传送杆及扫描电镜的制作方法

本发明涉及扫描电镜技术领域，特别是涉及一种传送杆及扫描电镜。

背景技术：

扫描电镜是一种电子光学显像仪器，采用极细的电子束在样品表面扫描，高能电子射束与物质之交互作用，产生了各种讯号，这些讯号，经由适当之检测器(detector)接收后，经放大器(amplifier)放大，然后送到显像管(brauntube)上成像。

使用扫描电镜时需要先将样品放置在样品台上，然后将传送杆与样品台连接，并利用传送杆将放置有样品的样品台送入真空仓内，随后再将传送杆与样品台分开取出传送杆，使样品台保留在真空仓内，进行扫描。扫描完成后，先将传送杆伸入真空仓内与样品台连接，然后利用真空杆将样品台从真空仓移出，随后再将传送杆与样品台分开，从而完成样品的一次送样取样操作。然而，利用现有的传送杆对样品进行送样和取样操作时，各步骤均是通过手动完成、操作繁琐。

技术实现要素：

本发明提供一种传送杆及扫描电镜，旨在使样品的送样和取样操作更加简单方便。

一种传送杆，包括：载体；夹取装置，设置在所述载体上；第一驱动装置，设置在所述载体上，用于驱动所述夹取装置动作，以便使所述夹取装置夹紧或松开样品台；第二驱动装置，与所述载体相接，用于驱动所述载体在第一方向和第二方向上运动，以便带动所述夹取装置在所述第一方向和所述第二方向上运动，使得所述夹取装置可以伸入或退出扫描电镜的真空仓，其中所述第一方向和所述第二方向相反。

进一步的，所述载体包括第一管体，所述夹取装置设置在所述第一管体的第一端，所述第一驱动装置设置在所述第一管体内，所述第二驱动装置与所述第一管体的第二端相接。

进一步的，所述夹取装置包括：固定部，与所述第一管体的第一端固定连接；活动部，与所述第一管体的第一端转动连接，所述第一驱动装置用于驱动所述活动部相对所述第一管体转动，从而使所述活动部靠近所述固定部或远离所述固定部，进而实现对样品台的夹紧或松开。

进一步的，所述夹取装置还包括推杆，所述推杆穿设在所述第一管体内，并与所述活动部转动连接，其中，所述推杆相对所述活动部转动的轴线与所述活动部相对所述第一管体转动的轴线之间不同轴；所述推杆用于接收所述第一驱动装置的施力，以便推动所述活动部相对于所述第一管体转动。

进一步的，所述第一驱动装置包括电磁铁，所述电磁铁设置在所述第一管体内，所述电磁铁通电后能够驱动所述推杆在所述第一方向上运动，进而使所述活动部相对于所述第一管体转动；及/或所述载体还包括第一支撑环，所述第一支撑环的外壁与所述第一管体的内壁紧配合，所述推杆穿设在所述第一支撑环内，并可在所述第一方向和所述第二方向上相对所在第一支撑环运动。

进一步的，所述第一驱动装置还包括弹性件，所述推杆在所述第一方向上运动时会对所述弹性件施力，使所述弹性件产生形变，以便在所述电磁铁断电时通过所述弹性件的弹力使所述推杆复位。

进一步的，所述第二驱动装置包括：支撑件，所述第一管体设置在所述支撑件上，并可以在所述第一方向和所述第二方向上相对所述支撑件运动；电机，所述电机的机体固定在所述支撑件上；齿轮齿条传动机构，其中，所述齿轮齿条传动机构的齿轮与所述电机的主轴相接，所述齿轮齿条传动机构的齿条与所述第一管体的第二端相接。

进一步的，所述支撑件包括：第二管体和第二支撑环，所述电机固定在所述第二管体上，所述第二支撑环的外壁与所述第二管体的内壁紧配合，所述第一管体穿设在所述第二支撑环内，并可在第一方向和第二方向上相对所述第二支撑环运动；及/或所述第二驱动装置还包括：两个导电滑轨和两个电刷，两个所述导电滑轨分别设置在所述齿条的两侧，两个所述导电滑轨分别与电磁铁的接线端电性连接；两个所述电刷分别与两个所述导电滑轨电性接触，两个所述电刷分别与电源的两个电极相接；其中，所述导电滑轨可以在所述第一方向和所述第二方向上相对所述电刷滑动，且所述导电滑轨相对所述电刷滑动时，二者保持电性接触。

一种扫描电镜，包括：真空仓；样品台，用于支撑放置样品；传送杆，用于将所述样品台放置在所述真空仓内，或者用于将所述样品台从所述真空仓内取出，其中所述传送杆如上任意一项所述。

进一步的，所述样品台上设有连接孔和卡口；所述传送杆的固定部可以伸入所述连接孔内，所述传送杆的活动部上设有与所述卡口匹配的卡块；其中，所述活动部朝向所述固定部转动时，所述卡块可以卡在所述卡口内，所述活动部远离所述固定部转动时，所述卡块可以从所述卡口内退出。

本发明提供的传送杆在进行送样和取样时，可以通过控制第一驱动装置来使夹取装置夹紧或松开样品图，通过控制第二驱动装置来驱动载体伸入或退出扫描电镜的真空仓，整个过程无需经过繁琐的操作、简单方便。

附图说明

图1为本发明提供的传送杆与真空仓配合使用的示意图；

图2为本发明提供的传送杆的局部剖面示意图；

图3为本发明提供的样品台的结构示意图；

图4为本发明提供的样品台的俯视图；

图5为本发明提供的图2中c-c向的剖面示意图；

图6为本发明提供的传送杆的侧面投影视图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本發明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于、安装于，或者设于”另一个元件等类似语言时，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接或相接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，本发明提供了一种扫描电镜，该扫描电镜包括样品台100、传送杆200以及真空仓300。样品台100用于支撑放置样品400，传送杆200用于与样品台100连接，以将样品台100放入真空仓300内的支撑台301上，以便对样品台100上的样品400进行扫描检测，其中，样品台100放入真空仓300后，传送杆200与样品台100脱离连接，并退出真空仓300。当对样品400扫描检测完毕以后，将传送杆200伸入真空仓300内，使传送杆200与样品台100连接在一起，以便将样品台100取出，样品台100从真空仓取出后，传送杆200与样品台100脱离连接。

如图2所示，在本实施例中，传送杆200主要包括夹取装置10、第一驱动装置20、载体30，以及第二驱动装置40。其中夹取装置10和第一驱动装置20均设置在载体30上，第一驱动装置20用于驱动夹取装置10动作，以便夹紧或松开样品台100。第二驱动装置40与载体30相接，用于驱动载体30在第一方向a和第二方向b上运动，以便带动夹取装置10在第一方向a和第二方向b上运动，使得所述夹取装置10可以伸入或退出扫描电镜的真空仓，其中第一方向a和第二方向b相反。其中，在本实施例中，载体30在第一方向a上运动时，可以带动夹取装置10伸入扫描电镜的真空仓，载体30在第二方向b上运动时，可以带动夹取装置10退出扫描电镜的真空仓300。

如图2所示，在本实施例中，夹取装置10包括固定部1和活动部2，其中固定部1固定设置在载体30上，活动部2可转动地设置在载体30上，第一驱动装置20与活动部2相接，用于驱动活动部2相对载体30转动，即驱动活动部2相对固定部1转动，从而使活动部2靠近或远离固定部1，进而实现对样品台100的夹紧或松开。

具体的，在本实施例中，活动部2包括相互垂直设置的第一连接段21和第二连接段22，活动部2大致成为l形结构，其中第一连接段21铰接在载体30上，第二连接段22用于与固定部1配合以夹紧或松开样品台100。

如图3所示，在本实施例中，样品台100上设有连接孔50，夹取装置10夹持样品台100时，固定部1伸入连接孔50内，活动部2朝向固定部1转动，并抵接在样品台100上。需要夹取装置10松开样品台100时，只需要驱动活动部2反向转动即可。

另外，如图3和图4所示，在本实施例中，样品台100上还设有卡口60，活动部2上设有与卡口60匹配的卡块23，具体的卡块23设置在活动部2的第二连接段22上。夹取装置10夹持样品台100时，活动部2朝向固定部1转动，当活动部2与样品台100抵接时，卡块23可以卡在卡口60内，使夹取装置10对样品台100的夹持更稳定。当夹取装置10松开样品台100时，活动部2远离固定部1转动，卡块23可以从卡口60内退出。

如图3所示，在本实施例中，样品台100大致呈梯形结构，包括向背设置的上表面101和下表面102，以及位于样品台100的周向并依次相接的第一表面103、第二表面104、第三表面105以及第四表面106。其中，上表面101用于放置样品，第一表面103设有连接孔50，第四表面106设有卡口60。可以理解的，在其他实施例中，连接孔50和卡口60也可以是设置在样品台100的其他表面。

如图2所示，在本实施例中，夹取装置10还包括推杆3，推杆3设置在载体30上，可在第一方向a和第二方向b上相对于载体30运动。推杆3与活动部转动连接，具体的，与活动部2的第一连接段21铰接在一起。另外，在本实施例中，推杆3相对活动部2转动的轴线与活动部2相对载体30转动的轴线之间不同轴。在本实施例中，推杆3用于接收第一驱动装置的施力，以便推动活动部2相对于载体30转动。

如图2所示，在本实施例中，第一驱动装置20包括电磁铁4和弹性件5。其中，电磁铁4固定在载体30上，用于对推杆3施力，使其在第一方向a上运动。另外，在本实施例中，推杆3具有磁性，电磁铁4通电后能够产生磁场以便驱动推杆3在第一方向a上运动，进而使活动部2相对于载体30转动。同时，推杆3在第一方向a上运动时会对弹性件5施力，使弹性件5产生形变，这样在电磁铁4断电时通过弹性件5的弹力使推杆3复位。

在本实施例中，电磁铁4位于推杆3远离活动部2的一端，且在本实施例中，二者间隔设置。电磁铁4通电后产生与推杆3相同的磁性，以便推动推杆3在第一方向a上运动，从而使活动部2的第二连接段22与固定部1之间的间隔增大，从而可以使夹取装置10松开样品台100。

可以理解的，在其他实施例中，推杆3也可以没有磁性，此时电磁铁4具有一施力杆，电磁铁4通电后该施力杆可在第一方向和第二方向上运动，此时该施力杆可以与推杆3相接，以带动推杆3运动。

另外，在本实施例中，弹性件5为弹簧，设置在推杆3远离电磁铁4的一端，即推杆3在第一方向a上运动时，会挤压弹性件5。具体的，如图2和图5所示，在本实施例中，推杆3为圆柱体，推杆3远离电磁铁4的一端的端设有缺口31，缺口31由该端的端面开设并沿着第二方向b延伸，其中缺口31在推杆3的径向上贯穿推杆3，以在推杆3上形成一水平面32和一竖直面33，二者互相垂直，其中水平面32与第一方向a平行。在本实施例中，载体30上设有抵挡部30a，弹性件5设置在水平面32上，并位于载体30的抵挡部30a与竖直面33之间。

可以理解的，在其他实施例中，弹性件5也可以位于推杆3远离活动部2的一端，电磁铁4位于推杆3远离弹性件5的一端。当然，在其他实施例中，也可以省去弹性件5，此时电磁铁4正向通电时，驱动推杆3在第一方向a上运动，反向通电时，驱动推杆3在第二方向b上运动。此外，在其他实施例中，推杆3也可以是方形柱等结构设置。

如图2和图5所示，在本实施例中，载体30包括第一管体6和第一支撑环7，第一支撑环7的外壁71与第一管体6的内壁61相接，其中，第一支撑环7与第一管体6紧配合，比如，二者之间可以是过盈配合。进一步的，为了使第一支撑环7在第一管体6内安装的更稳定，如图2所示，在本实施例中，第一管体6的内壁61设有环形槽62，第一支撑环7嵌设在环形槽62内。

推杆3穿设在第一支撑环7内，并可在第一方向a和第二方向b上相对第一支撑环7运动。即推杆3与第一支撑环7之间为松配合，比如二者之间间隙配合。另外，为了使推杆3在第一方向a和第二方向b上运动的更稳定，第一支撑环7的个数大于等于两个，其中，在本实施例中，第一支撑环7的个数为两个，以方便组装。可以理解的，在其他实施例中，也可以省去第一支撑环，推杆3直接与第一管体6配合。

如图2所示，在本实施例中，第一管体6为圆管，具有第一端6a和第二端6b，第一端6a的端面设有开口63，第二端6b的端面设有开口64，开口63和开口64与第一管体6的中空部位连通，即第一管体6为两端开口的圆管。夹取装置10设置在第一管体6的第一端6a处，具体的，固定部1固定连接在第一管体6第一端6a，活动部2铰接在第一管体6第一端6a，且活动部2与固定部1间隔设置。另外，电磁铁4固定在第一管体6的内部，第一管体6的第二端6b与第二驱动装置40相接。此外，推杆3可以从开口63处穿出第一管体6与活动部2相接。

在本实施例中，第一驱动装置20设置在第一管体6内，即电磁铁4设置在第一管体6内，这样不仅可以减小整个传送杆的体积，还可以利用第一管体对第一驱动装置20进行遮挡保护。另外，在本实施例中，为了方便将电磁铁4等器件设置在第一管体6内，第一管体6可以是由两块或多块弧形板拼接组装而成。

另外，如图2所示，抵挡部30a为设置在第一端6a的凸缘结构，凸缘结构有第一端6a的内壁向内延伸，凸缘结构与第一管体6的中空部位相对，且凸缘结构不完全封盖第一端6a的开口63，弹性件5位于凸缘结构和推杆3的竖直面33之间。

可以理解的，在其他实施例中，载体30也可以的板状、杆状等结构设置。

如图2所示，在本实施例中，第二驱动装置40包括支撑件8，以及驱动支撑件8在第一方向a和第二方向b上往复运动的电机驱动组件9；在本实施例中，电机驱动组件9包括电机91以及齿轮齿条传动机构92。其中，第一管体6设置在支撑件8上，并可以在第一方向a和第二方向b上相对支撑件8运动；电机91的机体911固定在支撑件8上，齿轮齿条传动机构92的齿轮921与电机91的主轴912相接，齿轮齿条传动机构92的齿条922与第一管体6的第二端相接。另外，在实际使用时，第二管体81位置相对于扫描电镜的真空仓的位置是固定的，电机91转动时会驱动齿条922做直线运动。可以理解的，在其他实施例中，齿轮齿条传动机构92也可以采用丝杆传动机构等替换。

在本实施例中，电机91正转时可以驱动第一管体6第一方向a上运动，即驱动第一管体6伸入扫描电镜的真空仓内，进而带动夹取装置10进入扫描电镜的真空仓内。当电机91反转时驱动第一管体6在第二方向b上运动，即驱动第一管体6退出扫描电镜的真空仓内，进而带动夹取装置10退出扫描电镜的真空仓内。

具体的，如图2和图5所示，在本实施例中，支撑件8包括第二管体81和第二支撑环82。在本实施例中，第二支撑环82的外壁821与第二管体81的内壁811相接，其中，第二支撑环82与第二管体81紧配合，比如，二者之间可以是过盈配合。进一步的，为了使第二支撑环82在第二管体81内安装的更稳定，如图2所示，在本实施例中，第二管体81的内壁811设有环形槽812，第二支撑环82嵌设在环形槽812内。

另外，在本实施例中，第二管体81具有第一端81a和第二端81b，第一端81a的端面设有开口813，第二端81b的端面设有开口814，开口813和开口814均与第二管体的中空部位连通，即第二管体81也为两端开口的管体。如图2所示，在本实施例中，电机91固定在第二管体81的第二端81b处，第一管体6从第一端81a的开口813处伸入第二管体81内。

第一管体6穿设在第二支撑环82内，并可在第一方向a和第二方向b上相对第二支撑环82运动。即第一管体6与第二支撑环82之间为松配合，比如二者之间间隙配合。第一管体6在第一方向a上运动时可以从开口813处穿出第二管体81，齿条922可以从开口814处伸入第二管体81内。

另外，为了使第一在第一方向a和第二方向b上运动的更稳定，第二支撑环82的个数大于等于两个，其中，在本实施例中，第二支撑环82的个数为两个，以方便组装。在本实施例中，第一管体6可以退入第二管体81内，这样可以进一步降低传送杆的体积，同时也可以利用第二管体81对第一管体6进行保护。

如图2和图6所示，在本实施例中，第二驱动装置40还包括两条导电滑轨401以及两个电刷402。两个导电滑轨401分析设置在齿条922的两侧，并且分别与电磁铁4的两个接线端电性连接。其中，在本实施例中，电磁铁4包括电磁线圈41和铁芯42，电磁铁4的两个接线端分别为电磁线圈41的两端。两个电刷402分别与两个导电滑轨401电性接触，且两个电刷402分别与电源的两个电极相接；其中，导电滑轨401可以在第一方向a和第二方向b上相对电刷402滑动，且所述导电滑轨401相对电刷402滑动时，二者也能保持电性接触，即两个电刷402与电源的两个电极连接后，便可对电磁线圈41进行供电。

另外，在本实施例中，电磁线圈41的两端可以从第一管体6的第二端开口64处伸出第一管体6，以便与两个导电滑轨401相接。可以理解的，在其他实施例中，也可以是两个导电滑轨401从第一管体6的第二端开口64处伸入第一管体6内，以便与电磁线圈41的两端连接。

此外，在本实施例中，齿条922采用钢材制成，具有导电性，此时导电滑轨401与齿条922之间还设有绝缘层403(如图6所示)。此外，在本实施例中，电源为直流电源，即电机91为直流电机91，电磁铁4为直流电磁铁4。如图6所示，在本实施例中，通过开关k1控制电机91的通断电，通过开关k2控制电磁铁4的通断电。可以理解的，在本实施例中设有其他开关来控制电机91正反向通电，进而控制电机91正反转。当然在实际使用时开关k1为多位开关，使其可以同时具备控制电机91通断电，以及控制电机91正反转的功能。

如图1所示，在本实施例中真空仓300外侧还设有一交换仓500，真空仓300的仓门(定义为第一仓门302)打开口真空仓300与交换仓500连通，交换仓500也具有仓门(定义为第二仓门501)，使用时，先将样品400固定在样品台100上，然后打开第二仓门501将样品台100放在交换仓500内。交换仓500的侧壁设有通孔502，传送杆200的第一管体6可以带动夹取装置10从通孔502处伸入交换仓500内与样品台100连接，即夹取装置10的固定部1伸入样品台的连接孔50内，活动部2抵接在样品台的侧壁，且卡块23卡在卡口60内。然后打开第一仓门302，利用电机91正转，驱动第一管体6在第一方向上运动，使夹取装置10带动样品台100进入真空仓300内，并将样品台100放置在支撑台301上。随后电磁铁4通电驱动推杆3在第一方向上运动，使活动部脱离样品台100(即夹取装置松开样品台)，此时电机91反转使第一管体6退出真空仓300，然后关闭第一仓门302，完成样品400的送样操作。可以理解，通过类似的做法，可以将样品400从真空仓300内取出，实现对样品400的取样操作，本实施例在此不做过多说明。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。