專利名稱：大負(fù)載真空室送樣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于物品傳送裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于在真空室內(nèi)傳送樣品的大負(fù)載送樣裝置。
背景技術(shù)：
真空技術(shù)是建立低于大氣壓力的特定物理環(huán)境，以及在此環(huán)境中進(jìn)行工藝制作、 物理測(cè)量和科學(xué)試驗(yàn)等所需的技術(shù)。近年來，由于其他工業(yè)技術(shù)和科學(xué)研究領(lǐng)域?qū)φ婵占夹g(shù)的需求增加，真空工業(yè)的發(fā)展十分迅速。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常碰到需要在真空室外面操作真空室里面的試驗(yàn)和物件。如磁控濺射鍍膜設(shè)備中進(jìn)樣預(yù)處理室和鍍膜室之間樣品的傳遞，觀察窗擋板的操縱，都涉及到將真空室外面的轉(zhuǎn)動(dòng)或直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)傳遞到真空室內(nèi)部。因此，在涉及真空技術(shù)的工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，急需一種高位移精度、高承載能力、高可靠性的真空室送樣傳動(dòng)裝置。為了提高密封等級(jí)和位移精度，在真空熱處理、真空鍍膜等生產(chǎn)過程中常用磁力樣品傳遞機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)從真空室外部調(diào)節(jié)室內(nèi)樣品的位置或進(jìn)行必要的工藝操作，并將部件的動(dòng)密封問題轉(zhuǎn)化成泄漏量可以忽略的靜密封形式。磁力樣品傳遞機(jī)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)真空室內(nèi)外傳動(dòng)的關(guān)鍵部件是磁力偶合聯(lián)軸器，如圖1 所示，其基本原理是用很薄的導(dǎo)磁隔離套(2)將大氣側(cè)和真空側(cè)隔離，利用大氣側(cè)配置的強(qiáng)力永磁體的磁力來驅(qū)動(dòng)真空側(cè)的軸(1)旋轉(zhuǎn)或滑移。這種非接觸式聯(lián)結(jié)，雖能有效地消除外轉(zhuǎn)子(3)與內(nèi)轉(zhuǎn)子(6)之間振動(dòng)的傳遞，降低噪音，并具有過載保護(hù)功能。但這種結(jié)構(gòu)也有其不可忽視的弱點(diǎn)，例如驅(qū)動(dòng)力來源于內(nèi)外磁體(5，4)間的磁力，傳遞負(fù)荷的能力較小；高速條件下會(huì)因內(nèi)外轉(zhuǎn)軸不同步而出現(xiàn)空轉(zhuǎn)，難以精確控制位移量；真空側(cè)的受力軸承工作環(huán)境苛刻，壽命有限，需要經(jīng)常維修。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所述真空室送樣裝置將磁流體密封傳動(dòng)技術(shù)和個(gè)性化的高精度位移臺(tái)進(jìn)行組合，使得該送樣裝置既具有磁流體傳動(dòng)的“零”泄漏、大轉(zhuǎn)矩、長壽命等優(yōu)點(diǎn)，又能精密調(diào)節(jié)真空室內(nèi)相關(guān)組件的位移。該裝置能在不破壞系統(tǒng)真空狀態(tài)的情況下取代常見的傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的磁力轉(zhuǎn)軸和低速直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的磁力推進(jìn)器，完成快速進(jìn)樣，交接樣品等簡單動(dòng)作。此外，按照本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)思想，將多個(gè)角位移臺(tái)(旋轉(zhuǎn)臺(tái)，傾斜臺(tái))和直線位移臺(tái)(平移臺(tái)，升降臺(tái))進(jìn)行恰當(dāng)組合，就可構(gòu)成能傳遞復(fù)雜運(yùn)動(dòng)形式的多自由度運(yùn)動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)真空環(huán)境下的特殊工藝操作。如果配合使用真空電機(jī)(步進(jìn)/伺服)，就可以在真空室外面以“遙控”的方式快速、精確的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)一種大負(fù)載真空室送樣裝置，其設(shè)置于真空室(11)中，由高精度位移平臺(tái)(16)、磁流體密封裝置(14)、心軸(13)、調(diào)節(jié)手輪(15)、底座(17)、平臺(tái)標(biāo)尺 (18)、以及設(shè)置有真空室(11)中的玻璃觀察窗(19)等組成，通過轉(zhuǎn)動(dòng)所述調(diào)節(jié)手輪(15)， 驅(qū)動(dòng)所述磁流體密封裝置(14)同步運(yùn)行，所述磁流體密封裝置(14)再驅(qū)動(dòng)心軸(1 帶動(dòng)位移平臺(tái)(16)運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物品(12)的運(yùn)送。所述位移平臺(tái)(16)還包括矩形載物臺(tái)、導(dǎo)軌0 、自鎖絲桿和傳動(dòng)桿 (M)，其中所述傳動(dòng)桿04)受磁流體密封裝置(14)的心軸(1 驅(qū)動(dòng)。所述位移平臺(tái)(16) 上有平臺(tái)標(biāo)尺(18)。所述磁流體密封裝置(14)包括密封膠圈(31)、聯(lián)接法蘭(3 、軸承(3 、密封 0形圈(34)、永磁體(35)、極靴(36)、磁性流體(37)。所述真空室送樣裝置通過自鎖絲杠 (23)驅(qū)動(dòng)位移平臺(tái)(16)前后移動(dòng)，位移平臺(tái)(16)的移動(dòng)范圍可調(diào)，精度高達(dá)5 μ m，位移平臺(tái)(16)可驅(qū)動(dòng)重量超過20kg的物體。本實(shí)用新型所述真空室送樣裝置不僅具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，使用維護(hù)方便等特點(diǎn)，更具有承載大、精度高、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，具有寬口的適應(yīng)性及廣闊的推廣應(yīng)用前景，適合在各種用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)和工業(yè)生產(chǎn)的真空設(shè)備上使用。

圖1 現(xiàn)有磁力耦合聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2 本實(shí)用新型的大負(fù)載真空室送樣裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3A 本實(shí)用新型的大負(fù)載真空室送樣裝置的位移平臺(tái)的側(cè)視圖；圖;3B 本實(shí)用新型的大負(fù)載真空室送樣裝置的位移平臺(tái)的俯視圖；圖4 本實(shí)用新型的大負(fù)載真空室送樣裝置的位移平臺(tái)刻度的示意圖；圖5 本實(shí)用新型的大負(fù)載真空室送樣裝置的磁流體密封件結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型所述真空室送樣裝置結(jié)構(gòu)如圖2所示，所述送樣裝置設(shè)置于真空室 (11)中，主要由高精度位移平臺(tái)(16)、磁流體密封裝置(14)、心軸(13)、調(diào)節(jié)手輪(15)、底座(17)、平臺(tái)標(biāo)尺(18)、以及設(shè)置有真空室(11)中的玻璃觀察窗(19)等組成。其中通過轉(zhuǎn)動(dòng)所述調(diào)節(jié)手輪(15)，驅(qū)動(dòng)所述磁流體密封裝置(14)同步運(yùn)行，所述磁流體密封裝置(14) 再驅(qū)動(dòng)心軸(1 帶動(dòng)位移平臺(tái)(16)運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物品(1 的運(yùn)送。其中所述高精度位移平臺(tái)用于驅(qū)動(dòng)安置于真空室中的物體，如圖3A所示，圖中為矩形載物臺(tái)(平臺(tái)尺寸 100X80mm), (22)為導(dǎo)軌，(23)為自鎖絲杠，(24)為傳動(dòng)桿。其中所述傳動(dòng)桿04)受磁流體密封裝置(14)的心軸(1 驅(qū)動(dòng)。通過自鎖絲杠驅(qū)動(dòng)平移臺(tái)前后移動(dòng)，位移范圍可調(diào)，精度高達(dá)5 μ m，驅(qū)動(dòng)重量超過20kg。位移平臺(tái)上有平臺(tái)標(biāo)尺(如圖4所示)，在手動(dòng)調(diào)節(jié)平臺(tái)位置時(shí)，可通過真空室上的玻璃觀察窗觀察平臺(tái)位置及位移量。位移平臺(tái)的傳動(dòng)桿直接作為磁流體動(dòng)密封裝置的心軸(如圖5所示)，穿過真空室壁實(shí)現(xiàn)真空室內(nèi)外的傳動(dòng)。磁流體動(dòng)密封裝置中，(31)為密封膠圈，(3 為聯(lián)接法蘭， (33)為軸承，(34)為密封0形圈，(35)為永磁體，(36)為極靴，(37)為磁性流體，(38)為磁場線，(39)為極齒。通過磁流體密封裝置，可以實(shí)現(xiàn)高真空度、高轉(zhuǎn)速條件下長期穩(wěn)定的密封。在磁流體心軸的末端加裝調(diào)節(jié)手輪，即可輕松地調(diào)節(jié)平臺(tái)位置。下面用實(shí)施例的方式對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案和使用方法作進(jìn)一步闡述。如圖2 所示，假如在真空狀態(tài)下要將質(zhì)量為Ml的重物(12)移動(dòng)到支架(10)上，其操作過程為通過玻璃觀察窗(19)查看平臺(tái)標(biāo)尺(18)當(dāng)前位置，預(yù)估平臺(tái)(16)需要移動(dòng)的距離為20mm， 4搖動(dòng)手輪(15)，穿過磁流體(14)的心軸(1 和驅(qū)動(dòng)絲杠同步旋轉(zhuǎn)，絲杠驅(qū)動(dòng)平臺(tái)(16)沿著底座(17)上的燕尾形導(dǎo)軌向左移動(dòng)，實(shí)時(shí)觀察平臺(tái)位置，在重物即將靠近支架時(shí)放慢手輪速度，最終將重物(1 平穩(wěn)地?cái)R置到支架(10)上。在負(fù)荷較大或位移精度要求較高時(shí)，手輪(15)還可直接換用電機(jī)(步進(jìn)、伺服) 驅(qū)動(dòng)，在移動(dòng)前預(yù)設(shè)移動(dòng)距離和轉(zhuǎn)速后，利用電機(jī)的位移控制功能，精確、自動(dòng)、快速地實(shí)現(xiàn)相關(guān)操作。雖然本實(shí)用新型已經(jīng)參照多個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了描述，但本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)ι鲜鰧?shí)施例中涉及的部件進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合形成新的實(shí)施例，在不脫離本實(shí)用新型原理的基礎(chǔ)上進(jìn)行的各種明顯的修改和變化都應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種大負(fù)載真空室送樣裝置，其設(shè)置于真空室(11)中，其特征在于，其由位移平臺(tái) (16)、磁流體密封裝置(14)、心軸(13)、調(diào)節(jié)手輪(15)、底座(17)、平臺(tái)標(biāo)尺(18)、以及設(shè)置在真空室(11)中的玻璃觀察窗(19)組成，通過轉(zhuǎn)動(dòng)所述調(diào)節(jié)手輪(15)，驅(qū)動(dòng)所述磁流體密封裝置(14)同步運(yùn)行，所述磁流體密封裝置(14)再驅(qū)動(dòng)心軸(1 帶動(dòng)位移平臺(tái)(16)運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物品(12)的運(yùn)送。
2.如權(quán)利要求1所述的大負(fù)載真空室送樣裝置，其特征在于，所述位移平臺(tái)(16)還包括矩形載物臺(tái)、導(dǎo)軌0 、自鎖絲桿和傳動(dòng)桿(M)，其中所述傳動(dòng)桿04)受磁流體密封裝置(14)的心軸(1 驅(qū)動(dòng)。
3.如權(quán)利要求2所述的大負(fù)載真空室送樣裝置，其特征在于，所述位移平臺(tái)(16)上有平臺(tái)標(biāo)尺(18)。
4.如權(quán)利要求1-3之一所述的大負(fù)載真空室送樣裝置，其特征在于，所述磁流體密封裝置(14)包括密封膠圈(31)、聯(lián)接法蘭(32)、軸承(33)、密封O形圈(34)、永磁體(35)、 極靴(36)、磁性流體(37)。
5.如權(quán)利要求4所述的大負(fù)載真空室送樣裝置，其特征在于，所述真空室送樣裝置通過自鎖絲杠驅(qū)動(dòng)位移平臺(tái)(16)前后移動(dòng)，位移平臺(tái)(16)的移動(dòng)范圍可調(diào)，精度高達(dá) 5 μ m，位移平臺(tái)(16)可驅(qū)動(dòng)重量超過20kg的物體。
專利摘要大負(fù)載真空室送樣裝置，其由高精度位移平臺(tái)(16)、磁流體密封裝置(14)、心軸(13)、調(diào)節(jié)手輪(15)、底座(17)、平臺(tái)標(biāo)尺(18)、以及設(shè)置有真空室(11)中的玻璃觀察窗(19)等組成，通過轉(zhuǎn)動(dòng)所述調(diào)節(jié)手輪(15)，驅(qū)動(dòng)所述磁流體密封裝置(14)同步運(yùn)行，所述磁流體密封裝置(14)再驅(qū)動(dòng)心軸(13)帶動(dòng)位移平臺(tái)(16)運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物品(12)的運(yùn)送，其位移平臺(tái)(16)的移動(dòng)范圍可調(diào)，精度高達(dá)5μm，位移平臺(tái)(16)可驅(qū)動(dòng)重量超過20kg的物體。
文檔編號(hào)G01N35/00GK202166653SQ20112012751
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月27日
發(fā)明者司洪娟, 吉總海, 徐濱士, 楊大祥, 渠洪波, 王海斗, 馬國政 申請(qǐng)人:中國人民解放軍裝甲兵工程學(xué)院