一种原子力显微镜微悬臂弹性系数标定装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112798205A(43)申请公布日2021.05.14(21)申请号202011472926.2(22)申请日2020.12.15(71)申请人东莞理工学院地址523808广东省东莞市松山湖科技产业园区大学路1号(72)发明人秦毅任斌胡耀华姜鸣王福杰郭芳姚智伟(74)专利代理机构北京翔石知识产权代理事务所(普通合伙)11816代理人李勇(51)Int.Cl.G01M5/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种原子力显微镜微悬臂弹性系数标定装置(57)摘要本发明公开了一种原子力显微镜微悬臂弹性系数标定装置，包括底座、载环盘、悬环盘、第一副架与第二副架，所述载环盘固定安装与底座的上表面，所述第一副架固定安装于底座与载环盘的右侧壁，所述载环盘与悬盘通过支撑杆进行固定安装；采用电磁线圈产出电磁力，通过对圈数已知的螺旋线圈，以及控制输入电流值，即可计算得到电磁力值，电磁力与输入的电流呈线性关系，所以可通过电磁力产生装置对微悬臂探针连续施加作用力；探针在滑架的带动下，能够实现对探针的微位移控制；通过激光测距仪可测得探针的位移值；因此采用本发明可获得精确的电磁力值和精确的探针微悬臂弯曲变形量，通过计算即可精确地标定出显微镜微悬臂的弹性系数。CN112798205ACN112798205A权利要求书1/1页1.一种原子力显微镜微悬臂弹性系数标定装置，包括底座(1)、载环盘(2)、悬环盘(3)、第一副架(4)与第二副架(5)，其特征在于：所述载环盘(2)固定安装与底座(1)的上表面，所述第一副架(4)固定安装于底座(1)与载环盘(2)的右侧壁，所述载环盘(2)与悬盘通过支撑杆(9)进行固定安装，所述第二副架(5)固定安装于悬环盘(3)的右侧壁，所述底座(1)的筒腔内固定安装有电磁线圈(6)，所述载环盘(2)的环孔内固定安装有平行铰链(7)，所述平行铰链(7)的悬空端固定安装有永磁体(8)，所述悬环盘(3)的环孔中部固定安装有激光测距仪(10)，所述第一副架(4)与第二副架(5)间转动安装有螺纹杆(11)，所述第一副架(4)的底腔内固定安装有第一伺服电机(14)，所述第一伺服电机(14)的输出端通过联轴器固定安装螺纹杆(11)的下端，所述第一副架(4)与第二副架(5)间固定安装有支撑滑轨(12)，所述支撑滑轨(12)位于靠近底座(1)侧，所述螺纹杆(11)螺装有第一丝母(15)，所述第一丝母(15)固定安装与调节架(13)的槽口内，所述支撑滑轨(12)设于调节架(13)的槽口内，所述调节架(13)的左端上表面开设有安装槽，且安装槽内固定安装有第二伺服电机(16)与平移滑轨(18)，所述平移滑轨(18)位于第二伺服电机(16)的左侧，所述平移滑轨(18)上表面滑动安装有滑架(17)，所述滑架(17)的夹腔内固定安装有第二丝母(19)，所述第二丝母(19)螺装第二伺服电机的输出端。2.根据权利要求1所述的一种原子力显微镜微悬臂弹性系数标定装置，其特征在于：所述滑架(17)的左端上表面设有固定夹板(18)，所述固定夹板(18)的下表面固定安装有滑杆(21)，所述滑杆(21)贯穿滑架(17)，所述滑杆(21)的下端一体成型有限位帽，且限位帽与滑架(17)的下表面间夹装有复位弹簧(22)。3.根据权利要求1所述的一种原子力显微镜微悬臂弹性系数标定装置，其特征在于：所述底座(1)的筒腔、载环板的环孔与悬环盘(3)的环孔同轴，所述螺纹杆(11)的轴线、支撑滑轨(12)的轴线与载环盘(2)的环孔的轴线位于同一平面内。4.根据权利要求1所述的一种原子力显微镜微悬臂弹性系数标定装置，其特征在于：所述平行铰链(7)数量为三个，且三个悬空端焊接于承载盘的下表面，所述永磁体(8)固定安装与承载盘的上表面。5.根据权利要求1所述的一种原子力显微镜微悬臂弹性系数标定装置，其特征在于：所述第一副架(4)的高度等于底座(1)与载环盘(2)的高度盒，所述第二副架(5)的高度与悬环盘(3)高度相同。6.根据权利要求1所述的一种原子力显微镜微悬臂弹性系数标定装置，其特征在于：所述支撑杆(9)的长度与支撑滑轨(12)的长度相同。2CN112798205A说明书1/4页一种原子力显微镜微悬臂弹性系数标定装置技术领域[0001]本发明涉及检测装置技术领域，具体领域为一种原子力显微镜微悬臂弹性系数标定装置。背景技术[0002]随着科技的发展，原子力显微镜的应用日益广泛，其原理是利用微悬臂的形变来测量针尖与受测样品表面之间的作用力，达到测量检测的目的，具有原子级的分辨率。原子力显微镜的核心构件微悬臂是样品表面力学性能检测、纳米量级刻蚀加工制造的重要工具，是连接宏观和微观的重要枢纽。