相连。

所述70磁耦合回转导入器通过螺钉与上法兰压板固定连接。

所述X向移动机构中，34磁耦合回转导入器与微分头直线驱动器A相连，焊接波纹管的两端分别与下法兰盘、上法兰盘相连，焊接波纹管外套接固定板，固定板的间隙中配合滑动连接两根导向杆，导向杆的两端均与下法兰盘连接，滚珠丝杠与固定板通过螺纹连接，滚珠丝杠的一端与把手连接，另一端与下法兰盘相连。

所述下法兰盘上通过螺钉固定连接侧板共同构成底座。

所述Y向转动机构中，位于回转轴承座内部的齿条与回转连接轴连接，回转连接轴与回转轴连接，齿轮A的两侧分别与齿条、齿轮B啮合连接。

所述Y向移动机构中，滑动板通过滑轨与固定板相连，夹具A通过螺钉连接在固定板的上边缘，夹具A上连接可驱动滑动板在固定板的滑轨上进行上下滑动的微分头直线驱动器B。

所述Z向移动机构中，上法兰盘通过滑轨与滑动板相连，夹具B通过螺钉连接在滑动板上，夹具B上连接可驱动滑动板在固定板的滑轨上进行前后滑动的微分头直线驱动器C。

所述样品托盘组件包括辅助导向压板、支撑板、样品托盘，支撑板通过辅助导向压板与回转轴承座固定连接，支撑板上连接样品托盘。

本实用新型有别于以往单一的一维驱动器和简单的二维角度驱动器，采用微分头直线驱动器结合磁耦合直线导入器和一维直线驱动器，可实现被驱动件的轴向驱动或绕固定轴的角度摆动，从维度上讲，利用了直线驱动与旋转驱动的结合达到了五维的驱动，无论真空内外均对磁环境没有严格要求，且驱动的精度高、操纵性好。本实用新型的具体有益效果如下：

（1）该装置尽量将伸入真空内部的零件做小，以便节省真空内部的空间，减少抽真空所消耗的能量；

（2）微分头直线驱动器A与34磁耦合回转导入器共同组成螺旋直线驱动器，与真空腔体连接的法兰是螺旋直线驱动器前端的法兰，因真空内组件体积较小，故其可以根据实验要求，选用更小的法兰；

（3）螺旋直线驱动器所连接的后部驱动器选用的是微分头直线驱动器，驱动的精度高、操纵性好，易于得出驱动距离与旋转角度之间的函数关系，方便在实验中进行角度调校，提高了实验的可控性；

（4）导向杆充当了螺旋滚珠丝杠的导正装置，提高了平推时的同轴度，同时也使得驱动距离与旋转角度之间函数关系更为精确，有效降低了驱动误差对实验的干扰；