扫描探针显微镜换针装置的制作方法

本技术具体涉及一种扫描探针显微镜换针装置。

背景技术：

1、扫描探针显微镜，是一种常用的纳米级别表面形貌测量仪器，广泛应用于材料科学、生物学、纳米技术等领域，扫描探针显微镜设备通过探针与样品表面的相互作用，测量表面的形貌和力学性质。

2、目前，扫描探针显微镜设备中的探针需要手动更换，这不仅耗时耗力，而且容易造成探针的损坏，并且手动更换还存在以下缺点:

3、1. 更换探针座的难度大，容易导致探针损坏；

4、2. 操作空间有限，需要移开运动平台影响设备工作效率；

5、因此，需要一种能够自动更换探针系统的技术，以提高工作效率和保护探针。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题是，背景技术中提及的现有扫描探针显微镜设备中的探针需要手动更换，更换不便影响设备工作效率的同时还易导致探针损坏的问题。

2、针对上述技术问题，提出一种扫描探针显微镜换针装置；通过以下技术方案实现的：一种扫描探针显微镜换针装置，包括扫描探针显微镜，所述扫描探针显微镜设置在地面上，其特征在于：还包括设置在地面上，与扫描探针显微镜连接的换针组件安装板，所述换针组件安装板上设置有对扫描探针显微镜上探针自动更换的换针组件和对探针进行储存的换针库，所述换针组件自动从换针库中拿取新的探针，更换扫描探针显微镜上旧的探针。

3、本实用新型中，利用换针组件上的气动夹爪夹持探针，再利用换针组件内的机械手带动气动夹爪位移和各种角度的调整，进而完成扫描探针显微镜上探针的更换，使用方便的同时减小了操作空间，有效避免了人工更换探针对探针造成的损坏，同时换针库内储存多个探针的设置，使得更换探针时从换针库内选择一个探针即可完成更换，避免频繁补充新探针使用方便。

4、对本实用新型技术方案的优选，换针组件包括气动夹爪、机械手和升降台，所述升降台设置在换针组件安装板上，机械手与升降台连接，所述机械手能在升降台的作用下相对于换针组件安装板上下移动，夹持探针的气动夹爪设置在机械手上，且能相对于机械手绕自身周向旋转，机械手的设置便于通过机械手调整气动夹爪位置，便于探针的更换，使用方便。

5、对本实用新型技术方案的优选，机械手包括安装座、第一机械手臂和第二机械手臂，安装座连接第一机械手臂与升降台，且第一机械手臂能绕连接处可控旋转，第二机械手臂连接第一机械手臂，且第二机械手臂能绕连接处可控旋转，气动夹爪连接第二机械手臂，且气动夹爪能绕连接处可控旋转，这样的设置便于探针的更换，使用方便。

6、对本实用新型技术方案的优选，气动夹爪为双指夹爪，所述气动夹爪的双指上设置有夹块，夹块与探针上的夹持口配合，这样的设置便于通过气动夹爪夹持探针，使用方便。

7、对本实用新型技术方案的优选，换针库包括支撑座、支撑板和探针座安装板，所述安装探针的探针座安装板可拆卸设置在支撑板上，支撑板通过支撑座设置在安装板上，支撑座的设置便于换针库的安装，使用方便。

8、对本实用新型技术方案的优选，在探针座安装板上开设有多个固定孔，所述固定孔内设置有磁铁，探针座安装板通过磁铁设置在支撑板上，这样的设置便于把探针座安装板固定到支撑板上，同时也便于从支撑板上拆下探针座安装板，便于换针库上探针的补充，使用方便。

9、对本实用新型技术方案的优选，在探针座安装板上设置有多个安装探针座的凹槽，用于安装探针的探针座设置在凹槽内，并且在支撑板上靠近探针座安装板还连接有检测探针座内是否有探针的红外传感器，红外传感器的设置便于检测探针座内是否有探针，方便气动夹爪夹取。

10、对本实用新型技术方案的优选，在支撑板上开设有对探针座安装板安装进行定位的定位孔，所述定位孔与探针座安装板上定位杆配合定位，定位孔的设置便于对探针座安装板和支撑板之间进行定位，使得气动夹爪准确的从换针库内夹取探针。

11、对本实用新型技术方案的优选，定位孔在支撑板上开设至少有两个，且两个定位孔的直径不同，这样的设置保证了探针座安装板在支撑板上安装的准确性，防止装反。

12、本实用新型与现有技术相比具有的有益效果是：

13、本实用新型的技术方案，利用换针组件上的气动夹爪夹持探针，再利用换针组件内的机械手带动气动夹爪位移和各种角度的调整，进而完成扫描探针显微镜上探针的更换，使用方便的同时减小了操作空间，有效避免了人工更换探针对探针造成的损坏，同时换针库内储存多个探针的设置，使得更换探针时从换针库内选择一个探针即可完成更换，避免频繁补充新探针使用方便，另外该装置可以与现有的扫描探针显微镜兼容，无需对现有设备进行大规模的改造，通用性强，具有广泛的应用前景。

技术特征：

1.一种扫描探针显微镜换针装置，包括扫描探针显微镜（1），所述扫描探针显微镜（1）设置在地面上，其特征在于：还包括设置在地面上，与扫描探针显微镜（1）连接的换针组件安装板（2），所述换针组件安装板（2）上设置有对扫描探针显微镜（1）上探针（411）自动更换的换针组件（3）和对探针（411）进行储存的换针库（4），所述换针组件（3）自动从换针库（4）中拿取新的探针（411），更换扫描探针显微镜（1）上旧的探针（411）。

2.根据权利要求1所述的扫描探针显微镜换针装置，其特征在于：换针组件（3）包括气动夹爪（31）、机械手（32）和升降台（33），所述升降台（33）设置在换针组件安装板（2）上，机械手（32）与升降台（33）连接，所述机械手（32）能在升降台（33）的作用下相对于换针组件安装板（2）上下移动，夹持探针（411）的气动夹爪（31）设置在机械手（32）上，且能相对于机械手（32）绕自身周向旋转。

3.根据权利要求2所述的扫描探针显微镜换针装置，其特征在于：机械手（32）包括安装座（35）、第一机械手臂（36）和第二机械手臂（37），安装座（35）连接第一机械手臂（36）与升降台（33），且第一机械手臂（36）能绕连接处可控旋转，第二机械手臂（37）连接第一机械手臂（36），且第二机械手臂（37）能绕连接处可控旋转，气动夹爪（31）连接第二机械手臂（37），且气动夹爪（31）能绕连接处可控旋转。

4.根据权利要求2所述的扫描探针显微镜换针装置，其特征在于：气动夹爪（31）为双指夹爪，所述气动夹爪（31）的双指上设置有夹块（34），夹块（34）与探针（411）上的夹持口（412）配合。

5.根据权利要求1所述的扫描探针显微镜换针装置，其特征在于：换针库（4）包括支撑座（401）、支撑板（402）和探针座安装板（405），安装探针（411）的探针座安装板（405）可拆卸设置在支撑板（402）上，支撑板（402）通过支撑座（401）设置在换针组件安装板（2）上。

6.根据权利要求5所述的扫描探针显微镜换针装置，其特征在于：在探针座安装板（405）上开设有多个固定孔（404），所述固定孔（404）内设置有磁铁（407），探针座安装板（405）通过磁铁（407）设置在支撑板（402）上。

7.根据权利要求5所述的扫描探针显微镜换针装置，其特征在于：在探针座安装板（405）上设置有多个安装探针座（409）的凹槽，用于安装探针（411）的探针座（409）设置在凹槽内，并且在支撑板（402）上靠近探针座安装板（405）还连接有检测探针座（409）内是否有探针（411）的红外传感器（406）。

8.根据权利要求5所述的扫描探针显微镜换针装置，其特征在于：在支撑板（402）上开设有对探针座安装板（405）安装进行定位的定位孔（403），所述定位孔（403）与探针座安装板（405）上定位杆（408）配合定位。

9.根据权利要求8所述的扫描探针显微镜换针装置，其特征在于：定位孔（403）在支撑板（402）上开设至少有两个，且两个定位孔（403）的直径不同。

技术总结本技术公开了一种扫描探针显微镜换针装置，包括扫描探针显微镜，扫描探针显微镜设置在地面上，还包括设置在地面上与扫描探针显微镜连接的换针组件安装板，换针组件安装板上设置有对扫描探针显微镜上探针自动更换的换针组件和对探针进行储存的换针库，换针组件自动从换针库中拿取新的探针，更换扫描探针显微镜上的探针。优点，利用换针组件上的气动夹爪夹持探针，换针组件内的机械手带动气动夹爪位移和各种角度的调整，完成扫描探针显微镜上探针的更换，使用方便的同时减小了操作空间，避免了人工更换探针对探针造成的损坏，同时换针库内储存多个探针的设置，使得更换探针时从换针库内选择一个探针即可完成更换，避免频繁补充新探针使用方便。技术研发人员：杨见飞,王强,蒋洋受保护的技术使用者：南京埃米仪器科技有限公司技术研发日：20240116技术公布日：2024/9/19