本发明专利技术涉及精密致动技术领域，具体而言，涉及电控矢量磁场装置及其安装方法。包括样品台，样品台上设置有样品托；磁场控制机构，所述磁场控制机构包括移动部件和驱动所述移动部件做精密直线运动的驱动部件，所述移动部件的端部装载有永磁体，所述永磁体运动方向和极化方向的延长线正交于样品托中心。本发明专利技术通过磁场控制机构控制永磁体在一个方向上的精密致动，精确控制永磁体靠近或者远离样品托上的样品，从而实现精确控制样品的磁场强度。本发明专利技术的电控矢量磁场装置结构紧凑，制动精度高，磁场调控范围大。场调控范围大。场调控范围大。
【技术实现步骤摘要】
一种电控矢量磁场装置及其安装方法
[0001]本专利技术涉及精密致动
，具体而言，涉及精密电控矢量磁场调节装置及其安装方法。
技术介绍
[0002]精密致动是指控制负载沿着指定方向实现纳米级精度运动的技术，一般包括线性致动和转动两种。该技术在精密表面表征，光学定位调整，微纳米加工等领域得到了广泛应用。对于研究电磁场下的表面科学性质，一套集成在扫描探针显微系统扫描探头内部的磁场控制装置就极为必要。一方面，我们需要实现磁场强度和方向的连续精确调控；另一方面，装置本身必须足够紧凑坚固，以适应高抗震性扫描探针系统的基本要求。
[0003]现有室温大气下的磁场调控装置一般采用永磁体转台或者线性平推的方式。目前现存的商业化精密运动控制台体积较大，结构复杂，抗震性较差，无法兼容显微扫描探头内部的有限空间，且无法满足扫描探针技术的高抗震性要求，极大的限制了电磁场环境下的表面科学研究。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提供一种电控矢量磁场装置及其安装方法，以改善上述问题。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：
[0005]一方面，本申请实施例中提供了一种电控矢量磁场装置，包括：样品台、扫描探头和磁场控制机构；所述样品台上设置有样品托；所述扫描探头设置在所述样品托的上方；所述磁场控制机构包括移动部件和驱动所述移动部件做直线运动的驱动部件，所述移动部件的端部设置有永磁体，所述永磁体极化方向和运动方向的延长线正交于样品托中心。
[0006]可选地，所述磁场控制机构包括M个，M为大于0的整数，每个磁场控制机构均与样品台形成35.4度夹角。
[0007]可选地，所述磁场控制机构包括3个，且两相邻的磁场控制机构在样品台上正投影之间的夹角为120度。
[0008]可选地，所述磁场控制机构还包括固定部件，所述固定部件包括第一平面，所述第一平面包括并行设置的第一安装平面和第二安装平面；所述固定部件还包括第三安装平面，所述第三安装平面设置于第一安装平面和第二安装平面之间，且所述第三安装平面与第一平面之间形成35.4度夹角。
[0009]可选地，所述第一安装平面和第二安装平面上均设置有用于与外部框架相连的螺纹孔；所述第三安装平面上设置有用于与驱动部件相连的螺纹孔，所述固定部件通过第三安装平面与驱动部件相连。
[0010]可选地，所述驱动部件包括托槽，所述托槽的截面为梯形；所述托槽内设置有负载棱柱，所述负载棱柱与托槽之间设置有压电陶瓷堆垛，所述压电陶瓷堆垛一端与托槽固定连接，另一端与负载棱柱紧密贴合。
[0011]可选地，所述托槽包括第六安装平面，所述第六安装平面的两端分别设置有第七安装平面和第八安装平面，所述第七安装平面的两端分别设置有第六安装平面和第一延拓面，所述第一延拓面的端部设置有第四安装平面；所述第八安装平面的两端分别设置有第六安装平面和第二延拓面，所述第二延拓面的端部设置有第五安装平面，所述第一延拓面和第二延拓面互相平行，且所述第一延拓面和第二延拓面在空间上均与第六安装平面垂直；所述负载棱柱的外侧设置有第九安装平面、第十安装平面和第十一安装平面；所述第九安装平面的外侧粘接设置有第一蓝宝石片，所述第十安装平面的外侧粘接设置有第二蓝宝石片，所述第十一安装平面外侧粘接设置有第三蓝宝石片；所述第八安装平面和第一蓝宝石片之间设置有第三压电陶瓷堆垛组，所述第七安装平面与第二蓝宝石片之间设置有第一压电陶瓷堆垛组，所述第四安装平面和第五安装平面之间设置有弹性件，所述弹性件一端与第四安装平面相连，另一端与第五安装平面相连；所述弹性件与第三蓝宝石片之间设置有第二压电陶瓷堆垛组。
[0012]可选地，所述弹性件包括两个互相平行的第一弹性件和第二弹性件；所述第二压电陶瓷堆垛组一端固定在第一弹性件上，另一端固定在第二弹性件上；所述第一压电陶瓷堆垛组、第二压电陶瓷堆垛组和第三压电陶瓷堆垛组中，均包括两个极化方向平行的压电陶瓷堆垛，且每个所述压电陶瓷堆垛的两端均设置有蓝宝石片。
[0013]可选地，所述第六安装平面上设置有第一接线台；所述第七安装平面上设置有第二接线台；所述第八安装平面上设置有第三接线台。
[0014]另一方面，本申请实施例中提供了一种电控矢量磁场装置安装方法，该方法包括：将第一压电陶瓷堆垛组通过绝缘胶固定在第七安装平面内侧；将第三压电陶瓷堆垛组通过绝缘胶固定在第八安装平面内侧；将第一蓝宝石片通过绝缘胶固定在第九安装平面，将第二蓝宝石片通过绝缘胶固定在第十安装平面，将第三蓝宝石片通过绝缘胶固定在第十一安装平面；将第一蓝宝石片与第三压电陶瓷堆垛组贴合，将第二蓝宝石片与第一压电陶瓷堆垛组贴合，将第二压电陶瓷堆垛组与第三蓝宝石片贴合，并用螺栓通过改变第一弹性件和第二弹性件的形变程度调节第一压电陶瓷堆垛组与第二蓝宝石片之间的压力、第二压电陶瓷堆垛组与第三蓝宝石片之间的压力以及第三压电陶瓷堆垛组与第一蓝宝石片之间的压力；将带针脚的第一接线台通过螺栓固定到第六安装平面的外侧；将带针脚的第二接线台通过螺栓固定到第七安装平面的外侧；将带针脚的第三接线台通过螺栓固定到第八安装平面的外侧；将固定部件10通过螺栓与托槽相连，通过固定部件的第一安装平面和第二安装平面将电控矢量磁场装置与外部框架固定。
[0015]本专利技术的有益效果为：
[0016]本专利技术通过磁场控制机构控制永磁体在一个方向上的精密制动，精确控制永磁体靠近或者远离样品放置部中的样品，从而实现精确控制样品的磁场强度。本专利技术的电控矢量磁场装置结构紧凑，制动精度高，移动范围大。
[0017]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术实施例了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0019]图1为本专利技术实施例中所述的一种电控矢量磁场装置安装结构示意图；
[0020]图2为本专利技术实施例中所述的磁场控制机构结构示意图；
[0021]图3为本专利技术实施例中所述的磁场控制机构另一方向的结构示意图；
[0022]图4为本专利技术实施例中所述的磁场控制机构主视示意图；
[0023]图5为本专利技术实施例中所述的磁场控制机构仰视示意图；
[0024]图6为本专利技术实施例中所述的锯齿形电压波形图。
[0025]图中标记：1、磁场控制机构；2、样品台；3、样品托；10、固定部件；20、驱动部件；30、移动部件；101、第一安装平面；102、第二安装平面；103、第三安装平面；201、第一弹性件；202、第一压电陶瓷堆垛组；203、第二压电陶瓷堆垛组；204、第三压电陶瓷堆垛组；205本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电控矢量磁场装置，其特征在于，包括：样品台(2)，所述样品台(2)上设置有样品托(3)；扫描探头，所述扫描探头设置在所述样品托(3)的上方；以及磁场控制机构(1)，所述磁场控制机构(1)包括移动部件(30)和驱动所述移动部件(30)做直线运动的驱动部件(20)，所述移动部件(30)的端部设置有永磁体(302)，所述永磁体(302)极化方向和运动方向的延长线正交于所述样品托(3)中心。2.根据权利要求1所述的电控矢量磁场装置，其特征在于：所述磁场控制机构(1)包括M个，M为大于0的整数，每个磁场控制机构(1)均与样品台(2)形成35.4度夹角。3.根据权利要求2所述的电控矢量磁场装置，其特征在于：所述磁场控制机构(1)包括3个，且两相邻的磁场控制机构(1)在样品台(2)上正投影之间的夹角为120度。4.根据权利要求1所述的电控矢量磁场装置，其特征在于:所述磁场控制机构(1)还包括固定部件(10)，所述固定部件(10)包括第一平面，所述第一平面包括并行设置的第一安装平面(101)和第二安装平面(102)；所述固定部件(10)还包括第三安装平面(103)，所述第三安装平面(103)设置于第一安装平面(101)和第二安装平面(102)之间，且所述第三安装平面(103)与第一平面之间形成35.4度夹角。5.根据权利要求4所述的电控矢量磁场装置，其特征在于：所述第一安装平面(101)和第二安装平面(102)上均设置有用于与外部框架相连的螺纹孔；所述第三安装平面(103)上设置有用于与驱动部件(20)相连的螺纹孔，所述固定部件(10)通过第三安装平面(103)与驱动部件(20)相连。6.根据权利要求1所述的电控矢量磁场装置，其特征在于：所述驱动部件(20)包括托槽(215)，所述托槽(215)的截面为梯形；所述托槽(215)内设置有负载棱柱(301)，所述负载棱柱(301)与托槽(215)之间设置有压电陶瓷堆垛，所述压电陶瓷堆垛一端与托槽(215)固定连接，另一端与负载棱柱(301)紧密贴合。7.根据权利要求6所述的电控矢量磁场装置，其特征在于：所述托槽(215)包括第六安装平面(212)，所述第六安装平面(212)的两端分别设置有第七安装平面(213)和第八安装平面(214)；所述第七安装平面(213)的两端分别设置有第六安装平面和第一延拓面，所述第一延拓面的端部设置有第四安装平面(206)；所述第八安装平面(214)的两端分别设置有第六安装平面和第二延拓面，所述第二延拓面的端部设置有第五安装平面(207)，所述第一延拓面和第二延拓面互相平行，且所述第一延拓面和第二延拓面在空间上均与第六安装平面(212)垂直；所述负载棱柱(301)的外侧设置有第九安装平面(303)、第十安装平面(304)和第十一安装平面(305)；所述第九安装平面(303)的外侧粘接设置有第一蓝宝石片(...
【专利技术属性】
技术研发人员：边珂，郑闻天，江颖，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：
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