一种集成化原子力显微镜探针保存运输与清洗装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于原子力显微镜探针的保存与清洗领域，具体为一种集成化原子力显微镜探针保存运输与清洗装置，由探针安装单元、总装盒和清洗模块组成。凝胶卡带采用磁吸附方式将探针安装固定于凝胶卡块的卡槽中，凝胶卡块固定探针并安装于单元框中组成探针安装单元。探针安装单元呈行列并列摆放安置于总装盒中方便探针的保存与运输。探针由凝胶卡带固定于凝胶卡块，凝胶卡带夹住探针基座两侧，可以通过易于夹持的凝胶卡带完成探针的安装，避免了探针安装存在的损坏可能性。探针安装单元可以安置于清洗模块中央，采用超声对探针进行清洗，并且凝胶卡块设计有保护卡槽，保护探针的悬臂，提高清洗质量保障安全性。具有安全性高，通用性强，方便高效的特点。

An Integrated Atomic Force Microscope Probe Preservation, Transportation and Cleaning Device

The invention belongs to the field of preservation and cleaning of atomic force microscopy probes, in particular to an integrated device for preservation, transportation and cleaning of atomic force microscopy probes, which consists of a probe installation unit, a general packing box and a cleaning module. The gel cassette is fixed in the card slot of the gel block by magnetic adsorption method, the gel blocks are fixed and the probe is fixed, and the probe is installed in the cell frame to form the probe installation unit. Probe mounting units are arranged side by side in the assembly box to facilitate the storage and transportation of probes. The probe is fixed on the gel block by the gel tape, the gel clip is clamped on both sides of the probe base, and the installation of the probe can be accomplished by easy clamping of the gel tape, thereby avoiding the possibility of damage caused by the installation of the probe. The probe installation unit can be placed in the center of the cleaning module, and the ultrasonic probe is used for cleaning. The gel block is designed with a protective slot to protect the cantilever of the probe, thereby improving the cleaning quality and ensuring the safety. It has the characteristics of high security, strong versatility, convenience and high efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种集成化原子力显微镜探针保存运输与清洗装置
本专利技术属于原子力显微镜探针的保存与清洗领域，具体为一种集成化原子力显微镜探针保存运输与清洗装置。
技术介绍
原子力显微镜由于其具有易操作，样品制备简单，高分辨率等优点已得到广泛的运用，已成为纳米科学、微纳加工领域必备的一种精密仪器。由于原子力显微镜采用的探针其探针尖端仅为数个原子，其悬臂仅为数微米，在保存运输的过程中很容易损坏，并且每个探针约为几十美元，合理的保存运输方式需要进一步完善。如EP2237051专利所述的一种用于储存和运输原子力显微镜探针的液体密封容器，其设有供探针固定的凸凹槽，凸凹槽采用上部盖子进行密封保护，此种保存运输方式成本高，且不方便批量化保存与运输，采用的液体密封方式在大幅度剧烈抖动下易对探针的悬臂造成伤害。另一方面原子力显微镜的探针在工作的过程中易被脏物所污染，如何对探针进行高效清理，并且在安置探针前最好对探针进行清洗。目前有效的清除针尖污染物的方法，有采用针尖挤压聚丙烯膜，利用有机膜的表面特性将污染物去除，例如US6353221专利所述的在实验舱中通过探针在旁边的清理介质上完成清理。此种方法需要探针具备很高的位移精度需要在实验舱中进行，稍有不慎将会损坏探针。另外CN1978073专利也展示了一种原子力显微镜针尖清洗方法及装置，其采用环形底座开有多个凹槽固定探针，随后用超声清洗。此种方式虽然采用了低频清洗，但没有对悬臂进行特殊保护，在清洗时仍会对探针造成伤害，导致其测量精度下降。为此需要一种在保护探针悬臂的情况下高效清洗针尖的方式。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了实现原子力显微镜探针的安全保存与运输，并实现探针在保护下的清洗。本专利技术巧妙的采用凝胶卡块与凝胶卡带磁吸附配合的方式完成了探针的固定，并采用凝胶卡带卡住探针的方式，通过直接安装凝胶卡带的方式完成探针的定位安装，提高了探针安装的安全性。另一方面，凝胶卡块与单元框之间可以发生相对位移，在清洗盒子中心的中央凸起与四周凸环的配合下，将凝胶卡块顶起，让探针的针尖得以充分清洗，并由凝胶卡块的悬臂槽包围探针的悬臂进行保护。为了达到上述目的，本专利技术实现目的所采用的技术方案为：一种集成化原子力显微镜探针保存运输与清洗装置，包括探针安装单元、总装盒和清洗模块，总装盒包括总装盒子和总装盖子，探针安装单元呈行列依次排列装入总装盒子后封上总装盖子，实现批量化保存与运输；探针安装单元包括单元框、用于盖在单元框上的单元盖、凝胶卡块、凝胶卡带和磁铁，单元框中间固定有楔形凝胶卡块，凝胶卡块的斜面上下两端分别设有探针上卡位块和探针下卡位块，探针上卡位块上设有悬臂槽，凝胶卡块的斜面左右两侧分别设有扣槽和位于扣槽内的磁铁下卡槽，磁铁下卡槽中分别安装有磁铁，凝胶卡带两端下表面都设有内扣，且内扣上分别安装有磁铁，安装时，探针的探针基座下底部抵住凝胶卡块的探针下卡位块，探针基座上两侧肩部抵住凝胶卡块的探针上卡位块，探针的悬臂与针尖卡在悬臂槽中，针尖朝上且露出悬臂槽，凝胶卡带两端的磁铁与凝胶卡块两端磁铁下卡槽中的磁铁吸附，使得凝胶卡带将探针压在凝胶卡块的斜面上，凝胶卡带两端内扣卡在凝胶卡块两侧的扣槽中；清洗模块包括清洗盒子、清洗盖子和超声发生器；清洗盒子内设置有凸环，凸环中间设有中央凸起，超声发生器设置在凸环外部，清洗时，在清洗盒子中倒入清洗液，将探针安装单元去除单元盖后，放置于清洗盒子的中心处，对准中央凸起按下，使得凝胶卡块带着探针升起，并保持悬臂始终卡在悬臂槽中，然后进行超声波清洗。本专利技术的一种集成化原子力显微镜探针保存运输与清洗装置及其使用方法的工作方法，具体是：1、探针的保存运输实现：将探针通过凝胶卡带于凝胶卡块配合固定于单元框中，完成单个探针的安装具有防震，稳定固定等效果；将探针安装单元行列依次排列安装于总装盒内，方便大批量的运输和保存。2、探针的清洗实现：在清洗盒子中倒入配置好的清洗液，将探针安装单元去除单元盖，对准清洗盒子中心的中央凸起和四周凸环，缓缓按下，将探针安装单元的凝胶卡块升起。盖上清洗盖子，开启超声发生器，进行低频清洗。本专利技术较现有技术所具有的特点和有益效果主要是：1、本专利技术巧妙的采用了凝胶卡块与凝胶卡带配合固定探针的方式，在安装的同时具有防震作用。2、本专利技术采用的凝胶卡带两端卡住探针，可以通过镊子夹住凝胶卡带放置探针座的方式实现探针的安全安装，放置到探针安装位置后，将凝胶卡带两边外展松开探针，方便了探针的安装，并提高了探针安装的安全性，3、本专利技术设计的凝胶卡块设有探针上下卡位以及悬臂槽，可以在清洗时对探针的悬臂进行有效保护，由于清洗液的超声振荡方向主要为前后方向，悬臂前后位移方向为凝胶卡块的悬臂槽，减小了清洗液在悬臂上的流动，重点清洗针尖，实现了高效、安全清洗。附图说明图1为本专利技术的一种集成化原子力显微镜探针保存运输与清洗装置及其使用方法批量化安装示意图。图2为探针安装单元等轴测视图。图3为探针安装单元主视图。图4为探针安装单元俯视图。图5为图3的A-A剖视图。图6为凝胶卡块的等轴侧视图。图7为凝胶卡带于探针的夹取安装示意图。图8为清洗情况下的探针安装单元等轴侧视图。图9为清洗情况下的探针安装单元主视图。图10为图9的A-A剖视图。图中：1-探针安装单元；2-总装盒；3-清洗模块。1-1-单元框；1-2-单元盖；1-3-凝胶卡块；1-4-探针；1-5-凝胶卡带；1-6-磁铁。1-3-1-悬臂槽；1-3-2-探针上卡位块；1-3-3-探针下卡位块；1-3-4-扣槽；1-3-5-磁铁下卡槽。1-4-1-针尖；1-4-2-悬臂；1-4-3-探针基座。2-1-总装盒子；2-2-总装盖子。3-1-清洗盒子；3-2-清洗盖子；3-3-超声发生器；3-4-清洗液，3-1-1-中央凸起；3-1-2-凸环。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术保护范围不限于下述实施例，凡采用等同替换或等效变换形式获得的技术方案，均在本专利技术保护范围之内。如附图1所示，为本专利技术的一种集成化原子力显微镜探针保存运输与清洗装置及其使用方法批量化安装示意图。通过探针安装单元1呈行列依次排列装入总装盒子2-1后封上总装盖子2-2，可以实现批量化保存与运输，例如总装盒子2-1可以保存5x10个探针安装单元。如附图2至附图5所示为探针安装单元1。探针安装单元1包括单元框1-1、单元盖1-2、凝胶卡块1-3、探针1-4、凝胶卡带1-5和磁铁1-6。单元框1-1中间安装有楔形凝胶卡块1-3。如附图6所示，凝胶卡块1-3的斜面上下两端分别设有探针上卡位块1-3-2和探针下卡位块1-3-3，探针上卡位块1-3-2上设有悬臂槽1-3-1，凝胶卡块1-3的斜面左右两侧分别设有扣槽1-3-4和位于扣槽1-3-4内的磁铁下卡槽1-3-5，磁铁下卡槽1-3-5中分别安装有磁铁1-6。探针的探针基座1-4-3下底部抵住凝胶卡块1-3的探针下卡位块1-3-3，探针的探针基座1-4-3上两侧肩部抵住凝胶卡块1-3的探针上卡位块1-3-2，探针的悬臂1-4-2与其向上放置的针尖1-4-1卡在凝胶卡块1-3的悬臂槽1-3-1中。所述凝胶卡带1-5两端下表面分别安装有磁铁1-6，其与凝胶卡带1-5两端吸附，使得凝胶卡带1-5将探本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成化原子力显微镜探针保存运输与清洗装置，其特征在于包括探针安装单元（1）、总装盒（2）和清洗模块（3），总装盒（2）包括总装盒子（2‑1）和总装盖子（2‑2），探针安装单元（1）呈行列依次排列装入总装盒子（2‑1）后封上总装盖子（2‑2），实现批量化保存与运输；探针安装单元（1）包括单元框（1‑1）、用于盖在单元框上的单元盖（1‑2）、凝胶卡块（1‑3）、凝胶卡带（1‑5）和磁铁（1‑6），单元框（1‑1）中间固定有楔形凝胶卡块（1‑3），凝胶卡块（1‑3）的斜面上下两端分别设有探针上卡位块（1‑3‑2）和探针下卡位块（1‑3‑3），探针上卡位块（1‑3‑2）上设有悬臂槽（1‑3‑1），凝胶卡块（1‑3）的斜面左右两侧分别设有扣槽（1‑3‑4）和位于扣槽（1‑3‑4）内的磁铁下卡槽（1‑3‑5），磁铁下卡槽（1‑3‑5）中分别安装有磁铁（1‑6），凝胶卡带（1‑5）两端下表面都设有内扣，且内扣上分别安装有磁铁（1‑6），安装时，探针的探针基座（1‑4‑3）下底部抵住凝胶卡块（1‑3）的探针下卡位块（1‑3‑3），探针基座（1‑4‑3）上两侧肩部抵住凝胶卡块（1‑3）的探针上卡位块（1‑3‑2），探针的悬臂（1‑4‑2）与针尖（1‑4‑1）卡在悬臂槽（1‑3‑1）中，针尖（1‑4‑1）朝上且露出悬臂槽（1‑3‑1），凝胶卡带（1‑5）两端的磁铁与凝胶卡块（1‑3）两端磁铁下卡槽（1‑3‑5）中的磁铁吸附，使得凝胶卡带（1‑5）将探针（1‑4）压在凝胶卡块（1‑3）的斜面上，凝胶卡带（1‑5）两端内扣卡在凝胶卡块（1‑3）两侧的扣槽（1‑3‑4）中；清洗模块（3）包括清洗盒子（3‑1）、清洗盖子（3‑2）和超声发生器（3‑3）；清洗盒子（3‑1）内设置有凸环（3‑1‑2），凸环（3‑1‑2）中间设有中央凸起（3‑1‑1），超声发生器（3‑3）设置在凸环（3‑1‑2）外部，清洗时，在清洗盒子（3‑1）中倒入清洗液（3‑4），将探针安装单元（1）去除单元盖（1‑2）后，放置于清洗盒子（3‑1）的中心处，对准中央凸起（3‑1‑1）按下，使得凝胶卡块（1‑3）带着探针（1‑4）升起，并保持悬臂（1‑4‑2）始终卡在悬臂槽（1‑3‑1）中，然后进行超声波清洗。...

【技术特征摘要】
1.一种集成化原子力显微镜探针保存运输与清洗装置，其特征在于包括探针安装单元（1）、总装盒（2）和清洗模块（3），总装盒（2）包括总装盒子（2-1）和总装盖子（2-2），探针安装单元（1）呈行列依次排列装入总装盒子（2-1）后封上总装盖子（2-2），实现批量化保存与运输；探针安装单元（1）包括单元框（1-1）、用于盖在单元框上的单元盖（1-2）、凝胶卡块（1-3）、凝胶卡带（1-5）和磁铁（1-6），单元框（1-1）中间固定有楔形凝胶卡块（1-3），凝胶卡块（1-3）的斜面上下两端分别设有探针上卡位块（1-3-2）和探针下卡位块（1-3-3），探针上卡位块（1-3-2）上设有悬臂槽（1-3-1），凝胶卡块（1-3）的斜面左右两侧分别设有扣槽（1-3-4）和位于扣槽（1-3-4）内的磁铁下卡槽（1-3-5），磁铁下卡槽（1-3-5）中分别安装有磁铁（1-6），凝胶卡带（1-5）两端下表面都设有内扣，且内扣上分别安装有磁铁（1-6），安装时，探针的探针基座（1-4-3）下底部抵住凝胶卡块（1-3）的探针下卡位块（1-3-3），探针基座...

【专利技术属性】
技术研发人员：马宗敏，刘俊，张晓明，唐军，吴斌，魏久焱，武兴盛，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西,14