专利名称:一种用于扫描探针显微镜的调距装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种扫描探针显微镜，特别是用于扫描探针显微镜的调距装置。
背景技术：
扫描探针显微镜(SPM)工作时针尖与样品的间距非常小，一般在几十甚至几个纳米以下。逼近到这样的距离需要一种精细驱进的调距装置。扫描隧道显微镜的发明者早期设计了一种由连成三角形的三条相互绝缘的压电陶瓷材料和三只金属脚构成的驱进型调距装置。它可在平面的各方向爬行，每次驱进的距离在10nm至1μm之间，其缺点是对爬行平面的光洁度有很高的要求，制作的难度和控制的复杂程度都很高。美国Burleigh仪器公司推出的一种压电陶瓷步进马达，有很高的爬行精度，是一种理想的SPM纳米驱动器，不过负载小，价格很高，使用寿命有限。
目前广泛使用的机械调节方式的驱动调节装置，一般由步进电机的转动变换成线性驱动的机械结构、丝杆螺纹等组成，有时还与杠杆式减速器一起使用。采用三相固定脉宽的脉冲，使步进电机的转动变换为螺纹丝杆在一维方向上的运动，通常这种方式也有较好的精度，可承载较大的负荷，而且成本低廉，寿命较长。但其缺点是体积较大，工作时有明显的嗒嗒声，这种声波振动对SPM扫描性能是非常不利的。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种既能保证扫描精度，体积又小、抗震能力强、步距可调且成本低、寿命长的扫描探针显微镜的调距装置。
本实用新型的上述目的是这样实现的本实用新型由丝杆、连轴器、导向指针及直流马达依次相连，置入外壳体中，导向指针上设有一突出块嵌入所述外壳体的缝道内，使得马达只能作轴向运动，而不能作旋转运动。从所述马达引出的两根导线通过话筒插座与外控制电路相联。所述丝杆与导向指针之间由软性连轴器相连，减少了电机启动的冲击，提高了抗震能力。导向指针与马达之间采用紧配合的方式紧密相连，在外壳体对应导向指针的位置处开有透明标尺窗用来指示丝杆的位移。所述的控制电路包括1个非门、2个与门组驱动器及2个限流电阻。其输入端有2个1个是进退状态脉冲输入端，用高或低电平控制马达转子的转动方向，从而决定驱动器的进退，另1个是马达动作输入端。
本实用新型结构简单，用直流电机取代步进电机，体积大为缩小，但扭矩增大，脉冲式电压驱动，通过调整脉冲时间宽度，便可随意改变步距，且成本低，使用寿命长。
图1为本实用新型主要部件连接原理图；图2为本实用新型主视图，图中显示本实用新型的结构；图3为本实用新型后视图，图中显示了透明标尺窗和丝杆位移标记；图4为本实用新型导向指针截面图，图中显示了其突出块；图5为本实用新型控制电路原理图；图6为本实用新型电脉冲状态图。
具体实施方式
如图1至图4所示，本实用新型包括丝杆(1)、与丝杆相螺接的螺帽套(2)、导向指针(8)及外壳体(12)，该螺帽套上螺接有螺母(3)，衬有垫片(4)，该螺帽套与显微镜壳体用螺帽固定，从而使所述丝杆(1)可相对该螺帽套作进退运动。所述丝杆(1)与导向指针(8)和直流马达(9)之间由软性连轴器(7)相连，减少了电机启动的冲击，提高了抗震能力。所述导向指针与直流马达(9)紧密套接，从该直流马达(9)引出的两根导线通过话筒插座(10)与外控制电路(15)相联，所述导向指针上设有一嵌入所述外壳体的缝道内的突出块(16)，使马达只能作轴向线性运动而不能作旋转运动，导向指针上还设有丝杆位移标记(14)，所述外壳体(12)的周壁上对应导向指针(8)的位置处开有透明标尺窗(13)，透过该标尺窗(13)可以观测到丝杆的位移情况。所述的控制电路包括1个非门、2个与门组驱动器及2个限流电阻。其输入端有2个1个是进退状态脉冲输入端，这个输入端用高或低电平控制马达转子的转动方向，从而决定整个驱动器的进退；另1个是马达动作输入端，低电平时马达停止，高电平时马达转动，由进退状态决定转动方向。改变高电平脉冲的时间宽度，驱动器的步距就可以调节。通常2个输入端由计算机控制脉冲的输入。工作时，由脉冲电压驱动直流马达(9)作正反向转动，这种转动通过联轴器(7)带动丝杆转动，由于丝杆与螺冒套相螺接，且该螺帽套固定在扫描器壳体上，因而丝杆就相对该螺帽套作伸缩或称进退线性运动，使显微镜上的针尖逐步逼近样品，通过检测隧道电流的大小来控制马达停或转。
本实用新型并不局限于上述实施例，凡在本实用新型权利要求
范围内对本实用新型所作的任何改变均应属本实用新型的范畴。
权利要求
1.一种用于扫描探针显微镜的调距装置，包括丝杆(1)、与丝杆相螺接的螺帽套(2)、导向指针(8)及外壳体(12)，其特征在于所述丝杆(1)与导向指针(7)之间由软性连轴器(7)相连，所述导向指针与直流马达(9)紧密套接，从该直流马达引出的两根导线通过话筒插座(10)与外控制电路(15)相联，所述导向指针上还设有一嵌入所述外壳体的缝道内的突出块(16)，并在导向指针上设有丝杆位移标记(14)，所述外壳体(12)的周壁上对应导向指针(8)的位置处开有透明标尺窗(13)。
2.根据权利要求
1所述的用于扫描探针显微镜的调距装置，其特征在于所述的控制电路包括1个非门、2个与门线驱动器及2个限流电阻，其输入端有2个1个是进退状态脉冲输入端，另1个是马达动作输入端。
专利摘要
本实用新型涉及一种用于扫描探针显微镜的调距装置。该装置包括丝杆、导向指针及外壳体。所述丝杆与直流马达和导向指针之间由软性连轴器相连，减少了电机启动的冲击，提高了抗震能力。导向指针与直流马达之间采用紧配合的方式紧密相连。导向指针上设有一突出块嵌入所述外壳体的缝道内，使得马达只能作轴向运动，而不能作旋转运动。在外壳体对应导向指针的位置处开有透明标尺窗用来指示丝杆的位移，从所述马达引出的两根导线通过话筒插座与外控制电路相联。所述的控制电路包括1个非门、2个与门组驱动器及2个限流电阻。其2个输入端1个是进退状态脉冲输入端，另1个是马达动作输入端。本实用新型结构简单，扫描性能稳定，且成本低使用寿命长。
文档编号G01Q10/00GKCN2528004SQ02215094
公开日2002年12月25日 申请日期2002年1月10日
发明者胡志强, 李民乾, 胡钧, 孙洁林, 邱柄良 申请人:上海爱建纳米科技发展有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan