Устройство для исследования поверхности твердого тела Советский патент 1987 года по МПК H01J37/20 

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и может быть использовано при анализе эмиттированных новерх- костью твердого тела частиц по направлению, энергии и массе в сверхвысоковакуум- ных установках.

Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей устройства путем увеличения диапазона углов исследования.

На фиг. 1 изображено устройство для исследования поверхности твердого тела; на фиг. 2 - головка манипулятора в аксонометрии (узел 1 на фиг. I).

Устройство для исследования поверхности твердого тела содержит фланец 1, на котором размещены сильфонные вводы вращения 2-7 с карданны.ми валами 8-13, закреплена несущая платформа 14. На конце несущей платформы 14 установлен столик 15 перемещений, состоящий из столиков 16, 17 и 18. Столик 16 содержит на- правляюнгую 19, платформу 20, связанную через подшипник 21 с ходовым винтом 22 и карданны.м валом 8. На платфор.ме 20 установлена направляющая 23 с платформой 24, связанной с ходовым винтом 25, коническими шестернями 26 и 27 и карданным ва- , лом 9. На платформе 24 установлена плита 28, связанная с направляющей 29 и содер- жап1.ая коническую шестерню 30 и 31, соединенную с ходовым винтом 32 и платформой 33.

На платформе 33 установлена плита 34 с закрепленным на ней предметным столи- ко.м 35. Предметный столик 35 состоит из червячного колеса 36, установленного на упорный подшипник 37, который располож.ен в расточке 38 плиты 34. С обратной стороны плиты 34 в расточке 29 установлен упорный пoлпJипник 40 и прижим 41, жестко соединенный с червячным колесом 36. На червяч- пом колесе 36 закреплен столик 42, сцентрированный кольцом 43, на котором установлены стойки 44 и 45, удерживающие удлиненную цилиндрическую шестерню 46. Н а столике 42 закреплен кронштейн 47, на конце которого устаповлеп упорЕ1ый 48 и радиальный 49 110ДП.1ИПНИКИ-, удерживающие вилку 50 при помощи втулки 51. На валу 52 50 установлена цилиндрическая шестерня 53 и подшипниковый узел 54, состоящий из подшипника скольжения 55 и, надетого па пего, подщи(шика качения 56 с поводками 57 и 58. В вилке 50 на полуосях 59 и 60 установлен приемник 61, и на полуоси 60 напресована цилиндрическая шестерня 62, на.ходящаяся в зацеплении с рейкой 63 через |ро.межуточную шестерню 64, установленную на вилке 50. Обойма 65 с образцом 66 установлена в направляющих 67 прие.мника 61. Рейка 63 закреплена в поводке 57. а в поводке 58 закреплена двойная рейка 68, 11аходя цаяс:я в зацеплении с

цилиндрической шестерней 46. В отверстии 69 столика 42 и отверстии 70 ступицы 71 червячного колеса 36 концентрично размещены полые валы 72 и 73. На полом валу 72

выполнены кольцевые зубья 74, находящиеся в зацеплении с шестерней 75 приводного вала 76, который через подшипники 77 и 78 стоек 79 и 80 соединен с карданным валом 12, а на полом валу 73 выполнены кольQ цевые зубья 81, находящиеся в зацеплении с шестерней 82 приводного вала 83, который через подшипники 84 и 85 стоек 79 и 80 соединен с карданным валом 11. В полом валу 73 установлен штифт 86, имеющий направление в пазу 87 ступицы 71 и в пазу 88

полого вала 72. С полым валом 72 соединена рейка 89, находящаяся в зацеплении с удлиненной цилиндрической щестерней 46, а с полым валом 73 соединена планка 90 с рейкой 91, находящаяся в зацеплении с шестер0 ней 53 вала 52 вилки 50. На кронштейнах 92 и 93 через подшипники 94 и 95 закреплен червячный вал 96, соединенный с карданным валом 13.

Устройство работает следуюш.им обра- зом.

С помощью фланца 1 устройство для исследования поверхности твердого тела герметичпо подсоедипяют к сверхвысокова- куумной камере. От ввода вращения 4 через карданный вал 8 приво.цится во вращение хоQ довой винт 22, который перемещает столик 16 вдоль оси X. От ввода вращения 5 через карданный вал 9, конические шестерни 26 и 27 приводится во вращение ходовой винт 25, которьгй перемешает платформу 24 вдо.. 1ь оси У. От ввода враш,ения 7 через кардан5 ный вал 10, конические шестерни 30 и 31 приводится во вращение ходовой винт 32, который перемещает платформу 33 вдоль оси Z. Жесткая связь платформы 33 с ПоТи- той 34 обеспечивает через карданные валы 8,

9, 10 перемещение предметного столика 35 вдоль трех взаимно перпендикулярных осей X, У, Z. От ввода вращения 6 через карданный вал 13, червячный вал 96 приводит во вращение червячное колесо 36 и, жестко соединенный с ним, предметный столик 35,

5 которой поворачивается на 360°, гфи этом от ступицы 71 через штифт 86 передается вращение и на полые валы 72 и 73. Однако в зацеплениях кольцевые зубья 81 - щес- терня 82, кольцевые зубья 74 - шестерня 75 происходит проскальзывание и передача

вращения щестерням 82 и 75 не происходит. От ввода вращения 2 через карданный вал 11, приводной вал 83 приводится во вра- Н1ение иестерня 82, которая передает перемещение через кольцевые зубья 81 полому

5 валу 73. Жестко соединенная с полым валом через планку 90, рейка 91 приводит во вра- П1ение 1нестернк:1 53, а вместе с ней и вал 52, при этом вилка 50 вместе с рейкой 63 и планкой 57, а вместе с ними и приемник 61 с образцом проворачиваются на 360°.

От ввода вращения 3 через карданный вал 12, приводной вал 76 приводится во вращение шестерня 75, которая передает перемещение через кольцевые зубья 74 полому валу 72. Жестко соединенная с полым валом 72, рейка 89 приводит во вращение цилиндрическую щестерню 46 и, находящаяся в зацеплении с щестерней 46, двойная рейка 68 перемещается совместно с планкой 58 и подшипниковым узлом 54, перемещая планку 57 и рейку 63.

Рейка 63 через промежуточную шестерню 64 проворачивает шестерню 62 и вместе с ней приемник 61 и обойму 65 с образцом 66 на угол, например, от нуля до ±90

Формула изобретения

1. Устройство для исследования поверхности твердого тела, содержащее закрепленные на фланце сильфонные вводы вращения, к выходным валам которых подсоединены карданные валы, размешенную на фланце несущую платформу с закрепленным на ней столиком с возможностью перемещения в трех взаимно перпендикулярных направлениях посредством карданных валов, установленную на столике плиту, головку .манипулятора с предметным столиком и приемником обоймы, размещенную на плите и кинематически соединенную с ней с возможностью вращения относительно трех взаимно перпендикулярных геометрических осей, отличающееся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем увеличения диапазона углов исследования, головка манипулятора выполнена в виде размешенных на предметном столике вил5

ки и вала, расположенных параллельно плоскости предметного столика и соединенных с ним через кронштейн и упорные подшипники, а кинематическое соединение головки

манипулятора с плитой выполнено в виде червячного колеса с коаксиально установленными внутри него полыми валами, кинематически соединенными своими концами с карданными валами, причем внешний полый

д вал выполнен со штифтом, расположенным в направляюших пазах внутреннего полого вала и ступицы червячного колеса, концы внешнего и внутреннего полых валов кинематически соединены с приемником обой.мы, установленным на вилке головки манипулятора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что кинематическое соединение вторых концов внешнего и внутреннего полых валов с приемником обоймы выполнено в виде сое0 динения второго конца внешнего полого вала, с размещенной на нем зубчатой рейкой, с цилиндрической шестерней, расположенной на валу вилки, а второго конца внутреннего полого вала через подшипниковый узел, расположенный на валу вилки, с ци5 линдрической шестерней, установленной на полуоси приемника обоймы, причем под11 ип- никовый узел выполнен в виде подшипника скольжения с поводком, соединенным с зубчатой рейкой, выполненной с возможностью

0 зацепления с цилиндрической шестерней полуоси приемника обоймы и расположенного на подшипнике скольжения подшипника качения, на наружной обойме, которого установлен поводок, соединенный с зубчатой рейкой внутреннего полого вала через ци5 линдрическую шестерню, установленную на предметном столике.

I

CPU2.1

5

Составитель О. Дикова

Редактор М. TtiBTHiiТехред И. ЕЗерееКорректор И. Эрдейи

Заказ 2971/55Тнраж698Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж--35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при анализе эмиттированных поверхностью твердого тела частиц по направлению, энергии и массе в сверхвысоковакуумных установках. Цель - расширение эксплуатационных возможностей устройства путем увеличения диапазона углов исследования. Она достигается тем, что в устройстве для исследования поверхности твердого тела головка манипулятора выполнена в виде вилки 50, установленной на валу 52 и соединенной со столиком 42 через кронштейн 47, на конце которого установлены упорный подшипник 48, радиальный подшипник 49 и втулка 5. Кинематика головки манипулятора осуше- ствляется следующим образом: в отверстии 69 столика 42 и отверстий 70 ступицы /1 червячного колеса 36 концентрично размещены полые валы (ПВ) 72 и 73, на поверхности которых выполнены кольцевые зубья, находяц;иеся в зацеплении с шестернями приводных валов 76 и 83 соответственно, которые через подшипники соединены с карданными валами устройства. Вращение ПВ 72 и 73 от ступицы 71 червячного колеса передается через штифт 86, размещенный в ПВ 73. В описании изобретения приведено кинематическое соединение других концов ПВ 72 и 73 с приемником обоймы. 1 з. п. ф-лы, 2 ил. Ю 50 19 6 666561 СО ю со