精密宽范围扫描隧道显微技术气胎隔振装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术为一种亚纳米精度级大型宽范围ＳＴＭ气胎隔振装置。在下层气垫的上面安置压重块与合成橡胶缓冲垫交替叠成的配重叠层，在配重叠层的上面安置叠层－合成橡胶缓冲层和屏蔽箱，在叠层－合成橡胶缓冲层的上面再安置上层气垫和ＳＴＭ工作台。本实用新型专利技术所述的技术具有良好的隔振效果，可解决大质量高精密仪器的亚纳米级的隔振问题，适用于在大气条件下进行纳米级精度的检测和加工，且方式简便，造价低廉。（*该技术在2003年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于纳诺技术中精密仪器的高精度隔振装置，为一种亚纳米精度级大型宽范围扫描隧道显微技术(以下简称“STM”)气胎隔振系统。由于扫描隧道显微技术(STM)要求在极其精密的环境下工作，其测量精度达A级，而振动是影响测量的主要原因，通常要求达到亚纳米级的隔振效果。国际上目前常用的隔振方法是采用叠层－合成橡胶缓冲垫与空气工作台的组合来实现，而国内也有采用空气工作台＋叠层＋悬挂弹簧的方法来实现，其系统的频响达6Hz。这种方法由于采用了内悬挂弹簧，只能适用于主体尺寸小巧的STM，其不足之处在于仪器不便在隔振系统上调整和操作。对于宽范围的大型STM工作台的隔振，日本采用空气工作台来解决，纵向分辨率精度达4纳米，由于采用空气工作台，其价格往往较为昂贵，且单靠其隔振，效果不是太佳。本技术的目的是，针对超精、微细零件表面的测量和加工用的大型STM工作台或其它超精密仪器的隔振技术中存在的不足之处，寻求一种比较简单、价格便宜的高精度隔振系统和装置，使其具有隔振和电、磁、声、屏蔽的功能，并能解决大型精密工作台的隔振问题。本技术主要由上、下层气垫、配重叠层、叠层－合成橡胶缓冲层、屏蔽箱等组成。在隔振系统的下层是下层气垫1，在下层气垫1的周围可用防护垫2，在下层气垫1的上面有配重叠层缓冲器3，所说的配重叠层缓冲器3可以由水泥预制板或铁块制成的压重块4加合成橡胶缓冲垫5交替叠成；在配重叠层缓冲器3的上面还有叠层－合成橡胶缓冲层6和上层气垫7，叠层－合成橡胶缓冲层6是由金属板8加合成橡胶缓冲垫5′交替叠成；上层气垫7安置在叠层缓冲层6的上面，在配重叠层缓冲器3与叠层－合成橡胶缓冲垫6之间还可加有中层气垫9，或在屏蔽箱10与叠层－合成橡胶缓冲层6的任何一层之间加有中层气垫9；STM工作台11安置在上层气垫7的上面，在STM工作台11外罩有屏蔽箱10，所说的屏蔽箱10内可以包含有全部的叠层－合成橡胶缓冲层6和STM工作台11，也可以只包含部分叠层－合成橡胶缓冲层6和STM工作台。本技术所述的隔振装置基于软垫隔振和二级隔振的原理，可使系统的固有频率远低于外界振动的频率，使之具有有效的隔振效果，可解决大型工作台的隔振问题。下层气垫的作用在于可降低整体的固有频率，隔离大部份外界的振动；而其配重叠层缓冲器，则利用了橡胶垫阻尼较大，且配重质量较大的特点，通过逐层隔振，可隔离和衰减十几至几十Hz的外界振动能量。上层气垫的作用在于进一步降低包括仪器工作台主体为质量的子系统的固有频率，和进一步衰减和隔离通过叠层缓冲器所剩余的低频微弱的振动。总的来说，本技术所述的系统装置，不仅可解决大质量高精密仪器(例如大型宽范围STM)的亚纳米级的隔振问题，而且方式简便，造价低廉，可适用于一般实验室在大气条件下进行纳米级精度的检测和加工。通过对宽范围大型STM系统的隧道电压作频谱分析，本系统的固有频率可达0.9～1.7Hz，隧道电压纹波可稳定在0.4％内，振幅可达0.01纳米，可在工作台上直接平稳地操作和测量。附附图说明图1叠层－合成橡胶缓冲层安置在屏蔽箱内的隔振装置示意图；附图2叠层－合成橡胶缓冲层安置在屏蔽箱下的隔振装置示意图。附图3在屏蔽箱下加有中层气垫的隔振装置示意图。以下结合附图进一步描述本技术所述的隔振装置的实施方案。在下层气垫1上有由一套或一套以上的压重块4和合成橡胶缓冲垫5交替叠成的配重叠层缓冲器3，在所说的配重叠层缓冲器3上安置屏蔽箱10，在屏蔽箱10内安置有由一套或一套以上的金属板8和合成橡胶缓冲垫5′交替叠成的叠层－合成橡胶缓冲层6，在缓冲层6的上面安置有上层气垫7，上层气垫7的上面安置STM工作台11，(如图1所示)。附图2所示的实施例与附图1所示的实施例所不同之处在于，其屏蔽箱10是安置在所说的缓冲层6之间，即在屏蔽箱10下面和内部均有由一套或一套以上的金属板8和合成橡胶缓冲垫5′交替叠成的缓冲层6；同样也可以按本技术所述的技术构成要点，将屏蔽箱10安置在所说的缓冲层6的上面。附图3所示的实施例是在附图1和附图2所说的实施例基础之上，在配重叠层缓冲器3与叠层－合成橡胶缓冲层6之间；或者在配重叠层缓冲器3与屏蔽箱10之间；或者在叠层－合成橡缓冲层6与屏蔽箱10之间加有中层气垫9，该中层气垫9也可以加在缓冲器3或者缓冲层6的任何一层之间。本技术中所说的安置在压重块4或金属板8之间的合成橡胶缓冲垫5和／或5′，其每一套中的橡胶缓冲垫5和／或5′可以由一层或一层以上的橡胶圈串接而成。所说的上层气垫7可由一个或一个以上的气垫串接而成。所说的串接为上下叠放。所说的上层气垫7和／或下层气垫1可以用车内胎代替。在所说的下层气垫1的周围可以设置防护垫2。权利要求1.一种精密宽范围扫描隧道显微技术(STM)气胎隔振装置，主要由气垫、压重块、金属板、合橡胶缓冲垫、屏蔽箱等组成，其特征在于，在下层气垫上面有配重叠层缓冲器，在配重叠层缓冲器的上面有叠层-合成橡胶缓冲层和屏蔽箱，在叠层-合成橡胶缓冲层的上面有上层气垫，在上层气垫的上面安置STM工作台。2.按照权利要求1所说的隔振装置，其特征在于，所说的配重叠层缓冲器是由一套或一套以上的压重块和合成橡胶缓冲垫交替叠成；所说的叠层一合成橡胶缓冲层是由一套或一套以上的金属板和合成橡胶缓冲垫交替叠成。3.按照权利要求2所说的隔振装置，其特征在于，所说的屏蔽箱安置在配重叠层缓冲器的上面，所说的叠层－合成橡胶缓冲层和STM工作台均安置在屏蔽箱内。4.按照权利要求2所说的隔振装置，其特征在于，所说的屏蔽箱安置在所说的叠层－合成橡胶缓冲层之间，使在屏蔽箱的下面和内部均有一套或一套以上的金属板和合成橡胶缓冲层交替叠成的缓冲层。5.按照权利要求2所说的隔振装置，其特征在于，所说的屏蔽箱安置在所说的叠层－合成橡胶缓冲层上面。6.按照权利要求3、4、5所说的隔振装置，其特征在于，在配重叠层缓冲器与叠层－合成橡胶缓冲层之间；或者在配重叠层缓冲器与屏蔽箱之间；或者在叠层－合成橡胶缓冲层与屏蔽箱之间；或者在任何一层配重缓冲器之间；或者在任何一层叠成－合成橡胶缓冲层之间加有中层气垫。7.按照权利要求3、4、5所说的隔振装置，其特征在于，安置在所说的压重块或金属板之间的合成橡胶缓冲垫，其每一套橡胶缓冲垫可以由一层或一层以上的橡胶圈串接而成。8.按照权利要求3、4、5所说的隔振系统，其特征在于，所说的上层气垫可以由一个或一个以上的气垫串接而成。9.按照权利要求8所说的隔振系统，其特征在于，上层气垫和／或下层气垫可以用车内胎代替。10.按照权利要求3、4、5所说的隔振系统，其特征在于，在所说的下层气垫的周围可以设置防护垫。专利摘要本技术为一种亚纳米精度级大型宽范围STM气胎隔振装置。在下层气垫的上面安置压重块与合成橡胶缓冲垫交替叠成的配重叠层，在配重叠层的上面安置叠层-合成橡胶缓冲层和屏蔽箱，在叠层-合成橡胶缓冲层的上面再安置上层气垫和STM工作台。本技术所述的技术具有良好的隔振效果，可解决大质量高精密仪器的亚纳米级的隔振问题，适用于在大气条件下进行纳米级精度的检测和加工，且方式简便，造价低廉。文档编号G01B9/04GK2171105SQ9321589公开日1994年7月6日 申请日期19本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精密宽范围扫描隧道显微技术（ＳＴＭ）气胎隔振装置，主要由气垫、压重块、金属板、合橡胶缓冲垫、屏蔽箱等组成，其特征在于，在下层气垫上面有配重叠层缓冲器，在配重叠层缓冲器的上面有叠层－合成橡胶缓冲层和屏蔽箱，在叠层－合成橡胶缓冲层的上面有上层气垫，在上层气垫的上面安置ＳＴＭ工作台。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张鸿海，李尚平，孙桂静，熊良山，张华书，江福祥，师汉民，陈日曜，
申请(专利权)人：华中理工大学，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]