包括多自由度轉(zhuǎn)動(dòng)樣品臺(tái)的測(cè)量桿的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測(cè)量裝置領(lǐng)域，具體涉及一種包括多自由度轉(zhuǎn)動(dòng)樣品臺(tái)的測(cè)量桿。
【背景技術(shù)】
[0002]材料的電輸運(yùn)特性與材料內(nèi)部的電子態(tài)結(jié)構(gòu)和磁結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。電學(xué)性能的測(cè)量對(duì)于材料物理的研宄和先進(jìn)材料的開發(fā)應(yīng)用都具有重大的意義，因此電輸運(yùn)測(cè)量裝置是實(shí)驗(yàn)室的基本配置。如 PPMS (Physical Property Measurement System)、Maglab (Nat1nalHigh Magnetic Field Laboratory)等設(shè)備。為獲得進(jìn)一步的信息，需要在進(jìn)行電輸運(yùn)測(cè)量時(shí)，改變磁場(chǎng)與樣品的夾角，以區(qū)分具有不同對(duì)稱性的電子態(tài)結(jié)構(gòu)和磁結(jié)構(gòu)，如鐵基超導(dǎo)體研宄中向列相的發(fā)現(xiàn)。對(duì)具有復(fù)雜磁結(jié)構(gòu)對(duì)稱性的材料而言，還需要樣品的轉(zhuǎn)動(dòng)能夠覆蓋所有方向，即具有兩個(gè)甚至更多的自由度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，本發(fā)明提出了一種包括多自由度轉(zhuǎn)動(dòng)樣品臺(tái)的測(cè)量桿，能夠提供樣品在兩個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)。所述包括多自由度轉(zhuǎn)動(dòng)樣品臺(tái)的測(cè)量桿包括:同軸驅(qū)動(dòng)裝置，所述同軸驅(qū)動(dòng)裝置包括第一驅(qū)動(dòng)軸、第二驅(qū)動(dòng)軸、用于驅(qū)動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)軸的第一馬達(dá)以及用于驅(qū)動(dòng)第二驅(qū)動(dòng)軸的第二馬達(dá)，所述第一馬達(dá)連接第一驅(qū)動(dòng)軸的第一端，所述第二馬達(dá)連接第二驅(qū)動(dòng)軸的第一端，所述第二驅(qū)動(dòng)軸包括第一中心孔，所述第一驅(qū)動(dòng)軸位于第一中心孔內(nèi)；支架，所述支架包括底板和至少一個(gè)側(cè)板，所述底板同側(cè)板垂直；設(shè)置于所述底板上的第一齒輪；設(shè)置于所述第一齒輪上的樣品臺(tái)，其中，所述第一驅(qū)動(dòng)軸和第二驅(qū)動(dòng)軸之一產(chǎn)生所述支架的轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第一驅(qū)動(dòng)軸和第二驅(qū)動(dòng)軸中的另一個(gè)產(chǎn)生所述第一齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，使得所述樣品臺(tái)在多個(gè)自由度轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0004]優(yōu)選地，所述第一齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線垂直于所述底板。
[0005]優(yōu)選地，所述第二驅(qū)動(dòng)軸與所述一個(gè)側(cè)板固定連接，所述第一驅(qū)動(dòng)軸穿過所述一個(gè)側(cè)板，所述第一驅(qū)動(dòng)軸的第二端設(shè)有第一主動(dòng)齒輪，所述第一主動(dòng)齒輪和第一齒輪分別為相互嚙合的錐齒輪。
[0006]優(yōu)選地，所述測(cè)量桿還包括樣品室，所述支架、第一齒輪以及樣品臺(tái)設(shè)置于所述樣品室中，所述樣品室的端部同所述同軸驅(qū)動(dòng)裝置通過桿體固定連接，所述桿體包括第二中心孔，所述第一驅(qū)動(dòng)軸和第二驅(qū)動(dòng)軸穿過所述第二中心孔和樣品室的端部進(jìn)入所述樣品室。
[0007]優(yōu)選地，所述測(cè)量桿還包括:設(shè)置在所述第二驅(qū)動(dòng)軸的第二端的第二主動(dòng)齒輪，所述第二主動(dòng)齒輪為錐齒輪，所述第二主動(dòng)齒輪在其轉(zhuǎn)動(dòng)軸線方向設(shè)有穿孔，其中，所述第一驅(qū)動(dòng)軸穿過所述穿孔，所述第一驅(qū)動(dòng)軸的第二端固定連接所述一個(gè)側(cè)板；第一中間齒輪組，所述第一中間齒輪組的第一端的齒輪為同第二主動(dòng)齒輪嚙合的錐齒輪，所述第一中間齒輪組的第二端的齒輪同所述第一齒輪嚙合，從而將所述第二驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)改變方向以驅(qū)動(dòng)所述第一齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0008]優(yōu)選地，所述測(cè)量桿還包括:設(shè)置在所述第二驅(qū)動(dòng)軸的第二端的第三主動(dòng)齒輪，所述第三主動(dòng)齒輪為錐齒輪，所述第三主動(dòng)齒輪在其轉(zhuǎn)動(dòng)軸線方向設(shè)有穿孔，所述第一驅(qū)動(dòng)軸穿過所述穿孔；設(shè)置在所述第一驅(qū)動(dòng)軸的第二端的第四主動(dòng)齒輪，所述第四主動(dòng)齒輪為錐齒輪；第二中間齒輪組，所述第二中間齒輪組的第一端的齒輪為同第三主動(dòng)齒輪嚙合的錐齒輪，所述第二中間齒輪組的第二端的齒輪固定于所述支架的一個(gè)側(cè)壁上，從而將所述第二驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)改變方向以驅(qū)動(dòng)所述支架的轉(zhuǎn)動(dòng)；第三中間齒輪組，所述第三中間齒輪組的第一端的齒輪為同第四主動(dòng)齒輪嚙合的錐齒輪，所述第三中間齒輪組的第二端的齒輪為同第一齒輪嚙合的錐齒輪，從而將所述第一驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)改變方向以驅(qū)動(dòng)所述第一齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0009]優(yōu)選地，所述測(cè)量桿還包括:設(shè)置在所述支架上的第一印刷電路板；設(shè)置在所述樣品室上的第二印刷電板板；連接在所述樣品臺(tái)和第一印刷電路板之間的第一組導(dǎo)線；連接在所述第一印刷電路板和第二印刷電路板之間的第二組導(dǎo)線；以及連接在所述第二印刷電路板與外部的測(cè)量?jī)x器之間的第三組導(dǎo)線。
[0010]優(yōu)選地，所述測(cè)量桿還包括:設(shè)置在所述支架上的第一印刷電路板；設(shè)置在所述樣品室上的第二印刷電板板；連接在所述樣品臺(tái)和第一印刷電路板之間的第一電刷；連接在所述第一印刷電路板和第二印刷電路板之間的第二電刷；以及連接在所述第二印刷電路板與外部的測(cè)量?jī)x器之間的第三電刷。
[0011]優(yōu)選地，所述測(cè)量桿還包括設(shè)置于所述樣品臺(tái)上的傳感器，用于確定所述樣品臺(tái)的方位角。
[0012]優(yōu)選地，所述測(cè)量桿還包括差分螺母，所述差分螺母用于補(bǔ)償環(huán)境溫度改變時(shí)所述第一驅(qū)動(dòng)軸和第二驅(qū)動(dòng)軸的長(zhǎng)度變化。
[0013]優(yōu)選地，所述測(cè)量桿還包括直線運(yùn)動(dòng)裝置，用于產(chǎn)生所述測(cè)量桿在某個(gè)方向的直線運(yùn)動(dòng)。
[0014]本發(fā)明的包括多自由度轉(zhuǎn)動(dòng)樣品臺(tái)的測(cè)量桿能夠提供樣品臺(tái)的兩個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)，適于具有復(fù)雜電子態(tài)結(jié)構(gòu)和/或復(fù)雜磁結(jié)構(gòu)的材料的物性測(cè)量。
【附圖說明】
[0015]通過以下參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更為清楚，在附圖中:
[0016]圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的包括多自由度轉(zhuǎn)動(dòng)樣品臺(tái)的測(cè)量桿的示意性結(jié)構(gòu)框圖；
[0017]圖2為根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的包括多自由度轉(zhuǎn)動(dòng)樣品臺(tái)的測(cè)量桿的示意性結(jié)構(gòu)框圖；以及
[0018]圖3為根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的包括多自由度轉(zhuǎn)動(dòng)樣品臺(tái)的測(cè)量桿的示意性結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下基于實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，但是本發(fā)明并不僅僅限于這些實(shí)施例。在下文對(duì)本發(fā)明的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。除非上下文明確要求，否則整個(gè)說明書和權(quán)利要求書中的“包括”、“包含”等類似詞語(yǔ)應(yīng)當(dāng)解釋為包含的含義而不是排他或窮舉的含義；也就是說，是“包括但不限于”的含義。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。
[0020]第一實(shí)施例
[0021]圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的包括多自由度轉(zhuǎn)動(dòng)樣品臺(tái)的測(cè)量桿的示意性結(jié)構(gòu)框圖，第一實(shí)施例的測(cè)量桿包括:第一馬達(dá)300、第二馬達(dá)400、第一驅(qū)動(dòng)軸301、第二驅(qū)動(dòng)軸401、桿體200、差分螺母500、樣品室101、支架、錐齒輪103、錐齒輪104、樣品臺(tái)600、印刷電路板105以及印刷電路板106。
[0022]第一馬達(dá)300連接第一驅(qū)動(dòng)軸301的第一端，用于產(chǎn)生第一驅(qū)動(dòng)軸301轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0023]第二馬達(dá)400連接第二驅(qū)動(dòng)軸401的第一端，用于產(chǎn)生第二驅(qū)動(dòng)軸401轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0024]第一馬達(dá)300和第二馬達(dá)400配置成同軸雙驅(qū)動(dòng)形式，其中，第二驅(qū)動(dòng)軸401包括第一中心孔，第一驅(qū)動(dòng)軸301位于第一中心孔內(nèi)。
[0025]桿體200的第一端連接第二馬達(dá)400，第二端連接樣品室101。桿體200為中空結(jié)構(gòu)，第一驅(qū)動(dòng)軸301和第二驅(qū)動(dòng)軸401從中穿過。
[0026]差分螺母500，用于補(bǔ)償環(huán)境溫度改變時(shí)由于熱脹冷縮帶來的第一驅(qū)動(dòng)軸301和第二驅(qū)動(dòng)軸401的長(zhǎng)度的變化。
[0027]樣品室101固定于桿體200的第二端，并且包括與桿體200的第二端相連接的端部，