本實(shí)用新型屬于超高真空設(shè)備的多維驅(qū)動領(lǐng)域，特別涉及一種五維驅(qū)動器。

背景技術(shù)：

超高真空技術(shù)目前已經(jīng)是表面科學(xué)、半導(dǎo)體應(yīng)用、高能粒子加速器、核聚變研究裝置和宇宙開發(fā)領(lǐng)域不可或缺的技術(shù)。應(yīng)用超高真空技術(shù)，需要在超高真空系統(tǒng)中進(jìn)行。

超高真空系統(tǒng)主要由真空腔體、真空泵、真空計(jì)、真空閥門、各種運(yùn)動導(dǎo)入器、連接導(dǎo)管以及電氣控制系統(tǒng)構(gòu)成。各種超高真空運(yùn)動驅(qū)動器的使用，實(shí)現(xiàn)了對真空環(huán)境中的樣品進(jìn)行操縱，同時(shí)使樣品及固定樣品的樣品架前段安裝的反光鏡或感光二極管等按照實(shí)驗(yàn)者的意圖進(jìn)行傳遞、擺動。

目前，市場上比較常見的驅(qū)動裝置的類型有一維直線驅(qū)動、一維旋轉(zhuǎn)驅(qū)動及二維驅(qū)動。在一維直線驅(qū)動中，比較常用的基礎(chǔ)驅(qū)動裝置有直線推動驅(qū)動器、螺旋式直線驅(qū)動器、微分頭直線驅(qū)動器、中空直線驅(qū)動器；在一維旋轉(zhuǎn)驅(qū)動中，比較常用的基礎(chǔ)驅(qū)動裝置有波紋管旋轉(zhuǎn)導(dǎo)入器、磁耦合旋轉(zhuǎn)導(dǎo)入器、差分抽旋轉(zhuǎn)導(dǎo)入器；在二維驅(qū)動裝置中，常用的有水平位移臺（XY驅(qū)動器）、磁耦合直線旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器。很多超高真空實(shí)驗(yàn)裝置，需要既可直線驅(qū)動又可旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的運(yùn)動形式，所以如何巧妙地結(jié)合直線驅(qū)動和旋轉(zhuǎn)是實(shí)現(xiàn)多維驅(qū)動的關(guān)鍵。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中驅(qū)動器功能單一的技術(shù)問題，提供一種連體五維旋轉(zhuǎn)樣品驅(qū)動器。

本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：連體五維旋轉(zhuǎn)樣品驅(qū)動器，其特征在于：包括X向轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)、X向移動機(jī)構(gòu)、Y向轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)、Y向移動機(jī)構(gòu)、Z向移動機(jī)構(gòu)，以上五個機(jī)構(gòu)相互連接，并分別連接樣品托盤組件。

所述X向轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)中，上法蘭盤的另一端與上法蘭壓板相連，上法蘭壓板上連接70磁耦合回轉(zhuǎn)導(dǎo)入器的一端，磁耦合回轉(zhuǎn)導(dǎo)入器的另一端與34磁耦合回轉(zhuǎn)導(dǎo)入器的一端相連，回轉(zhuǎn)軸的一端通過連接軸與磁耦合回轉(zhuǎn)導(dǎo)入器相連，回轉(zhuǎn)軸的另一端通過回轉(zhuǎn)連接軸與回轉(zhuǎn)軸承座的一端相連，回轉(zhuǎn)軸承座的另一端連接樣品托盤整體組件，位于焊接波紋管中的導(dǎo)向管套接于回轉(zhuǎn)軸外側(cè)，導(dǎo)向管的一端與上法蘭壓板相連。

所述70磁耦合回轉(zhuǎn)導(dǎo)入器通過螺釘與上法蘭壓板固定連接。

所述X向移動機(jī)構(gòu)中，34磁耦合回轉(zhuǎn)導(dǎo)入器與微分頭直線驅(qū)動器A相連，焊接波紋管的兩端分別與下法蘭盤、上法蘭盤相連，焊接波紋管外套接固定板，固定板的間隙中配合滑動連接兩根導(dǎo)向桿，導(dǎo)向桿的兩端均與下法蘭盤連接，滾珠絲杠與固定板通過螺紋連接，滾珠絲杠的一端與把手連接，另一端與下法蘭盤相連。

所述下法蘭盤上通過螺釘固定連接側(cè)板共同構(gòu)成底座。

所述Y向轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)中，位于回轉(zhuǎn)軸承座內(nèi)部的齒條與回轉(zhuǎn)連接軸連接，回轉(zhuǎn)連接軸與回轉(zhuǎn)軸連接，齒輪A的兩側(cè)分別與齒條、齒輪B嚙合連接。

所述Y向移動機(jī)構(gòu)中，滑動板通過滑軌與固定板相連，夾具A通過螺釘連接在固定板的上邊緣，夾具A上連接可驅(qū)動滑動板在固定板的滑軌上進(jìn)行上下滑動的微分頭直線驅(qū)動器B。

所述Z向移動機(jī)構(gòu)中，上法蘭盤通過滑軌與滑動板相連，夾具B通過螺釘連接在滑動板上，夾具B上連接可驅(qū)動滑動板在固定板的滑軌上進(jìn)行前后滑動的微分頭直線驅(qū)動器C。

所述樣品托盤組件包括輔助導(dǎo)向壓板、支撐板、樣品托盤，支撐板通過輔助導(dǎo)向壓板與回轉(zhuǎn)軸承座固定連接，支撐板上連接樣品托盤。

本實(shí)用新型有別于以往單一的一維驅(qū)動器和簡單的二維角度驅(qū)動器，采用微分頭直線驅(qū)動器結(jié)合磁耦合直線導(dǎo)入器和一維直線驅(qū)動器，可實(shí)現(xiàn)被驅(qū)動件的軸向驅(qū)動或繞固定軸的角度擺動，從維度上講，利用了直線驅(qū)動與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的結(jié)合達(dá)到了五維的驅(qū)動，無論真空內(nèi)外均對磁環(huán)境沒有嚴(yán)格要求，且驅(qū)動的精度高、操縱性好。本實(shí)用新型的具體有益效果如下：

（1）該裝置盡量將伸入真空內(nèi)部的零件做小，以便節(jié)省真空內(nèi)部的空間，減少抽真空所消耗的能量；

（2）微分頭直線驅(qū)動器A與34磁耦合回轉(zhuǎn)導(dǎo)入器共同組成螺旋直線驅(qū)動器，與真空腔體連接的法蘭是螺旋直線驅(qū)動器前端的法蘭，因真空內(nèi)組件體積較小，故其可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，選用更小的法蘭；

（3）螺旋直線驅(qū)動器所連接的后部驅(qū)動器選用的是微分頭直線驅(qū)動器，驅(qū)動的精度高、操縱性好，易于得出驅(qū)動距離與旋轉(zhuǎn)角度之間的函數(shù)關(guān)系，方便在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行角度調(diào)校，提高了實(shí)驗(yàn)的可控性；

（4）導(dǎo)向桿充當(dāng)了螺旋滾珠絲杠的導(dǎo)正裝置，提高了平推時(shí)的同軸度，同時(shí)也使得驅(qū)動距離與旋轉(zhuǎn)角度之間函數(shù)關(guān)系更為精確，有效降低了驅(qū)動誤差對實(shí)驗(yàn)的干擾；

（5）利用螺旋直線驅(qū)動器將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動變?yōu)橹本€驅(qū)動，可實(shí)現(xiàn)樣品托盤在X向的移動；利用微分頭直線驅(qū)動器可實(shí)現(xiàn)樣品托盤組件在Y向和Z向上的移動；利用磁耦合旋轉(zhuǎn)導(dǎo)入器可實(shí)現(xiàn)樣品托盤組件整體繞X向轉(zhuǎn)動；利用微分頭結(jié)合齒條齒輪等機(jī)構(gòu)的傳動可實(shí)現(xiàn)樣品托盤繞Y向轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)樣品托盤在五個維度上的改變；

（6）組件小巧，成本低廉，更換方便。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型連體五維旋轉(zhuǎn)樣品驅(qū)動器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型連體五維旋轉(zhuǎn)樣品驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)剖視圖。

圖中：1、微分頭直線驅(qū)動器A；2、34磁耦合回轉(zhuǎn)導(dǎo)入器；3、70磁耦合回轉(zhuǎn)導(dǎo)入器；4、焊接波紋管；5、上法蘭壓板；6、下法蘭盤；7、固定板；8、滑動板；9、上法蘭盤；10、把手；11、滾珠絲杠；12、導(dǎo)向桿；13、側(cè)板；14、回轉(zhuǎn)軸15、齒條；16、回轉(zhuǎn)軸承座；17、輔助導(dǎo)向壓板；18、支撐板；19、齒輪A；20、齒輪B；21、樣品托盤；22、夾具A；23、夾具B；24、導(dǎo)向管；25、回轉(zhuǎn)連接軸；26、微分頭直線驅(qū)動器B；27、微分頭直線驅(qū)動器C。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型并不局限于具體實(shí)施例。

實(shí)施例

如圖1-圖2所示的連體五維旋轉(zhuǎn)樣品驅(qū)動器，包括X向轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)、X向移動機(jī)構(gòu)、Y向轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)、Y向移動機(jī)構(gòu)、Z向移動機(jī)構(gòu)，以上五個機(jī)構(gòu)相互連接，并分別連接樣品托盤組件。

所述X向轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)中，上法蘭盤9的另一端與上法蘭壓板5相連，上法蘭壓板5上連接70磁耦合回轉(zhuǎn)導(dǎo)入器3的一端通過螺釘固定連接在上法蘭壓板5上，70磁耦合回轉(zhuǎn)導(dǎo)入器3的另一端與34磁耦合回轉(zhuǎn)導(dǎo)入器2的一端相連，回轉(zhuǎn)軸14的一端通過連接軸與70磁耦合回轉(zhuǎn)導(dǎo)入器3相連，回轉(zhuǎn)軸14的另一端通過回轉(zhuǎn)連接軸25與回轉(zhuǎn)軸承座16的一端相連，回轉(zhuǎn)軸承座16的另一端連接樣品托盤整體組件，位于焊接波紋管4中的導(dǎo)向管24套接于回轉(zhuǎn)軸14外側(cè)，導(dǎo)向管24的一端與上法蘭壓板5相連。

所述X向移動機(jī)構(gòu)中，34磁耦合回轉(zhuǎn)導(dǎo)入器2與微分頭直線驅(qū)動器A 1相連，焊接波紋管4的兩端分別與下法蘭盤6、上法蘭盤9相連，焊接波紋管4外套接固定板7，固定板7的間隙中配合滑動連接兩根導(dǎo)向桿12，導(dǎo)向桿12的兩端均與下法蘭盤6連接，滾珠絲杠11與固定板7通過螺紋連接，滾珠絲杠11的一端與把手10連接，另一端與下法蘭盤6相連，下法蘭盤6上通過螺釘固定連接側(cè)板13共同構(gòu)成底座。

所述Y向轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)中，位于回轉(zhuǎn)軸承座16內(nèi)部的齒條15與回轉(zhuǎn)連接軸25連接，回轉(zhuǎn)連接軸25與回轉(zhuǎn)軸14連接，齒輪A 19的兩側(cè)分別與齒條15、齒輪B 20嚙合連接。

所述Y向移動機(jī)構(gòu)中，滑動板8通過滑軌與固定板7相連，夾具A 22通過螺釘連接在固定板7的上邊緣，夾具A 22上連接可驅(qū)動滑動板8在固定板7的滑軌上進(jìn)行上下滑動的微分頭直線驅(qū)動器B 26。

所述Z向移動機(jī)構(gòu)中，上法蘭盤9通過滑軌與滑動板8相連，夾具B 23通過螺釘連接在滑動板8上，夾具B 23上連接可驅(qū)動滑動板8在固定板7的滑軌上進(jìn)行前后滑動的微分頭直線驅(qū)動器C 27。

所述樣品托盤組件包括輔助導(dǎo)向壓板17、支撐板18、樣品托盤21，支撐板18通過輔助導(dǎo)向壓板17與回轉(zhuǎn)軸承座16固定連接，支撐板18上連接樣品托盤21。

實(shí)驗(yàn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)70磁耦合回轉(zhuǎn)導(dǎo)入器3帶動回轉(zhuǎn)軸14及回轉(zhuǎn)軸承座16另一端連接的樣品托盤組件繞X向轉(zhuǎn)動；通過旋轉(zhuǎn)右端的微分頭直線驅(qū)動器A 1頂動70磁耦合回轉(zhuǎn)導(dǎo)入器3中的連接軸帶動回轉(zhuǎn)軸14沿X向左右移動，同時(shí)，擰動把手10使?jié)L珠絲杠11轉(zhuǎn)動，壓縮焊接波紋管4驅(qū)動固定板7及與其連接的回轉(zhuǎn)軸承座16和樣品托盤組件沿X向左右移動；回轉(zhuǎn)軸14推動齒條15移動，齒條15帶動齒輪A 19轉(zhuǎn)動，齒輪A 19又帶動齒輪B 20轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動固定在齒輪B 20上的樣品托盤21繞Y向轉(zhuǎn)動；調(diào)節(jié)夾具A 22上的微分頭直線驅(qū)動器B 26可以驅(qū)動滑動板8在固定板7的滑軌上進(jìn)行上下滑動，實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動器在Y向的驅(qū)動；調(diào)節(jié)夾具B 23上的微分頭直線驅(qū)動器C 27可以驅(qū)動滑動板8在固定板7的滑軌上進(jìn)行前后滑動，實(shí)現(xiàn)了驅(qū)動器在Z向的驅(qū)動；以上各動作相互結(jié)合，最終實(shí)現(xiàn)了樣品托盤在五維的改變。

以上內(nèi)容是結(jié)合優(yōu)選技術(shù)方案對本實(shí)用新型所做的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定實(shí)用新型的具體實(shí)施僅限于這些說明。對本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思的前提下，還可以做出簡單的推演及替換，都應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。