包括多自由度转动样品台的测量杆的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及测量装置领域，具体涉及一种包括多自由度转动样品台的测量杆。
【背景技术】
[0002]材料的电输运特性与材料内部的电子态结构和磁结构密切相关。电学性能的测量对于材料物理的研宄和先进材料的开发应用都具有重大的意义，因此电输运测量装置是实验室的基本配置。如 PPMS (Physical Property Measurement System)、Maglab (Nat1nalHigh Magnetic Field Laboratory)等设备。为获得进一步的信息，需要在进行电输运测量时，改变磁场与样品的夹角，以区分具有不同对称性的电子态结构和磁结构，如铁基超导体研宄中向列相的发现。对具有复杂磁结构对称性的材料而言，还需要样品的转动能够覆盖所有方向，即具有两个甚至更多的自由度。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本发明提出了一种包括多自由度转动样品台的测量杆，能够提供样品在两个自由度的转动。所述包括多自由度转动样品台的测量杆包括:同轴驱动装置，所述同轴驱动装置包括第一驱动轴、第二驱动轴、用于驱动第一驱动轴的第一马达以及用于驱动第二驱动轴的第二马达，所述第一马达连接第一驱动轴的第一端，所述第二马达连接第二驱动轴的第一端，所述第二驱动轴包括第一中心孔，所述第一驱动轴位于第一中心孔内；支架，所述支架包括底板和至少一个侧板，所述底板同侧板垂直；设置于所述底板上的第一齿轮；设置于所述第一齿轮上的样品台，其中，所述第一驱动轴和第二驱动轴之一产生所述支架的转动，所述第一驱动轴和第二驱动轴中的另一个产生所述第一齿轮的转动，使得所述样品台在多个自由度转动。
[0004]优选地，所述第一齿轮的转动轴线垂直于所述底板。
[0005]优选地，所述第二驱动轴与所述一个侧板固定连接，所述第一驱动轴穿过所述一个侧板，所述第一驱动轴的第二端设有第一主动齿轮，所述第一主动齿轮和第一齿轮分别为相互啮合的锥齿轮。
[0006]优选地，所述测量杆还包括样品室，所述支架、第一齿轮以及样品台设置于所述样品室中，所述样品室的端部同所述同轴驱动装置通过杆体固定连接，所述杆体包括第二中心孔，所述第一驱动轴和第二驱动轴穿过所述第二中心孔和样品室的端部进入所述样品室。
[0007]优选地，所述测量杆还包括:设置在所述第二驱动轴的第二端的第二主动齿轮，所述第二主动齿轮为锥齿轮，所述第二主动齿轮在其转动轴线方向设有穿孔，其中，所述第一驱动轴穿过所述穿孔，所述第一驱动轴的第二端固定连接所述一个侧板；第一中间齿轮组，所述第一中间齿轮组的第一端的齿轮为同第二主动齿轮啮合的锥齿轮，所述第一中间齿轮组的第二端的齿轮同所述第一齿轮啮合，从而将所述第二驱动轴的转动改变方向以驱动所述第一齿轮的转动。
[0008]优选地，所述测量杆还包括:设置在所述第二驱动轴的第二端的第三主动齿轮，所述第三主动齿轮为锥齿轮，所述第三主动齿轮在其转动轴线方向设有穿孔，所述第一驱动轴穿过所述穿孔；设置在所述第一驱动轴的第二端的第四主动齿轮，所述第四主动齿轮为锥齿轮；第二中间齿轮组，所述第二中间齿轮组的第一端的齿轮为同第三主动齿轮啮合的锥齿轮，所述第二中间齿轮组的第二端的齿轮固定于所述支架的一个侧壁上，从而将所述第二驱动轴的转动改变方向以驱动所述支架的转动；第三中间齿轮组，所述第三中间齿轮组的第一端的齿轮为同第四主动齿轮啮合的锥齿轮，所述第三中间齿轮组的第二端的齿轮为同第一齿轮啮合的锥齿轮，从而将所述第一驱动轴的转动改变方向以驱动所述第一齿轮的转动。
[0009]优选地，所述测量杆还包括:设置在所述支架上的第一印刷电路板；设置在所述样品室上的第二印刷电板板；连接在所述样品台和第一印刷电路板之间的第一组导线；连接在所述第一印刷电路板和第二印刷电路板之间的第二组导线；以及连接在所述第二印刷电路板与外部的测量仪器之间的第三组导线。
[0010]优选地，所述测量杆还包括:设置在所述支架上的第一印刷电路板；设置在所述样品室上的第二印刷电板板；连接在所述样品台和第一印刷电路板之间的第一电刷；连接在所述第一印刷电路板和第二印刷电路板之间的第二电刷；以及连接在所述第二印刷电路板与外部的测量仪器之间的第三电刷。
[0011]优选地，所述测量杆还包括设置于所述样品台上的传感器，用于确定所述样品台的方位角。
[0012]优选地，所述测量杆还包括差分螺母，所述差分螺母用于补偿环境温度改变时所述第一驱动轴和第二驱动轴的长度变化。
[0013]优选地，所述测量杆还包括直线运动装置，用于产生所述测量杆在某个方向的直线运动。
[0014]本发明的包括多自由度转动样品台的测量杆能够提供样品台的两个自由度的转动，适于具有复杂电子态结构和/或复杂磁结构的材料的物性测量。
【附图说明】
[0015]通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中:
[0016]图1为根据本发明的第一实施例的包括多自由度转动样品台的测量杆的示意性结构框图；
[0017]图2为根据本发明的第二实施例的包括多自由度转动样品台的测量杆的示意性结构框图；以及
[0018]图3为根据本发明的第三实施例的包括多自由度转动样品台的测量杆的示意性结构框图。
【具体实施方式】
[0019]以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0020]第一实施例
[0021]图1为根据本发明的第一实施例的包括多自由度转动样品台的测量杆的示意性结构框图，第一实施例的测量杆包括:第一马达300、第二马达400、第一驱动轴301、第二驱动轴401、杆体200、差分螺母500、样品室101、支架、锥齿轮103、锥齿轮104、样品台600、印刷电路板105以及印刷电路板106。
[0022]第一马达300连接第一驱动轴301的第一端，用于产生第一驱动轴301转动。
[0023]第二马达400连接第二驱动轴401的第一端，用于产生第二驱动轴401转动。
[0024]第一马达300和第二马达400配置成同轴双驱动形式，其中，第二驱动轴401包括第一中心孔，第一驱动轴301位于第一中心孔内。
[0025]杆体200的第一端连接第二马达400，第二端连接样品室101。杆体200为中空结构，第一驱动轴301和第二驱动轴401从中穿过。
[0026]差分螺母500，用于补偿环境温度改变时由于热胀冷缩带来的第一驱动轴301和第二驱动轴401的长度的变化。
[0027]样品室101固定于杆体200的第二端，并且包括与杆体200的第二端相连接的端部，