一種用于超高真空系統(tǒng)的高精度磁傳動(dòng)饋通裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于磁力真空密封技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于超高真空系統(tǒng)的高精度磁傳動(dòng)饋通裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，超高真空實(shí)驗(yàn)設(shè)備越來(lái)越普遍，尤其是在薄膜生長(zhǎng)以及固體的表面分析方面。對(duì)于這些超高真空系統(tǒng)，在操作過(guò)程不可避免地需要在真空室外面操縱真空室內(nèi)的部件作各種特定的運(yùn)動(dòng)，如樣品的傳遞，樣品停放臺(tái)的升降等等。也就是說(shuō)需要真空室外的原動(dòng)力驅(qū)動(dòng)真空室內(nèi)的從動(dòng)件，從室外將動(dòng)力傳遞到室內(nèi)。目前主要有機(jī)械傳動(dòng)、電力傳動(dòng)和磁力傳動(dòng)三種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。機(jī)械傳動(dòng)是指用一定方式將室內(nèi)從動(dòng)件與室外原動(dòng)機(jī)構(gòu)聯(lián)結(jié)起來(lái)，并在真空室引入口用橡膠圈等材料進(jìn)行真空密封。這種動(dòng)密封的方式由于本身密封材料的磨損、放氣以及密封處的漏率等原因，一般只能用在低真空或高真空環(huán)境。電力傳動(dòng)則需要將馬達(dá)等驅(qū)動(dòng)裝置裝入真空室內(nèi)部，再通過(guò)電極密封引入電源，這種結(jié)構(gòu)增大了設(shè)備體積，且驅(qū)動(dòng)裝置在真空室內(nèi)放氣嚴(yán)重。而磁力傳動(dòng)利用磁體的超距特性，實(shí)現(xiàn)力矩?zé)o接觸傳遞。通過(guò)磁極間的作用力，將運(yùn)動(dòng)件連接起來(lái)，外部機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，內(nèi)部機(jī)構(gòu)也在磁場(chǎng)力的作用下跟著動(dòng)起來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)完全無(wú)密封的傳動(dòng)。因此磁力傳動(dòng)目前已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在分子束外延，俄歇質(zhì)譜儀、高能粒子加速器等科研領(lǐng)域。但現(xiàn)有的磁傳動(dòng)饋通裝置傳動(dòng)精度不是很高，很大程度上不能很好地滿足超高系統(tǒng)中多自由度精密樣品傳遞等需求，并且普遍為單自由度裝置，很多時(shí)候不能滿足多自由度的需求(如樣品傳遞時(shí)一般需要樣品桿的前后伸縮自由度以及面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)自由度)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供了一種用于超高真空系統(tǒng)的高精度磁傳動(dòng)饋通裝置，具體為通過(guò)真空內(nèi)外高密度磁體的圓周分布設(shè)計(jì)，大大提高了磁傳動(dòng)饋通裝置旋轉(zhuǎn)精度；另外真空內(nèi)部旋轉(zhuǎn)軸采用鏤空設(shè)計(jì)，可以進(jìn)一步通過(guò)磁傳動(dòng)饋通的上下疊加來(lái)增加傳動(dòng)自由度。
[0004]本實(shí)用新型所提供的用于超高真空系統(tǒng)的高精度磁傳動(dòng)饋通裝置，主要包括外殼1、外磁套2、外固定刻度環(huán)3、固定頂緊螺絲4、半邊法蘭5、外磁體6、隔離密封套7、外軸承8、內(nèi)磁體9、內(nèi)磁套10、內(nèi)軸承11、內(nèi)軸12、內(nèi)固定環(huán)13和輔助導(dǎo)向軸承14 ;其中，外殼1、外磁套2、隔離密封套7、內(nèi)磁套10和內(nèi)軸12為由外向內(nèi)、依次嵌套的同心的空心圓柱體；
[0005]所述外殼I與外磁套2固定連接，且兩者頂端齊平；
[0006]所述外固定刻度環(huán)3為側(cè)壁帶有刻度的空心圓柱體，設(shè)置于外殼I和外磁套2的頂端，固定頂緊螺絲4與外固定刻度環(huán)3側(cè)邊貫穿連接；
[0007]所述半邊法蘭5再設(shè)置于外固定刻度環(huán)3頂部且固定連接；所述隔離密封套7的頂端與半邊法蘭5頂端齊平；
[0008]所述外磁體6為若干根長(zhǎng)方體磁條，均勻豎直排列于外磁套2內(nèi)側(cè)壁上且固定連接，即外磁體6位于外磁套2與隔離密封套7之間；
[0009]所述外軸承8嵌套在隔離密封軸套7外側(cè)的下部，且被外殼I包圍；
[0010]所述內(nèi)磁體9為若干根長(zhǎng)方體磁條，均勻豎直排列于內(nèi)磁套10的外側(cè)壁上且固定連接，同時(shí)內(nèi)磁體9與隔離密封軸套7內(nèi)側(cè)貼合；
[0011]所述內(nèi)軸承11置于內(nèi)磁體9的下側(cè)，底部支撐在隔離密封套7的內(nèi)側(cè)；
[0012]所述內(nèi)軸12外壁緊貼內(nèi)磁套10內(nèi)側(cè)壁，且上端部與內(nèi)固定環(huán)13連接；
[0013]所述輔助導(dǎo)向軸14承嵌套在內(nèi)軸12的底部，且輔助導(dǎo)向軸14的外側(cè)面與隔離密封套7內(nèi)壁貼合；
[0014]所述隔離密封套7內(nèi)為超真空狀態(tài)；
[0015]所述外磁體6和內(nèi)磁體9不接觸隔離密封軸套7管壁。如圖3所示。
[0016]本實(shí)用新型中，考慮到超高真空系統(tǒng)烘烤溫度過(guò)高可能導(dǎo)致鐵磁材料退磁現(xiàn)象，所述內(nèi)磁體9為軟鐵材質(zhì)，大大提高了磁傳動(dòng)饋通裝置的使用壽命。
[0017]本實(shí)用新型中，所述外磁體6和內(nèi)磁體9的數(shù)量--對(duì)應(yīng)，外磁體6—端沿圓周方向以S\N不同極性交替排列(即相鄰排列的兩個(gè)磁體的S/N極相反)；所述若干根內(nèi)磁體9一端沿圓周方向也以S\N不同極性交替排列；且沿徑向外磁體6和內(nèi)磁體9相對(duì)應(yīng)的一對(duì)的極性相反排列。
[0018]本實(shí)用新型中，所述隔離密封軸套7中間部分的管壁厚度僅為1_~3_，減小了內(nèi)磁體和外磁體之間的磁隙，大大提高磁傳動(dòng)饋通裝置的磁偶合力矩和傳動(dòng)效率。
[0019]本實(shí)用新型中，所述外磁體6和內(nèi)磁體9與隔離密封軸套7管壁之間間距分別為為0.3 _ ~0.6_，避免在傳動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生接觸摩擦以及引起的材料放氣。
[0020]本實(shí)用新型中，所述外磁套2和內(nèi)磁套10的內(nèi)側(cè)壁分別沿各自圓周方向均勻設(shè)置若干個(gè)凹槽，所述外磁體6和內(nèi)磁體9分別嵌在相對(duì)應(yīng)的凹槽內(nèi)。
[0021]本實(shí)用新型中，所述外磁體6的數(shù)量為15~25個(gè)，內(nèi)磁體9的數(shù)量為15~25個(gè)。
[0022]本實(shí)用新型中，隔離密封套7內(nèi)部為超真空狀態(tài)；當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)外殼1，帶動(dòng)外磁套2轉(zhuǎn)動(dòng)；由于外磁體6與外磁套2內(nèi)側(cè)固定連接，外磁套2會(huì)進(jìn)一步帶動(dòng)外磁體6的轉(zhuǎn)動(dòng)；進(jìn)而在外磁體6通過(guò)磁力作用下，隔離密封套7內(nèi)的內(nèi)磁體9發(fā)生聯(lián)動(dòng)，而內(nèi)磁體9與內(nèi)磁套10固定連接，進(jìn)而引起內(nèi)磁套10的轉(zhuǎn)動(dòng)，并最終使得真空內(nèi)部的內(nèi)軸12產(chǎn)生實(shí)時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)；通過(guò)記錄外固定刻度環(huán)3以及內(nèi)軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度的數(shù)值記錄，測(cè)試結(jié)果表明:轉(zhuǎn)動(dòng)外殼所產(chǎn)生內(nèi)軸的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)精度可達(dá)0.1度。
[0023]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:根據(jù)磁體磁極的異性相吸、同性相斥原理及其磁力線能夠穿過(guò)非鐵磁性物質(zhì)的特性，提供了一種用于超高真空系統(tǒng)的高精度磁傳動(dòng)饋通裝置，通過(guò)非真空環(huán)境下轉(zhuǎn)動(dòng)操作，聯(lián)動(dòng)超高真空環(huán)境下的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，操作簡(jiǎn)單。該裝置通過(guò)真空內(nèi)外高密度磁體的圓周分布，大大提高了磁傳動(dòng)饋通裝置旋轉(zhuǎn)精度；另外真空內(nèi)部旋轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì)成鏤空形式，可以進(jìn)一步通過(guò)多個(gè)磁傳動(dòng)饋通的上下堆疊增加傳動(dòng)自由度，以滿足磁傳動(dòng)饋通裝置多自由度的需求。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為本實(shí)用新型的整體圖示。
[0025]圖2為本實(shí)用新型各部件爆炸圖圖示。
[0026]圖3為本實(shí)用新型各部件細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)剖面圖示。
[0027]圖中標(biāo)號(hào):1為外殼，2為外磁套，3為外固定刻度環(huán)，4為固定頂緊螺絲，5為半邊法蘭，6為外磁體，7為隔離密封套，8為外軸承，9為內(nèi)磁體，10為內(nèi)磁套，11為內(nèi)軸承，12為內(nèi)軸，13為內(nèi)固定環(huán)、14為輔助導(dǎo)向軸承。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為了更好的理解本實(shí)用新型的上述目的，下文將結(jié)合附圖，詳細(xì)敘述本實(shí)用新型。
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