[发明专利]三自由度纳米操纵及双轴倾转的透射电子显微镜样品杆

权利要求书

1.一种三自由度纳米操纵及双轴倾转的透射电子显微镜样品杆，其特征在于，包含：驱动杆架、驱动轴、X-α驱动单元、Y-Z驱动单元和β驱动单元；

所述驱动轴可沿X方向运动的滑动设置于所述驱动杆架内；

所述X-α驱动单元设置于所述驱动杆架上，并连接至所述驱动轴以驱动所述驱动轴转动和使所述驱动轴沿X方向运动；

所述Y-Z驱动单元的一端连接至所述驱动轴且另一端连接至所述β驱动单元；

所述Y-Z驱动单元包含：Y-Z压电驱动件、关节球座、关节球、第一压件、第二压件和转接铜管；

所述转接铜管的一端连接至所述驱动轴且另一端连接所述Y-Z压电驱动件的一端；

所述关节球座连接至所述Y-Z压电驱动件的另一端；

所述关节球设置于所述关节球座的球窝凹槽内；

所述第一压件连接至所述第二压件，所述第一压件和所述第二压件压接至所述关节球；

所述β驱动单元包含：β驱动基板、β压电驱动件、β驱动耐磨片、β驱动扇形动子和探针；

所述β驱动基板连接至所述第二压件的远离所述第一压件的一侧；

所述β压电驱动件连接至所述β驱动基板；

所述β驱动耐磨片连接至所述β压电驱动件；

所述β驱动扇形动子沿着垂直于所述驱动轴的轴线转动连接至所述第二压件；

所述探针连接至所述β驱动扇形动子；

所述β驱动耐磨片抵触所述β驱动扇形动子。

2.根据权利要求1所述的三自由度纳米操纵及双轴倾转的透射电子显微镜样品杆，其特征在于，

所述β驱动单元还包含：轴件、轴承和轴座；

所述轴件连接至所述轴座；

所述轴件和所述轴座连接至所述第二压件；

所述β驱动扇形动子设有弧形通孔和弧形部；

所述轴件穿过所述弧形通孔与所述轴座连接；

所述轴承转动套设于所述轴件且与所述弧形部的内表面接触；

所述β驱动耐磨片与所述弧形部的外表面接触。

3.根据权利要求2所述的三自由度纳米操纵及双轴倾转的透射电子显微镜样品杆，其特征在于，

所述β驱动扇形动子还形成有探针固定凸台；

所述探针固定凸台中设有探针固定螺纹孔和探针固定通孔；

所述β驱动单元还包含探针固定螺丝；

所述探针插入探针固定通孔中，并通过所述探针固定螺丝与所述探针固定螺纹孔啮合从而压紧所述探针。

4.根据权利要求2所述的三自由度纳米操纵及双轴倾转的透射电子显微镜样品杆，其特征在于，

所述β驱动单元还包含β驱动弹性连接组件；

所述轴件和所述轴座通过所述β驱动弹性连接组件弹性连接至所述第二压件；

所述β驱动弹性连接组件弹性施压所述轴件和所述轴座，从而使所述轴承压迫所述弧形部的内表面。

5.根据权利要求4所述的三自由度纳米操纵及双轴倾转的透射电子显微镜样品杆，其特征在于，

所述β驱动弹性连接组件包含多个螺丝和弹簧；

所述螺丝穿过所述轴件或所述轴座的相应通孔与所述第二压件相应的螺纹孔啮合；

所述弹簧套装于螺丝中并位于所述螺丝的螺丝帽和所述轴件或所述轴座之间；

所述弹簧处于压缩状态将所述轴件或所述轴座向所述第二压件按压。

6.根据权利要求1所述的三自由度纳米操纵及双轴倾转的透射电子显微镜样品杆，其特征在于，

所述第二压件上设有一组成一定角度且对称分布的β驱动基板固定凸台；

所述β驱动基板固定凸台中间设有β驱动基板定位凸台；

所述β驱动基板设置于通过所述β驱动基板定位凸台预定位并设置于所述β驱动基板固定凸台上；

所述β驱动单元包含两个所述β压电驱动件和所述β驱动耐磨片；

两个所述β压电驱动件分别设置于所述β驱动基板的两侧。