具有三个自由度的样品调整控制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明是关于一种样品调整控制器，特别是运用在真空环境的样品调整控制器。
【背景技术】
[0002]表面科学是一种研究物体表面微结构的学问，包括了解不同相位的接口的研究，我们可以藉由对接口特性的了解来解释一些宏观的现象，在半导体制程、磁性材料、超导体、燃料电池等方面，表面科学都是相当重要的。
[0003]光电子能谱学(photo electron spectroscopy, PES)是一种表面科学的分析技术，可用来观察物体的表面元素构成、纯物质的实验式、混合物内的杂质元素等，进而分析特定条件下的材料表面，因为光电效应原理当待测物受到真空紫外线(vacuum ultrav1let)，或X射线等激发光源照射，待测物中的电子被激发而射出光电子，藉由分析光电子的动能、电离能、强度等物理量，便能了解待测物的性质，这样的测量必须在高真空的环境下进行。
[0004]在进行表面测量时，实验人员有时候需要调整待测物的位置，而一般在大气中观测仪器使用之驱动系统，因为含有润滑剂挥发等问题的限制，并不适合运用于高真空的环境，因此应用在光电子能谱仪之驱动组件必需使用超高真空兼容之调整装置，
目前所知的光电子能谱仪所用的待测物调整装置有一些问题，例如真空中异质金属材料难以焊接，或在旋转待测物时旋转中心若非待测物的中心，造成旋转角度后，必需调整X轴及Y轴才能回到样品中心；另外，在面对需要加热或冷却的待测物时，待测物调整装置各组件间的密合程度不佳，可能会造成量测不准确、密封破坏甚至伤害整个机构；因此，发明人认为有必要提供一种新的样品调整控制器。
【发明内容】
[0005]如前所述，发明人为了解决目前光电子能谱仪中的待测物调整器的问题，提供了一种包括波纹管的样品调整控制器。
[0006]本发明提供了一种具有三个自由度的样品调整控制器，其特征在于:控制部，其上配置有多个控制把手；中心杆，其一端和所述控制部连接；水平关节部，其具有垂直转动轴，所述垂直转动轴的一端配置转轴，藉由所述转轴和所述中心杆的另一端连接，且所述垂直转动轴套设有中轴齿轮；垂直关节部，其一端和所述垂直转动轴的另一端固定连接，所述垂直关节部是由第一波纹管及第二波纹管串接而成，所述第一波纹管及所述第二波纹管连接处和传动齿轮相接；样品部，位于所述样品调整控制器的底端，具有样品座及样品载台，所述样品座和所述垂直关节部的另一端连接，所述样品载台位于所述样品座的外侧表面，并有前伞齿轮杆贯穿于所述样品座外侧表面，并和所述载台相接；及传动部，具有第一传动杆及第二传动杆，所述第一传动杆及所述第二传动杆皆有一端和所述控制把手的其中之一相接，所述第一传动杆套设有一齿轮，且所述第一传动杆的另一端配置有伞齿轮，而所述第二传动杆的另一端套设有蜗杆，所述蜗杆和所述传动齿轮相接，所述蜗杆和所述传动齿轮的多个齿轮牙相接合；其中，所述第二传动杆的转动能带动所述第一波纹管及所述第二波纹管的形变，进一步带动所述样品部转动。
[0007]根据本发明的样品调整控制器，可以藉由传动部的设计，使得操作者在旋转待测物时，是可以使待测物且提供了依X、Y轴及Z轴为中心轴，等进行不同维度的旋转自由度，增加了表面测量实验的方便性。
[0008]由于本发明的样品调整控制器是需要对待测物进行加热或是冷却，故本发明的样品调整控制器可以藉由样品座材料的选择，使得样品座具有良好的导热性能，而不会因为加热或冷却而造成损坏，可以保持整个机具的密封度与洁净度。
【附图说明】
[0009]图1为本发明的样品调整控制器示意图；
图2A为本发明样品调整控器的传动部示意图；
图2B为本发明控制部和传动部连接示意图；
图3A为本发明的关节部剖视示意图；
图3B为本发明的关节部形变示意图；
图4为本发明的关节部与样品座相接处的剖面示意图；
图5A为本发明样品调整控器的载台转动结构示意图；
图5B为本发明样品部的截面爆炸示意图；
图6为本发明样品调整控制器运用于光电子能谱仪示意图；及图7为本发明样品调整控制器运用于扫描式电子显微镜示意图。
[0010]【附图说明】:
样品调整控制器1 控制部12
控制把手121、123、125
填充口122
样品部13
样品座131
样品载台132
前伞齿轮杆 135 陶瓷套1350
轮轴1351
弹簧1352
伞齿轮件1353
转轴136
垂直关节部 14 侧面拨杆140
第一波纹管 141 第二波纹管 142 接合部1420 刀刃头1421
螺纹结构1422
传动部15
第一传动杆150
齿轮152
第三传动杆153
后伞齿轮杆154
第二传动杆155
可分离耦合件1550
蜗杆156
传动齿轮157
中心杆16
水平关节部17
中轴齿轮171
第三波纹管172
转轴173
固定框18 光电子能谱设备2
系统载台20 X-Y-Z线性载台22
真空腔24
端口26 电子能量分析装置28
光电子信道280
激发光源29 扫描式电子显微镜3
电子源30
显微镜主体31
物镜光栏32
物镜34
真空腔36
样品38。
具体实施例
[0011]本发明以下的说明和附图，仅是为了方便展示本发明样品调整控制器的特征，并使具有本发明相关领域知识者能实施本发明，因此并未亦不需要依真实尺寸绘制，合先叙明。
[0012]首先，如图1所示，其中图1是本发明的样品调整控制器示意图，并请同时参阅图2A，为本发明控制部和传动部连接示意图。本发明的样品调整控制器1是由控制部12、样品部13、垂直关节部14、传动部15及水平关节部17所组合而成。其中，垂直关节部14的一端和样品部13连接，另一端和水平关节部17连接，而水平关节部17的另一端是透过中心杆16和控制部12连接，垂直关节部14是由第一波纹管141和第二波纹管142串接而成，而传动部15同时连接垂直关节部14和控制部12。在使用样品调整控制器1时，操作者能透过调整控制部12的控制把手121、123、125来带动传动部15，进一步带动垂直关节部14及水平关节部17，使垂直关节部14及水平关节部17的作动能调整样品部13位置及方向，至于各部件的详细构造及连接关系，稍后详述。另外，控制把手121、123、125可是以手动调整，或是以马达来驱动。在本发明的实施例中，垂直关节部14和样品部13是固定在固定框18上，固定框18是设置于水平关节部17的下方，垂直关节部14是在第一波纹管141和第二波纹管142的相接处以一侧面拨杆140和固定框18连接，并且侧面拨杆140也和传动部15连接，而样品部13是以一转轴136和固定框18连接。
[0013]接着，请同时参考图1、图2A及图2B，其中图2A是本发明样品调整控器的传动部不意图。如图2A及图2B所7K,本发明的传动部15包括第一传动杆150、第二传动杆155和第三传动杆153,而第一传动杆150的一端是和控制部12的控制把手121连接,第二传动杆155的一端是和控制部12的控制把手123连接，第三传动杆153的一端是和控制部12的控制把手125连接。第一传动杆150未与控制把手121相连的一端有伞齿轮151,同时第一传动杆150套设于齿轮152中，齿轮152于适当位置时可与水平关节部