超高真空下传样用样品托盘及其制造方法与流程

本发明涉及超高真空下传样技术领域，特别涉及一种超高真空下传样用样品托盘及其制造方法。

背景技术：

目前，超高真空下的样品托盘的结构多为直线型，最多可同时承载两个样品托。

本申请发明人发现，现有的样品托盘主要具有以下几点缺陷：

一、最多只能同时承载两个样品托，直接限制了研究的效率；

二、样品的传递方式只能是单一样品托传递，不能做到整体输运；具体地，首先是样品托盘为直线型，很难做到与传递装置的脱附动作，即很难与传递装置自由的组装固定和脱卸，因此大多设计成与传递装置组合为一体，只有样品托可以自由的脱附；其次，由于整体输运的时候，直线型的结构非常容易发生样品台的摇摆或者不稳，造成样品的脱落。

三、直线型样品托盘容易造成样品的混淆，因为在管道中视野受限，并排的多个样品很容易发生混淆。

因此，如何提供一种超高真空下传样用样品托盘及其制造方法，能够同时承载多个样品，有效提高传样效率，且有效防止样品脱落，已成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种超高真空下传样用样品托盘及其制造方法，以解决现有的超高真空下样品托盘传样效率低且样品容易脱落的技术问题。

本发明提供一种超高真空下传样用样品托盘的制造方法，所述超高真空下传样用样品托盘包括：盘体，所述盘体的中心位置设有旋转轴，所述盘体的边缘沿周向间隔均匀设有多个抓盘，每个所述抓盘远离所述盘体的一侧设有支柱，所述支柱沿所述抓盘的径向延伸，且相邻两个所述抓盘之间能够装配样品托，所述样品托上放置有样品；所述盘体材料采用316不锈钢、316l不锈钢或304不锈钢，所述抓盘材料选用无氧铜；所述超高真空下传样用样品托盘的制造方法包括如下步骤：采用316不锈钢、316l不锈钢或304不锈钢材料通过机加工、冲压或切割形成盘体、旋转轴和支柱，且所述盘体和所述旋转轴一体成型，所述盘体的周边均匀设有多个安装孔；采用无氧铜材料通过机加工、冲压或切割形成抓盘，并通过所述安装孔与所述盘体连接；所述支柱通过焊接的方式与所述抓盘连接。

相对于现有技术，本发明所述的超高真空下传样用样品托盘的制造方法具有以下优势：

本发明提供的超高真空下传样用样品托盘的制造方法中，超高真空下传样用样品托盘包括：盘体，盘体的中心位置设有旋转轴，盘体的边缘沿周向间隔均匀设有多个抓盘，每个抓盘远离盘体的一侧沿抓盘的径向延伸设有支柱，且相邻两个抓盘之间能够装配样品托，样品托上放置有样品；盘体材料采用316不锈钢、316l不锈钢或304不锈钢，抓盘材料选用无氧铜；超高真空下传样用样品托盘的制造方法包括如下步骤：采用316不锈钢、316l不锈钢或304不锈钢材料通过机加工、冲压或切割形成盘体、旋转轴和支柱，且盘体和旋转轴一体成型，盘体的周边均匀设有多个安装孔；采用无氧铜材料通过机加工、冲压或切割形成抓盘，并通过安装孔与盘体连接；支柱通过焊接的方式与抓盘连接，并将焊缝打磨光滑、平整。由此分析可知，本发明提供的超高真空下传样用样品托盘的制造方法中，由于盘体、旋转轴和支柱采用316不锈钢、316l不锈钢或304不锈钢材料通过机加工、冲压或切割形成，抓盘采用无氧铜材料通过机加工、冲压或切割形成，因此在超高真空条件下，上述材料变形小、弹性好，具有超高的加工精度和变形精度，从而能够间接保证样品托盘的运动效果；并且，由于盘体的边缘沿周向间隔均匀设有多个抓盘，且相邻两个抓盘之间能够通过插拔的方式装配样品托，样品托上放置有样品，因此多个样品托能够有效提高传样效率，插拔的连接方式能够有效防止样品脱落。

本发明还提供一种超高真空下传样用样品托盘，包括：盘体，所述盘体的中心位置设有旋转轴，所述盘体的边缘沿周向间隔均匀设有多个抓盘，每个所述抓盘远离所述盘体的一侧设有支柱，所述支柱沿所述抓盘的径向延伸，且相邻两个所述抓盘之间能够通过插拔的方式装配样品托，所述样品托上放置有样品；所述盘体材料采用316不锈钢、316l不锈钢或304不锈钢，所述抓盘材料选用无氧铜。

实际应用时，所述盘体采用正多边形结构，每条边均连接有所述抓盘；多个所述样品托与多个所述抓盘固定后，所述超高真空下传样用样品托盘整体呈近圆形结构。

其中，所述盘体采用正六边形结构，每条边均连接有所述抓盘；六个所述样品托与六个所述抓盘固定后，所述超高真空下传样用样品托盘整体呈近圆形结构，且所述盘体上做有数字记号用于区分每个样品位置。

具体地，所述抓盘与所述样品托接触的两侧分别设有弹簧片，所述样品托插入所述弹簧片以与所述抓盘可拆卸固定。

实际应用时，所述抓盘采用类三角形结构，所述弹簧片采用矩形结构；所述支柱用于与抓取机构连接，实现所述超高真空下传样用样品托盘的移动。

其中，所述弹簧片的长度占所述抓盘的边长的一半，且所述弹簧片远离所述盘体设置。

具体地，所述样品托采用矩形结构，且所述样品托上设有凹槽，所述样品放置在所述凹槽内。

进一步地，所述样品托远离所述盘体的一侧沿所述盘体的径向延伸设有卡爪。

更进一步地，所述盘体上设有减重孔。

所述超高真空下传样用样品托盘与上述超高真空下传样用样品托盘的制造方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

此外，本发明所述的超高真空下传样用样品托盘，整体呈近圆形结构，因此结构较紧凑，且在二维平面内为旋转对称结构，因此更有利于样品托盘的传递，进一步有效提高传样效率；并且，支柱能够用于与抓取机构连接，为样品托盘的旋转和平移提供多个抓取点，实现样品托盘的移动，并保证样品托盘的多维度运动方向。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的超高真空下传样用样品托盘的制造方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的超高真空下传样用样品托盘的结构示意图。

图中：1－盘体；2－旋转轴；3－抓盘；4－支柱；5－样品托；6－样品；7－弹簧片；8－卡爪；11－减重孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例提供的超高真空下传样用样品托盘的制造方法的流程示意图；图2为本发明实施例提供的超高真空下传样用样品托盘的结构示意图。

如图2结合图1所示，本发明实施例提供一种超高真空下传样用样品托盘的制造方法，所述超高真空下传样用样品托盘包括：盘体1，盘体1的中心位置设有旋转轴2，盘体1的边缘沿周向间隔均匀设有多个抓盘3，每个抓盘3远离盘体1的一侧设有支柱4，支柱4沿抓盘3的径向延伸，且相邻两个抓盘3之间能够装配样品托5，样品托5上放置有样品6；盘体1材料采用316不锈钢、316l不锈钢或304不锈钢，抓盘3材料选用无氧铜；所述超高真空下传样用样品托盘的制造方法包括如下步骤：步骤s1、采用316不锈钢、316l不锈钢或304不锈钢材料通过机加工、冲压或切割形成盘体、旋转轴和支柱，且盘体和旋转轴一体成型，盘体的周边均匀设有多个安装孔；步骤s2、采用无氧铜材料通过机加工、冲压或切割形成抓盘，并通过安装孔与盘体连接；步骤s3、支柱通过焊接的方式与抓盘连接，并将焊缝打磨光滑、平整。

相对于现有技术，本发明实施例所述的超高真空下传样用样品托盘的制造方法具有以下优势：

本发明实施例提供的超高真空下传样用样品托盘的制造方法中，如图2结合图1所示，超高真空下传样用样品托盘包括：盘体1，盘体1的中心位置设有旋转轴2，盘体1的边缘沿周向间隔均匀设有多个抓盘3，每个抓盘3远离盘体1的一侧设有支柱4，支柱4沿抓盘3的径向延伸，且相邻两个抓盘3之间能够装配样品托5，样品托5上放置有样品6；盘体1材料采用316不锈钢、316l不锈钢或304不锈钢，抓盘3材料选用无氧铜；超高真空下传样用样品托盘的制造方法包括如下步骤：步骤s1、采用316不锈钢、316l不锈钢或304不锈钢材料通过机加工、冲压或切割形成盘体、旋转轴和支柱，且盘体和旋转轴一体成型，盘体的周边均匀设有多个安装孔；步骤s2、采用无氧铜材料通过机加工、冲压或切割形成抓盘，并通过安装孔与盘体连接；步骤s3、支柱通过焊接的方式与抓盘连接，并将焊缝打磨光滑、平整。由此分析可知，本发明实施例提供的超高真空下传样用样品托盘的制造方法中，由于盘体、旋转轴和支柱采用316不锈钢、316l不锈钢或304不锈钢材料通过机加工、冲压或切割形成，抓盘采用无氧铜材料通过机加工、冲压或切割形成，因此在超高真空条件下，上述材料变形小、弹性好，具有超高的加工精度和变形精度，从而能够间接保证样品托盘的运动效果；并且，由于盘体的边缘沿周向间隔均匀设有多个抓盘，且相邻两个抓盘之间能够通过插拔的方式装配样品托，样品托上放置有样品，因此多个样品托能够有效提高传样效率，插拔的连接方式能够有效防止样品脱落。

如图2所示，本发明实施例还提供一种超高真空下传样用样品托盘，包括：盘体1，盘体1的中心位置设有旋转轴2，盘体1的边缘沿周向间隔均匀设有多个抓盘3，每个抓盘3远离盘体1的一侧设有支柱4，支柱4沿抓盘3的径向延伸，且相邻两个抓盘3之间能够通过插拔的方式装配样品托5，样品托5上放置有样品6；盘体1材料采用316不锈钢、316l不锈钢或304不锈钢，抓盘3材料选用无氧铜。

由于盘体1、旋转轴2和支柱4采用316不锈钢、316l不锈钢或304不锈钢材料，抓盘采用无氧铜材料，因此在超高真空条件下，上述材料变形小、弹性好，具有超高的加工精度和变形精度，从而能够间接保证样品托盘的运动效果；并且，由于盘体1的边缘沿周向间隔均匀设有多个抓盘3，且相邻两个抓盘3之间能够通过插拔的方式装配样品托5，样品托5上放置有样品6，因此多个样品托5能够有效提高传样效率，插拔的连接方式能够有效防止样品脱落。

实际应用时，如图2所示，上述盘体1可以采用正多边形结构，每条边均连接有抓盘3；多个样品托5与多个抓盘3固定后，超高真空下传样用样品托盘整体呈近圆形结构。

其中，优选地，如图2所示，上述盘体1可以采用正六边形结构，每条边均连接有抓盘3；六个样品托5与六个抓盘3固定后，超高真空下传样用样品托盘整体呈近圆形结构，且盘体1上做有数字记号用于区分每个样品位置。

近圆形结构，不仅能够同时承载多个样品(例如：六个)，而且结构比较紧凑，同时在二维平面上呈旋转对称，因此有利于样品托盘的传递，从而进一步提高传样效率。

具体地，如图2所示，上述抓盘3与样品托5接触的两侧可以分别设有弹簧片7，从而样品托5能够插入该弹簧片7以实现与抓盘3的可拆卸固定。

通过弹簧片7实现插拔式的可拆卸固定，不仅能够实现自由的拆卸，而且能够有效防止样品的脱落。

实际应用时，如图2所示，上述抓盘3可以采用类三角形结构，弹簧片7可以采用矩形结构；此外，上述支柱4能够用于与抓取机构连接，从而实现超高真空下传样用样品托盘的移动。

支柱4能够为样品托盘的旋转和平移提供多个抓取点，从而保证了样品托盘具有多维度的运动方向。

其中，如图2所示，上述弹簧片7的长度可以占抓盘3的边长的一半，且弹簧片7远离盘体1设置。此种设置，不仅能够保证样品托5的稳定固定，而且便于拆卸，同时节省材料，便于生产制造。

具体地，上述样品托5可以采用矩形结构，且样品托5上可以设有凹槽，从而样品6能够稳定地放置在凹槽内。

进一步地，如图2所示，上述样品托5远离盘体1的一侧沿盘体1的径向可以延伸设有卡爪8，从而通过该卡爪8与机械臂的配合实现样品托5相对于抓盘3的插拔运动。

更进一步地，如图2所示，上述盘体1上可以设有减重孔11；减重孔11可以优选为设置有多个，且多个减重孔11在盘体1上均匀分布。

本发明实施例提供的超高真空下传样用样品托盘，主要为超高真空下的样品传递服务。由于要使实验管道和腔体达到超高真空，一般需要抽真空十几个小时甚至二十小时以上。正常的换样过程是先将真空的实验管道和腔体充气，打开舱门，换取样品，关上舱门，然后重新抽取真空。按照如此操作，平均一次换样的时间至少需要十个小时。现有技术下，样品托盘所能承载的样品个数最多为两个，换样时间大大的制约了实验速率。基于此原因，发明了上述可同时承载多个(例如：六个)样品托的样品托盘，可以提高约3倍的实验速率。

样品托盘被设计为十二角形，是一个近圆形的结构，这样的形状设计能够使其承载的样品托数量更多，同时有利于整盘的样品传递。由于在超高真空下，样品的传递方向只能为直线型，单方向机械手的抓取大多为前后运动，即处于一个维度。因此，近圆形的循环结构能够通过旋转运动，保证托盘承载的每一个旗状样品托与机械手能够密切配合。由于旗状样品托的结构和管道尺寸的限制，本发明涉及的样品托盘上所能承载的样品托数目可以为六个。基于本发明专利技术，在扩大管道尺寸情况下，样品托盘尺寸也可随之扩大，因此其上的样品托数量也可酌情增加。

在超高真空条件下，零部件的旋转运动较直线运动困难得多。为了保证真空度，超高真空管道内径大多较狭窄，空间上不具备完成相应旋转运动的条件；超高真空条件下，热胀冷缩效应减退，气体润滑失效，需要各种零部件加工精度很高，相互配合度也很高的情况下才能完成如此旋转运动。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。