一种用于扫描电镜的通用型蓝牙控制真空转移装置

1.本发明涉及实验室扫描电镜材料分析检测技术领域，具体为一种用于扫描电镜的通用型蓝牙控制真空转移装置。


背景技术：

2.扫描电子显微电镜是观察材料微观结构的重要工具，在材料的研发和分析环节中有着广泛的应用。对于空气敏感类样品而言，样品的保护和转移是其形貌观测和化学分析的关键。目前市场上大多数针对扫描电镜的电驱动型真空转移装置都需要仪器配备相应的电控接口，不同设计的真空转移装置需要不同的接口设计，这就限制了真空转移装置的通用性。另外，对于有离子喷溅需求的空气敏感性样品，有线的电驱动真空转移装置基本无法使用。基于以上两点问题，目前尚未在市场上看到相应的真空转移方案。
3.专利公开号cn 111721793 a、cn 211318266 u文献均需要扫描电镜另外安装相应的电控接口或者定制相应的操作窗口。专利公开号cn 107768221 a、cn 212387290u文献利用内外压差驱动真空转移装置打开舱门，由于这种方式不受外部控制，容易出现卡壳等问题，且只能单次使用，无法多次进入低压环境。专利公开号cn 110514685 a文献使用外部遥控操作舱门打开，却无法使用外部遥控操作舱门关闭，也只能单次使用，无法多次进入低压环境。
4.因此，提出一种用于扫描电镜的通用型蓝牙控制真空转移装置，用于解决上述背景中提到的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种用于扫描电镜的通用型蓝牙控制真空转移装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种用于扫描电镜的通用型蓝牙控制真空转移装置，包括密封舱体，所述密封舱体的外侧壁一端固定连接有可拆卸侧盖板，所述密封舱体的外侧壁另一端固定连接有针阀；
7.所述密封舱体的顶部开设有入口，所述入口处活动连接有可滑动上盖板，所述可滑动上盖板的一侧设置有两个上盖板滑轨，所述可滑动上盖板的底部设置有上盖板水平丝杆，所述密封舱体的内部一侧设置有上盖板作动电机，所述上盖板作动电机的输出端与上盖板水平丝杆同轴固定连接；
8.所述密封舱体的内部另一侧内底部固定连接有三个托架滑轨，三个所述托架滑轨的外侧壁上活动连接有样品台托架，所述样品台托架的一角螺纹旋接有托架竖直丝杆，所述密封舱体的内部一侧还设置有托架作动电机，所述托架作动电机的输出端上设置有皮带，所述皮带与托架竖直丝杆之间传动连接；
9.所述密封舱体的内部还设置有电源模块、控制模块、蓝牙模块。
10.电源模块与蓝牙模块、控制模块、上盖板作动电机、托架作动电机、托架上下限位
相连接提供电力。
11.蓝牙模块通过无线蓝牙信号与外部智能终端设备相连接，接收相应的操作指令，并将其发送给控制模块。
12.控制模块对操作指令加以处理，将作动指令分别发送给两个作动模块。上盖板作动电机、托架作动电机通过不同的传动机构将动作传递给不同的执行机构，完成指定动作。
13.限位模块与控制模块相连，若执行机构在运动过程中触发任一限位，限位模块就将会中断当前作动及小距离反向作动发送给控制模块，使作动模块停止作动并作小角度反向作动。
14.密封舱主体分为左右两个仓室，左侧仓室上方设有密封垫圈与可滑动上盖板形成密封，右侧仓室设有可拆卸舱门，亦采用垫圈密封，密封舱外部设有针阀，用以对舱体内部进行抽真空处理，密封舱体材料应为铝合金或镁合金等非磁性材料加工，以避免影响扫描电镜的磁场透镜。
15.所述电源模块由总开关、充电接口、可充电电池和多个电压转换单元组成，根据各模块的电压需求分别供电，保证各模块的工作稳定性；
16.所述蓝牙模块由蓝牙收发单元和蓝牙天线组成。蓝牙协议可以根据需求自行选择，蓝牙天线数量应当足够多，以保证无线信号能够穿透扫描电镜真空仓的外壳；
17.所述控制模块由单片机及配套的电路板组成；
18.所述终端设备包括智能手机，平板电脑等具有蓝牙通讯能力的设备及配套的蓝牙控制软件；
19.所述蓝牙模块通过无线蓝牙信号与智能终端设备连接，接收来自智能终端设备的操作信号，并将操作指令发送给控制模块。
20.上盖板作动电机、托架作动电机为两个一体化微型伺服电机，可以直接接收控制模块发送的电脉冲，实现不同速度不同方向的转动。
21.托架上下限位为npn金属接近开关，分别设置于竖直托架导轨的行程上限和下限位置。
22.优选的，所述入口的内底部固定连接有上盖板密封垫圈，所述可滑动上盖板的底部与上盖板密封垫圈相互贴合。
23.优选的，所述样品台托架的顶部设置有样品台，所述托架滑轨的外侧壁上顶部和底部位置处均固定连接有托架上下限位。
24.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
25.第一，本发明配合使用的实验仪器无需电控接口，可以用于扫描电镜及离子溅射仪等多种设备，极大地提高了装置的通用性。
26.第二，本发明采用水平开合的盖板设计，避免了翻盖式盖板在开启过程中撞击镜头的风险。
27.第三，本发明样品托架的高度可以自行调整，从而满足不同高度的样品，另外，样品托架设有限位开关，确保托架移动范围保持在预设区间，避免样品托架上升过高撞击镜头。
28.第四，本发明与侧面弹出式的装置相比，样品托架不容易发生水平方向的漂移，可实现更高的稳定性，这对扫描电镜的高倍拍摄是很重要的。
附图说明
29.图1为本发明外部结构示意图；
30.图2为本发明工作原理示意图。
31.其中：1、可滑动上盖板；2、样品台；3、上盖板滑轨；4、上盖板水平丝杠；5、上盖板密封垫圈；6、上盖板作动电机；7、可拆卸侧盖板；8、托架作动电机；9、电源模块；10、控制模块；11、蓝牙模块；12、皮带；13、托架竖直丝杠；14、托架滑轨；15、托架上下限位；16、样品台托架；17、针阀；18、密封舱体。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
33.请参阅图1-2
34.本实施例为一种用于扫描电镜的通用型蓝牙控制真空转移装置的具体实施方式。
35.一种用于扫描电镜的通用型蓝牙控制真空转移装置，包括密封舱体18，密封舱体18的外侧壁一端固定连接有可拆卸侧盖板7，密封舱体18的外侧壁另一端固定连接有针阀17；
36.密封舱体18的顶部开设有入口，入口处活动连接有可滑动上盖板1，可滑动上盖板1的一侧设置有两个上盖板滑轨3，可滑动上盖板1的底部设置有上盖板水平丝杆4，密封舱体18的内部一侧设置有上盖板作动电机6，上盖板作动电机6的输出端与上盖板水平丝杆4同轴固定连接；
37.密封舱体18的内部另一侧内底部固定连接有三个托架滑轨14，三个托架滑轨14的外侧壁上活动连接有样品台托架16，样品台托架16的一角螺纹旋接有托架竖直丝杆13，密封舱体18的内部一侧还设置有托架作动电机8，托架作动电机8的输出端上设置有皮带12，皮带12与托架竖直丝杆13之间传动连接；
38.密封舱体18的内部还设置有电源模块9、控制模块10、蓝牙模块11。
39.具体的，入口的内底部固定连接有上盖板密封垫圈5，可滑动上盖板1的底部与上盖板密封垫圈5相互贴合。
40.通过上述技术方案，通过上盖板密封垫圈5对可滑动上盖板1和密封舱体18之间进行密封，还能起到一定的缓冲作用，保护装置更加耐用。
41.具体的，样品台托架16的顶部设置有样品台2，托架滑轨14的外侧壁上顶部和底部位置处均固定连接有托架上下限位15。
42.通过上述技术方案，当样品台托架16在上下滑动过程中遇到托架上下限位15时会截止，从而防止样品台托架16脱离托架滑轨14，样品台2用于放置样品。
43.实施例二
44.本实施例为一种用于扫描电镜的通用型蓝牙控制真空转移装置的可滑动上盖板1及其相关部件的具体实施方式。
45.密封舱体18的顶部开设有入口，入口处活动连接有可滑动上盖板1，可滑动上盖板
1的一侧设置有两个上盖板滑轨3，可滑动上盖板1的底部设置有上盖板水平丝杆4，密封舱体18的内部一侧设置有上盖板作动电机6，上盖板作动电机6的输出端与上盖板水平丝杆4同轴固定连接。
46.实施例三
47.本实施例为一种用于扫描电镜的通用型蓝牙控制真空转移装置的样品台托架16及其相关部件的具体实施方式。
48.密封舱体18的内部另一侧内底部固定连接有三个托架滑轨14，三个托架滑轨14的外侧壁上活动连接有样品台托架16，样品台托架16的一角螺纹旋接有托架竖直丝杆13，密封舱体18的内部一侧还设置有托架作动电机8，托架作动电机8的输出端上设置有皮带12，皮带12与托架竖直丝杆13之间传动连接。
49.实施例四
50.本实施例为一种用于扫描电镜的通用型蓝牙控制真空转移装置的工作原理的具体实施方式。
51.一种用于扫描电镜的通用型蓝牙控制真空转移装置的工作原理，包括如下具体步骤：
52.s1、首先，打开可拆卸侧盖板7，启动电源模块9的总开关，控制模块10和蓝牙模块11初始化，蓝牙模块11向外界发射匹配信号，使用终端设备搜索蓝牙模块11发射的无线信号，完成匹配后重新安装可拆卸侧盖板7；
53.s2、终端设备发送开舱指令，蓝牙模块11接收开舱信号并发送给控制模块10，控制模块10对信号加以处理并发送作动指令给上盖板作动电机6；
54.s3、上盖板作动电机6开始正转并带动上盖板水平丝杆4正转，进而带动丝杠螺母及与其固定在一起的可滑动上盖板1沿着上盖板滑轨3向左移动，待可滑动上盖板1完全打开后，智能终端停止发送开舱指令；
55.s4、接着，将真空转移装置放入手套箱中，使用导电胶带把敏感样品粘贴在样品台2上，并置于样品台托架16上；
56.s5、智能终端设备发送关舱指令，蓝牙模块11接收关舱信号并发送给控制模块10，控制模块10对信号加以处理并发送作动指令给上盖板作动电机6；
57.s6、上盖板作动电机6开始反转并带动上盖板水平丝杆4反转，进而带动丝杠螺母及与其固定在一起的可滑动上盖板1沿着上盖板滑轨3向右移动，待可滑动上盖板1完全关闭后，智能终端停止发送关舱指令；
58.s7、然后打开针阀17开关，将真空泵抽气管与针阀17连接并对真空转移装置进行抽真空处理，操作完成后关闭针阀17开关，取掉真空泵抽气管。最后，将抽真空后的真空转移装置从手套箱中取出。
59.s8、由于本实施例的敏感样品导电性较差，因而在扫描电镜测试之前进行喷金处理，将抽真空后的真空转移装置放入离子溅射仓中，并对离子溅射仓进行抽真空处理，待其真空度高于真空转移装置的真空度后，智能终端设备发送开舱指令，蓝牙模块11接收开舱信号并发送给控制模块10，控制模块10对信号加以处理并发送作动指令给上盖板作动电机6；
60.s9、上盖板作动电机6开始正转并带动上盖板水平丝杆4正转，进而带动丝杠螺母
及与其固定在一起的可滑动上盖板1沿着上盖板滑轨3向左移动，待可滑动上盖板1完全打开后，智能终端停止发送开舱指令，设置合适的溅射时间及电流进行溅射处理，处理完成后继续保持离子溅射仓的真空度；
61.s10、随后，智能终端设备发送关舱指令，蓝牙模块11接收关舱信号并发送给控制模块10，控制模块10对信号加以处理并发送作动指令给上盖板作动电机6；
62.s11、上盖板作动电机6开始反转并带动上盖板水平丝杆4反转，进而带动丝杠螺母及与其固定在一起的可滑动上盖板1沿着上盖板滑轨3向右移动，待可滑动上盖板1完全关闭后，智能终端停止发送关舱指令，最后向离子溅射仓释放惰性气体至大气压力，取出真空转移装置。
63.真空转移装置在喷金处理后仍保持着较高的真空度，紧接着将真空转移装置放入扫描电镜仓。并对扫描电镜仓进行抽真空处理，待其真空度高于真空转移装置的真空度后，智能终端设备发送开舱指令，蓝牙模块11接收开舱信号并发送给控制模块10，控制模块10对信号加以处理并发送作动指令给上盖板作动电机6。
64.通过上盖板作动电机6开始正转并带动上盖板水平丝杆4正转，进而带动丝杠螺母及与其固定在一起的可滑动上盖板1沿着上盖板滑轨3向左移动，待可滑动上盖板1完全打开后，智能终端停止发送开舱指令。
65.接着，智能终端设备发送上升指令，蓝牙模块11接收上升信号并发送给控制模块10，控制模块10对信号加以处理并发送作动指令给托架作动电机8；
66.通过可拆卸侧盖板7托架作动电机8开始正转，通过皮带12带动托架竖直丝杆13正转，进而带动丝杠螺母及与其固定在一起的样品台托架沿着三个托架滑轨14向上移动。
67.若在样品台托架上升过程中超过预设的移动范围，触发滑轨上的托架下限位，托架下限位会直接发送中断当前作动指令及小距离下降指令给控制模块10，控制模块10对信号加以处理并发送作动指令给托架作动电机8。
68.托架作动电机8停止正转并作小角度反转，通过皮带12带动托架竖直丝杠13作小角度反转，进而带动丝杠螺母及与其固定在一起的样品台托架16沿着三个托架滑轨14向下移动很小的距离，返回到正常的移动范围内。
69.在不触发托架上限位的前提下，待样品台托架16移动至合适位置后，智能终端设备发送上升指令。
70.随后，打开扫描电镜电子束，进行扫描电镜测试。完成测试后，关闭扫描电镜电子束。
71.智能终端设备发送下降指令，蓝牙模块11接收下降信号并发送给控制模块10，控制模块10对信号加以处理并发送作动指令给托架作动电机8。
72.托架作动电机8开始反转，通过皮带12带动托架竖直丝杠13反转，进而带动丝杠螺母及与其固定在一起的样品台托架16沿着三个托架滑轨14向下移动。
73.若在样品台托架16下降过程中超过预设的移动范围，触发滑轨上的托架下限位，托架下限位会直接发送中断当前作动指令及小距离上升指令给控制模块10，控制模块10对信号加以处理并发送作动指令给托架作动电机8。
74.托架作动电机8停止反转并作小角度正转，通过皮带12带动托架竖直丝杠13作小角度正转，进而带动丝杠螺母及与其固定在一起的样品台托架16沿着三个托架滑轨14向上
移动很小的距离，返回到正常的移动范围内。在不触发托架上下限位的前提下，待样品台托架16移动至合适位置后，智能终端设备发送上升指令。
75.随后，智能终端设备发送关舱指令，蓝牙模块11接收关舱信号并发送给控制模块10，控制模块10对信号加以处理并发送作动指令给上盖板作动电机6。
76.上盖板作动电机6开始反转并带动上盖板水平丝杠4反转，进而带动丝杠螺母及与其固定在一起的可滑动上盖板1沿着上盖板滑轨3向右移动，待可滑动上盖板1完全关闭后，智能终端停止发送关舱指令。
77.最后向扫描电镜仓释放惰性气体至大气压力，取出真空转移装置，此时，真空转移装置仍保持着较高的真空度。
78.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
79.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。