微測球制備與監測裝置的制造方法

微測球制備與監測裝置的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種微測球制備與監測裝置，包括磁場發生系統、三維位移調整機構、送絲機構，圖像監測系統四大部分。磁場發生系統主要是U型電磁鐵，三維位移調整機構包括二維平移臺、一維平移臺、鎢絲導向管，火花塞等。而送絲機構包括傳動輪、壓輪，送絲輪，原料供應部分。圖像監測系統包括顯微物鏡、第三代無限遠光結構鏡頭，支架等部分。本發明解決了鎢球和鎢桿偏心的問題，也解決了重力對球度影響的問題。提高了球度，偏心的精度，也使球體動態形成的過程監測成為可能。
【專利說明】
微測球制備與監測裝置
技術領域
[0001]本發明涉及三坐標測量機微納米測球制造裝置領域，具體是一種微測球制備與監測裝置。
【背景技術】
[0002]20世紀80年代后期，由于微細加工技術的不斷提高與改善，促使了微機械、微機電系統等新興學科的快速進步與發展。微型機械和MEMS器件大量出現。由于它們的幾何特征尺寸在數十微米至數毫米之間，測量不確定度要求達到數十納米至數百納米。因此，對于這些微型器件的幾何尺寸的高精度測量就顯得尤其重要。現在，我們廣泛應用的測量儀器有兩大類:一類是非接觸式測量儀器:如白光干涉儀、全息數字顯微鏡、掃描探針顯微鏡、原子力顯微鏡、表面無損測量裝置。這些方法都無法測量具有高縱深比特征的三維尺寸，比如深孔、側壁、斜面等。另一類是接觸式測量儀器:主要是微納米三坐標測量機。
[0003]在微納米三坐標測量機中，高精度的測針系統直接影響著測量結果的精度。測針主要由測桿和測球組成。現在最常用的連接方式是粘合的方式。一般在測球上加工孔，然后將測桿粘在測球的孔中。但是，在測球上加工孔或因測球粘到栓上而發生變形會導致球度降低。為了保證測球形狀在裝配過程中不發生改變，現在采用未鉆孔的測球粘合到球形杯座的方式制造測針。同時，測球和測桿由于不同軸心，又會產生偏心誤差，因此精度還是不能達到最尚。
[0004]隨著高精度坐標測量機的廣泛應用，測球的規格已成為統計誤差預算的重要考量因素。尤其在測量高縱橫比的器件時，需要直徑小于100微米的測球(目前市場上銷售的三坐標測量機探針的測球均在300微米以上)。
[0005]目前來說，微型測球的制造工藝有以下幾種:WEDG-0PED(線電極磨削-單脈沖放電)、Micr0Ecm-OPED(微細電化學刻蝕-單脈沖放電)、LBM(激光熱加工)、毛細管尖端成型法、光纖熔融機制造法。線電極磨削-單脈沖放電法加工的微測球直徑最小達40um，微細電化學刻蝕-單脈沖放電法加工的為球直徑最小達30um，激光熱加工法制造的最小球直徑是19.69um，毛細管尖端成型法3mm，光纖恪融機制造法制造的最小直徑是300um。目前方法加工的測球球度和偏心度均達到數微米，無法滿足高精度測量的需要。
[0006]
【發明內容】
本發明的目的是提供一種微測球制備與監測裝置，以解決現有技術微測球制造裝置制造的微測球無法滿足高精度測量的問題。
[0007]為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為:
微測球制備與監測裝置，其特征在于:包括光學平臺，光學平臺上以左右水平方向為X向，前后水平方向為Y向，豎直方向為Z向，光學平臺上設置有:
U形電磁鐵，U形電磁鐵包括U形磁軛和線包，U形磁軛呈豎直固定在光學平臺上，且U形磁軛兩U形臂在光學平臺上呈Y向前后對稱，兩U形臂彼此相對的一面分別設有線包，且兩線包呈前后對稱；
二維平移臺，其安裝在光學平臺上位于U形電磁鐵X向正左側，二維平移臺具有可沿X向、Y向移動的載物平臺；載物平臺上豎直安裝有一對夾持器件，兩夾持器件沿X向一字排列，每個夾持器件上部分別設有相同大小的通孔，兩個夾持器件的通孔同軸且中心軸線與X向平行，并且兩通孔中心軸線延伸線經過U形電磁鐵中兩線包之間中點正上方;兩夾持器件通孔中共同同軸夾持有導向管，導向管內同軸設有鎢絲，且鎢絲右端從導向管右端穿出，導向管左部與外部電源陽極連接，導向管右端伸向U形電磁鐵中兩線包之間正上方；
一維平移臺，其安裝在光學平臺上位于U形電磁鐵X向正右側，一維平移臺具有可沿Z向移動的載物臺；載物臺上豎直安裝有夾持器件，該夾持器件上部設有通孔，且該夾持器件中通孔與二維平移臺上兩夾持器件中通孔同軸，載物臺上夾持器件通孔中同軸夾持有火花塞，火花塞右部與外部電源陰極連接，火花塞左端伸向U形電磁鐵中兩線包之間正上方，且火花塞可隨載物臺移動至火花塞左端與二維平移臺中導向管右端中穿出的鎢絲正對；
透明密封箱，其密封安裝在光學平臺上并罩在二維平移臺、一維平移臺、U形電磁鐵外，透明密封箱左側對應二維平移臺中導向管左端位置設有通孔，透明密封箱左側還設有進氣孔，進氣孔與外部氬氣源連接，透明密封箱右側設有真空抽氣孔，透明密封箱頂部對應U形電磁鐵中兩線包之間正上方位置設有通孔，透明密封箱前側還設有一對沿左右排列的操作孔，且透明密封箱前側操作孔上分別旋轉蓋合安裝有旋轉薄片；
圖像監測系統，其安裝有光學平臺上透明密封箱正后方，圖像監測系統包括支撐架，支撐架下端固定在光學平臺上，支撐架上端向前伸向透明密封箱上方，支撐架上端固定有Z軸矩形導軌平臺，Z軸矩形導軌平臺上設有可在Z向移動的滑臺，滑臺上通過固定夾安裝有CCD相機，CCD相機上裝配有第三代無限遠光結構鏡頭，且CCD相機上的第三代無限遠光鏡頭豎直向下懸于透明密封箱頂部通孔正上方，第三代無限遠光鏡頭同軸裝配有顯微物鏡，顯微物鏡從透明密封箱頂部通孔伸入透明密封箱中，且顯微物鏡與透明密封箱頂部通孔之間通過橡膠環密封。
[0008]所述的微測球制備與監測裝置，其特征在于:光學平臺上還設置有鎢絲原料供給部分，鎢絲原料供給部分安裝在光學平臺上位于透明密封箱左側通孔的X向左側，鎢絲原料供給部分包括支撐架，支撐架中通過中心軸線沿Y向的軸轉動安裝有滾輪，二維平移臺上導向管內的鎢絲來源于鎢絲原料供給部分，該鎢絲纏繞在滾輪上，且鎢絲穿過透明密封箱左側通孔后，從導向管左端穿入導向管內，并從導向管右端穿出。
[0009]所述的微測球制備與監測裝置，其特征在于:光學平臺上還設置有鎢絲固定裝置，鎢絲固定裝置安裝在光學平臺上位于鎢絲原料供給部分與透明密封箱之間，鎢絲固定裝置包括豎直的支架，支架上端安裝有送絲管，送絲管中心軸線與二維平移臺上導向管同軸，鎢絲原料供給部分中輸出的鎢絲同軸經過送絲管后，再穿入透明密封箱中。
[0010]所述的微測球制備與監測裝置，其特征在于:光學平臺上還設置有送絲輪機構，送絲輪機構安裝在光學平臺上位于鎢絲固定裝置與透明密封箱之間，送絲輪機構包括固定件，固定件上轉動安裝有壓輪、驅動輪，壓輪、驅動輪中心軸線分別沿Y向，且壓輪、驅動輪上下排列，固定件中設有驅動驅動輪轉動的電機，鎢絲固定裝置輸出的鎢絲經過壓輪、驅動輪之間后，再穿入透明密封箱中。
[0011]本發明優點為:
1、以鎢絲直接做電極，高溫融化鎢絲尖端形成微測球。因此，測桿和測球是一體的，不需要粘接。
[0012]2、利用電磁鐵產生磁場，用安培力抵消重力，從而抵消重力對球度和偏心的影響。
[0013]3、本發明有圖像監測系統，可以動態的觀測小球成型的過程。從而可以尋找出圓度最好的小球，同時確定最佳參數。
[0014]4、本系統的圖像監測系統，可以監測鎢絲尖端距離另一個電極的距離。并且可以根據實驗要求，設置鎢絲尖端到電極間的距離。
[0015]5、本發明裝置處于氬氣保護室內，氬氣環境可以防止鎢球氧化。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明總體結構示意圖。
[0017]圖2為本發明去箱體后總體結構示意圖。
[0018]圖3為磁場發生系統結構示意圖。
[0019]圖4為本發明圖像監測系統結構示意圖。
[0020]圖5為本發明箱體結構示意圖。
[0021]圖6為送絲結構示意圖。
[0022]圖7為三維位移調整機構示意圖。
[0023]圖8為顯微系統夾持器件示意圖。
【具體實施方式】
[0024]參見圖1-圖8所示，微測球制備與監測裝置，包括光學平臺la，光學平臺Ia上以左右水平方向為X向，前后水平方向為Y向，豎直方向為Z向，光學平臺Ia上設置有:
U形電磁鐵8，U形電磁鐵8包括U形磁軛8c和線包8b，U形磁軛8c呈豎直固定在光學平臺Ia上，且U形磁軛Sc兩U形臂在光學平臺上呈Y向前后對稱，兩U形臂彼此相對的一面分別設有線包8b，且兩線包8b呈前后對稱；
二維平移臺7，其安裝在光學平臺Ia上位于U形電磁鐵8X向正左側，二維平移臺7具有可沿X向、Y向移動的載物平臺；載物平臺上豎直安裝有一對夾持器件6b、6c，兩夾持器件6b、6c沿X向一字排列，每個夾持器件上部分別設有相同大小的通孔，兩個夾持器件6b、6c的通孔同軸且中心軸線與X向平行，并且兩通孔中心軸線延伸線經過U形電磁鐵8中兩線包Sb之間中點正上方;兩夾持器件6b、6c通孔中共同同軸夾持有導向管6a，導向管6a內同軸設有鎢絲6d，且媽絲6d右端從導向管6a右端穿出，導向管6a左部與外部電源陽極連接，導向管6a右端伸向U形電磁鐵8中兩線包Sb之間正上方；
一維平移臺9，其安裝在光學平臺Ia上位于U形電磁鐵8X向正右側，一維平移臺9具有可沿Z向移動的載物臺；載物臺上豎直安裝有夾持器件10b，該夾持器件1b上部設有通孔，且該夾持器件1b中通孔與二維平移臺7上兩夾持器件6b、6c中通孔同軸，載物臺上夾持器件1b通孔中同軸夾持有火花塞10a，火花塞1a右部與外部電源陰極連接，火花塞1a左端伸向U形電磁鐵8中兩線包Sb之間正上方，且火花塞1a可隨載物臺移動至火花塞1a左端與二維平移臺7中導向管6a右端中穿出的鎢絲6d正對；
透明密封箱lg，其密封安裝在光學平臺Ia上并罩在二維平移臺7、一維平移臺9、U形電磁鐵8外，透明密封箱Ig左側對應二維平移臺7中導向管6a左端位置設有通孔，透明密封箱Ig左側還設有進氣孔ld，進氣孔Id與外部氬氣源連接，透明密封箱Ig右側設有真空抽氣孔I j，透明密封箱I g頂部對應U形電磁鐵8中兩線包Sb之間正上方位置設有通孔，透明密封箱Ig前側還設有一對沿左右排列的操作孔lb，且透明密封箱前側操作孔Ib上分別旋轉蓋合安裝有旋轉薄片Ic;
圖像監測系統2，其安裝有光學平臺Ia上透明密封箱Ig正后方，圖像監測系統2包括支撐架2h，支撐架2h下端固定在光學平臺Ia上，支撐架2h上端向前伸向透明密封箱Ig上方，支撐架2h上端固定有Z軸矩形導軌平臺2f，Z軸矩形導軌平臺2f上設有可在Z向移動的滑臺，滑臺上通過固定夾安裝有CXD相機2d，CXD相機2d上裝配有第三代無限遠光結構鏡頭2c，且CXD相機2d上的第三代無限遠光鏡頭2c豎直向下懸于透明密封箱Ig頂部通孔正上方，第三代無限遠光鏡頭2c同軸裝配有顯微物鏡2a，顯微物鏡2a從透明密封箱Ig頂部通孔伸入透明密封箱Ig中，且顯微物鏡2a與透明密封箱Ig頂部通孔之間通過橡膠環If密封。
[0025]光學平臺Ia上還設置有鎢絲原料供給部分3，鎢絲原料供給部分3安裝在光學平臺Ia上位于透明密封箱Ig左側通孔的X向左側，鎢絲原料供給部分3包括支撐架3a，支撐架3a中通過中心軸線沿Y向的軸轉動安裝有滾輪3b，二維平移臺7上導向管6a內的鎢絲6d來源于鎢絲原料供給部分3，該鎢絲6d纏繞在滾輪3b上，且鎢絲6d穿過透明密封箱Ig左側通孔后，從導向管6a左端穿入導向管6a內，并從導向管6a右端穿出。
[0026]光學平臺Ia上還設置有鎢絲固定裝置4，鎢絲固定裝置4安裝在光學平臺Ia上位于鎢絲原料供給部分3與透明密封箱Ig之間，鎢絲固定裝置4包括豎直的支架4a，支架4a上端安裝有送絲管4b，送絲管4b中心軸線與二維平移臺7上導向管6a同軸，鎢絲原料供給部分3中輸出的鎢絲6d同軸經過送絲管4b后，再穿入透明密封箱Ig中。
[0027]光學平臺Ia上還設置有送絲輪機構5，送絲輪機構5安裝在光學平臺Ia上位于鎢絲固定裝置4與透明密封箱Ig之間，送絲輪機構5包括固定件5a，固定件5a上轉動安裝有壓輪5c、驅動輪5d，壓輪5c、驅動輪5d中心軸線分別沿Y向，且壓輪5c、驅動輪5d上下排列，固定件5a中設有驅動驅動輪5d轉動的電機，鎢絲固定裝置4輸出的鎢絲6d經過壓輪5c、驅動輪5d之間后，再穿入透明密封箱Ig中。
[0028]目前使用的配合方式是粘合，但是由于測球和測桿不同軸心，會產生偏心誤差。因此本發明采用電弧放電的原理，以鎢絲直接作為正極，與電源負極放電。鎢絲尖端和另一個電極之間形成電弧，在電弧內部的高能量區，可以熔化鎢絲的尖端。鎢絲尖端由于高溫融化成液體，最終凝固形成微測球。
[0029]當液滴自然收縮固化的這個段時間，液滴處于熔融膨脹狀態，熔融體會朝向重力的方向垂直而固化。因此，又會因為重力而產生誤差。本發明利用電磁鐵產生電磁場，由于通電導體在電磁場中會產生安培力。因此，利用安培力抵消重力可以減小甚至消除重力對球心偏移的影響。
[0030]如圖1，本發明包括一光學平臺la，光學平臺Ia上設有一磁場發生系統，如圖3。1]形電磁鐵8在光學平臺Ia上，U形電磁鐵8由磁軛Sc和線包Sb組成。U形電磁鐵8的前后兩個面分別由鋁角件8a固定。鋁角件的一面通過兩個緊固螺釘固定在光學平臺上la，另一面通過兩個緊固螺釘固定在電磁鐵磁軛8的側面上。在電磁鐵8左方固定著一個二維平移臺7。通過二維位移平臺的X方向螺旋測微桿7a可以控制載物平臺在X軸方向移動，通過二維位移平臺的Y方向螺旋測微桿7b可以控制載物平臺7c在軸Y軸方向的移動。在電磁鐵8b右邊固定著一個一維平移臺9，通過一維位移平臺的Z方向螺旋測微桿9b，可以控制載物平臺9a在Z軸方向的移動。二維平移臺7、一維平移臺9和電磁鐵8的中心線都在同一軸線上。將二維平移臺7和一維平移臺9結合起來，就可以在三維方向調整鎢絲6d和火花塞1a的對位并調整鎢絲6d端部和火花塞1a頂部的距離，如圖7.二維平移臺7和一維平移臺9都通過粘貼的方式固定在光學平臺Ia上。在電磁鐵8正上方有圖像采集系統2，在二維平移臺7的左方配有送絲機構，如圖6。
[0031]如圖7，所述的高精度微測球制備與監測裝置，在二維平移臺7的上方固定著兩個夾持器件6b和6c，兩個夾持器件6b和6c都位于載物平臺7c的中線位置。每個夾持器件中間都有一個通孔，這兩個通孔直徑相同，并且同心。在這兩個通孔中間放置著導向管6a，在導向管6a的細孔內放置著鎢絲6d。導向管6a是一個中間有細孔的鉛筆狀柱體，這個細孔直徑比鎢絲直徑略大一點，在夾持器件6b和6c的上方通過緊固螺釘將導向管6a固定。每個支架都是通過兩個緊固螺釘固定在二維平移臺7的載物面7c上。
[0032]在一維平臺9上固定著一個夾持器件10b，夾持器件1b位于載物臺9a的中線位置。此夾持器也有一個孔，與二維平移臺上的通孔同心。通過此夾持器件1b上部緊固螺釘便可將火花塞1a固定。利用焊錫將電源的陰極連線連在火花塞1a的尾部。將電源陽極連在導向管6a尾部。
[0033]如圖4，，高精度微測球制備與監測裝置，在電磁鐵8的上方配有圖像監測系統2。此圖像監測系統又稱顯微鏡成像模塊，最下的是顯微物鏡2a，顯微物鏡2a上方的是第三代無限遠光結構鏡頭2c，第三代無限遠光結構鏡頭2c上方是CCD相機2d，此顯微鏡成像模塊通過固定夾2b固定在z軸矩形導軌平臺2f上。此固定夾2b是一個中間有通孔2b3，在通孔右側切割了一個很小的長方體2b2的器件，在小長方體的垂直面也有一個小孔2bl，緊固螺釘通過這個孔，便可以將顯微鏡模塊固定，如圖8所示。在z軸矩形導軌平臺2f兩側配有微動調節旋鈕2g，通過調節微動旋鈕2g，可以在z軸方向移動顯微鏡成像模塊。z軸矩形導軌2g后方有一個支撐架2h。通過一個連接件2e，將支撐架2h和z軸矩形導軌平臺2f連接在一起。支撐架2h的下方和光學平面Ia重合在一起。通過鋁角件2i，將支撐架2h和光學平臺固定Ia起來。
[0034]如圖6，高精度微測球制備與監測裝置，在二維平移臺7左方設置有送絲裝置，緊靠在二維平移臺7左邊的是送絲輪機構5。位于上面的是壓輪5c，壓輪5c下方是驅動輪5d。驅動輪5d由電機驅動，電機位于在固定件5a的槽內，在槽的左邊各開了一個圓孔，緊固螺釘通過圓孔5b可以固定電機，將電機鎖死。在送絲輪5左邊是一個鎢絲固定裝置4，由支架4a和送絲管4b組成。通過送絲輪兩側的送絲管4b和導向管6a，可以防止鎢絲6d亂竄。在最左邊是一個鎢絲原料供給部分3 ο由最下面的支撐架3a、軸3c、滾輪3b組成。
[0035]如圖4，所述的高精度微測球制備與監測裝置，，在二維平移臺7、一維平移臺9和電磁鐵8外部配有一透明密封箱lg，如圖5所示。在此透明箱體的正上方有一通孔，在此通孔上套了一個橡膠環If，顯微物鏡2a通過此通孔進入箱體，并和橡膠環If緊密接觸。在箱體左側有一個孔ld，此處為氦氣進氣孔。在箱體右側有一個孔lj，此孔為真空抽氣孔。在箱體的正前面有兩個大的操作孔lb，在操作孔Ib的外側有配有一圓形薄片lc，在薄片Ic的固定了一個螺釘。當松開螺釘時，可以旋轉薄片I c，打開通孔。
[0036]本發明包括可實現電磁場的發生、三維方向的調整、鎢絲的進給，圖像監測。
[0037]在實驗開始之前，打開箱體前方的操作孔lb，粗調導向管6a和火花塞1a的對位和距離。使導向管6a和火花塞1a頂部在同一直線上，大概調整兩者的距離。然后通過顯微鏡成像模塊2的微動旋鈕2g調節顯微物鏡2a到鎢絲6d端部的距離，調節到可以清楚觀察鎢絲6d端部的位置為止。
[0038]然后，由控制器設置一目標距離S，控制器將此指令送給電機，電機帶動驅動輪5d轉動。驅動輪5d帶動壓輪5c—起轉動，并傳送中間的媽絲6d前進。媽絲6d經過導向管6a穿出。圖像監測系統2拍攝鎢絲6d端部和火花塞1a頂部的照片，經過軟件處理，可以計算出現在鎢絲6d端部到火花塞1a頂部的距離SI。由于控制器內部設置了負反饋系統，系統會將SI同S比較。如果，SI小于S，控制器會控制電機繼續運動，傳送鎢絲繼續前進，直到SI等于S，反之亦然。通過這樣的負反饋控制，可以嚴格的控制鎢絲6d端部到火花塞1a頂部的距離，控制的最小精度可到1mm。另外，控制器還可以控制送絲機構送絲的速度，更加完善了送絲機構的性能。
[0039]在調整好鎢絲端部6d到火花塞1a頂部的距離后，需要在進行一次細調整。因為鎢絲6d可能有彎曲，導致鎢絲6d端部和火花塞1a頂部不在同一直線上。在第二次調整結束后，關閉操作孔。用抽氣機將箱體內的空氣從抽氣孔Ij抽走，然后再從充氣孔Id沖入氬氣，直至標準大氣壓時為止我們可以利用氣壓計Ie觀測室內的氣壓。
[0040]準備工作做好了以后，打開電磁鐵電源，打開連接在鎢絲6d和火花塞1a中間的高壓脈沖電源。根據電弧放電原理，陽極和陰極之間會產生一段電弧，由于鎢絲6d直接作為陽極，所以鎢絲6d由于高溫熔化，在表面張力的作用下形成了小球。又根據安培力抵消重力的思想知道，F安培力=G=BIL,當B和I不同時，安培力的大小也會發生變化。控制器的程序也會隨著電流的變化調整B的變化，從而全過程的保證模擬失重條件。
[0041 ]由于放電時間、放電電壓、放電頻率、峰值電流和極間距離都會影響小球的球度。所以，本發明在控制器設置了程序。程序設定放電電壓、放電頻率、峰值電流、極間距離、放電時間都有一個范圍，在其他量不變化的前提下，控制單一變量在這一范圍內有規律的遞增或遞減變化。從而得到多組實驗數據。
[0042]在燒球的過程中，圖像監測系統2也會不斷拍攝圖像。同時同時數據采集卡也會不斷采集電壓、電流、電壓頻率、放電時間等參數，每組圖片都有一組數據跟它對應。最終我們通過圖像就可以發現球的品質變化，對應的也就得到了參數變化的規律了。
[0043]經過實驗知，當放電電壓為600v、放電頻率為100HZ，放電時間為6S到14S、放電距離為l-3mm是球的品質最好，球度和偏心距離都非常小。以往在沒有加磁場的試驗中，最小的球度達0.5_ ο利用本實驗裝置，球度可以小于0.5mm。
【主權項】
1.微測球制備與監測裝置，其特征在于:包括光學平臺，光學平臺上以左右水平方向為X向，前后水平方向為Y向，豎直方向為Z向，光學平臺上設置有: U形電磁鐵，U形電磁鐵包括U形磁軛和線包，U形磁軛呈豎直固定在光學平臺上，且U形磁軛兩U形臂在光學平臺上呈Y向前后對稱，兩U形臂彼此相對的一面分別設有線包，且兩線包呈前后對稱； 二維平移臺，其安裝在光學平臺上位于U形電磁鐵X向正左側，二維平移臺具有可沿X向、Y向移動的載物平臺；載物平臺上豎直安裝有一對夾持器件，兩夾持器件沿X向一字排列，每個夾持器件上部分別設有相同大小的通孔，兩個夾持器件的通孔同軸且中心軸線與X向平行，并且兩通孔中心軸線延伸線經過U形電磁鐵中兩線包之間中點正上方;兩夾持器件通孔中共同同軸夾持有導向管，導向管內同軸設有鎢絲，且鎢絲右端從導向管右端穿出，導向管左部與外部電源陽極連接，導向管右端伸向U形電磁鐵中兩線包之間正上方； 一維平移臺，其安裝在光學平臺上位于U形電磁鐵X向正右側，一維平移臺具有可沿Z向移動的載物臺；載物臺上豎直安裝有夾持器件，該夾持器件上部設有通孔，且該夾持器件中通孔與二維平移臺上兩夾持器件中通孔同軸，載物臺上夾持器件通孔中同軸夾持有火花塞，火花塞右部與外部電源陰極連接，火花塞左端伸向U形電磁鐵中兩線包之間正上方，且火花塞可隨載物臺移動至火花塞左端與二維平移臺中導向管右端中穿出的鎢絲正對； 透明密封箱，其密封安裝在光學平臺上并罩在二維平移臺、一維平移臺、U形電磁鐵外，透明密封箱左側對應二維平移臺中導向管左端位置設有通孔，透明密封箱左側還設有進氣孔，進氣孔與外部氬氣源連接，透明密封箱右側設有真空抽氣孔，透明密封箱頂部對應U形電磁鐵中兩線包之間正上方位置設有通孔，透明密封箱前側還設有一對沿左右排列的操作孔，且透明密封箱前側操作孔上分別旋轉蓋合安裝有旋轉薄片； 圖像監測系統，其安裝有光學平臺上透明密封箱正后方，圖像監測系統包括支撐架，支撐架下端固定在光學平臺上，支撐架上端向前伸向透明密封箱上方，支撐架上端固定有Z軸矩形導軌平臺，Z軸矩形導軌平臺上設有可在Z向移動的滑臺，滑臺上通過固定夾安裝有CCD相機，CCD相機上裝配有第三代無限遠光結構鏡頭，且CCD相機上的第三代無限遠光鏡頭豎直向下懸于透明密封箱頂部通孔正上方，第三代無限遠光鏡頭同軸裝配有顯微物鏡，顯微物鏡從透明密封箱頂部通孔伸入透明密封箱中，且顯微物鏡與透明密封箱頂部通孔之間通過橡膠環密封。2.根據權利要求1所述的微測球制備與監測裝置，其特征在于:光學平臺上還設置有鎢絲原料供給部分，鎢絲原料供給部分安裝在光學平臺上位于透明密封箱左側通孔的X向左偵U，鎢絲原料供給部分包括支撐架，支撐架中通過中心軸線沿Y向的軸轉動安裝有滾輪，二維平移臺上導向管內的鎢絲來源于鎢絲原料供給部分，該鎢絲纏繞在滾輪上，且鎢絲穿過透明密封箱左側通孔后，從導向管左端穿入導向管內，并從導向管右端穿出。3.根據權利要求1或2所述的微測球制備與監測裝置，其特征在于:光學平臺上還設置有鎢絲固定裝置，鎢絲固定裝置安裝在光學平臺上位于鎢絲原料供給部分與透明密封箱之間，鎢絲固定裝置包括豎直的支架，支架上端安裝有送絲管，送絲管中心軸線與二維平移臺上導向管同軸，鎢絲原料供給部分中輸出的鎢絲同軸經過送絲管后，再穿入透明密封箱中。4.根據權利要求1或2所述的微測球制備與監測裝置，其特征在于:光學平臺上還設置有送絲輪機構，送絲輪機構安裝在光學平臺上位于鎢絲固定裝置與透明密封箱之間，送絲輪機構包括固定件，固定件上轉動安裝有壓輪、驅動輪，壓輪、驅動輪中心軸線分別沿Y向，且壓輪、驅動輪上下排列，固定件中設有驅動驅動輪轉動的電機，鎢絲固定裝置輸出的鎢絲經過壓輪、驅動輪之間后，再穿入透明密封箱中。
【文檔編號】B81C1/00GK105967141SQ201610302455
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月4日
【發明人】李瑞君, 陳晨, 何園濤, 范光照, 程真英
【申請人】合肥工業大學