[go: up one dir, main page]

RU2255321C1 - A coordinate table - Google Patents

A coordinate table Download PDF

Info

Publication number
RU2255321C1
RU2255321C1 RU2003131621/12A RU2003131621A RU2255321C1 RU 2255321 C1 RU2255321 C1 RU 2255321C1 RU 2003131621/12 A RU2003131621/12 A RU 2003131621/12A RU 2003131621 A RU2003131621 A RU 2003131621A RU 2255321 C1 RU2255321 C1 RU 2255321C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carriage
drives
platform
spherical
spring
Prior art date
Application number
RU2003131621/12A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003131621A (en
Inventor
В.А. Быков (RU)
В.А. Быков
ев А.В. Бел (RU)
А.В. Беляев
В.В. Жижимонтов (RU)
В.В. Жижимонтов
С.А. Саунин (RU)
С.А. Саунин
В.А. Сафонов (RU)
В.А. Сафонов
Original Assignee
Зао "Нт-Мдт"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Зао "Нт-Мдт" filed Critical Зао "Нт-Мдт"
Priority to RU2003131621/12A priority Critical patent/RU2255321C1/en
Publication of RU2003131621A publication Critical patent/RU2003131621A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2255321C1 publication Critical patent/RU2255321C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Switches With Compound Operations (AREA)

Abstract

FIELD: the invention refers to arrangements for micro displacement of an object on the plane according to two coordinates namely for displacement of samples, sample holders and other elements in scanning probing microscopy.
SUBSTANCE: the coordinate table has a platform on which a carriage with foundation is installed, the first and the second drives are fixed correspondently according to the first and the second coordinates and also the first and the second spring supports located opposite the corresponding drives. At that the drives and spring supports are mated with the carriage. The first and the second drives are fulfilled in the shape of the first and the second microscrews holding ball pushers and mated with the first and the second nuts fixed on the platform. The first spring support has fixed between themselves the first and the second bodies with spherical stay plane each. The second spring support holds the third body also with spherical stay plane. The first and the second spring supports are installed on the platform with possibility of holding-down to the carriage. The carriage is located at the platform with possibility of two coordinates displacement along it and with possibility of interaction with the ball pushers of the first and of the second drives and with spherical stay planes of the first and the second-spring supports. The places of interaction of the carriage with the ball pushers of the first and of the second drives and with spherical stay planes of the first and of the second drives and the spherical stay planes of the first and the second spring supports are fulfilled in the shape pf plain surfaces located at angles less than 90є relatively to the foundation of the carriage.
EFFECT: provides displacement of samples in wide range according to two coordinates with possibility of quick replacement of samples at firm fixing them to the carriage.
7 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к нанотехнологии, а более конкретно к устройствам, обеспечивающим микроперемещения объекта в плоскости по двум координатам (X, Y). Например, устройство может быть использовано для перемещения образцов, держателей образцов и других элементов в сканирующей зондовой микроскопии.The invention relates to nanotechnology, and more particularly to devices that provide micro-movement of an object in a plane in two coordinates (X, Y). For example, the device can be used to move samples, sample holders, and other elements in scanning probe microscopy.

Известен координатный стол, состоящий из основания, каретки и направляющих с роликами, расположенных вдоль координат X, Y [1].Known coordinate table, consisting of a base, carriage and guides with rollers located along the coordinates X, Y [1].

Первый недостаток указанного устройства заключается в невозможности быстрого снятия каретки с платформы, что затрудняет замену образца. Второй недостаток связан со сложностью конструкции направляющих с роликами, что не позволяет создать компактное устройство.The first disadvantage of this device is the inability to quickly remove the carriage from the platform, which makes it difficult to replace the sample. The second disadvantage is associated with the complexity of the design of the guides with rollers, which does not allow to create a compact device.

Известен координатный стол, где платформа и каретка выполнены в виде одной детали, а направляющими являются тонкие перемычки в виде плоских пружин [2].Known coordinate table, where the platform and the carriage are made in one piece, and the guides are thin jumpers in the form of flat springs [2].

Недостатками указанного устройства являются невозможность снятия каретки с платформы и малый ход координатного стола.The disadvantages of this device are the inability to remove the carriage from the platform and the small stroke of the coordinate table.

Известен также координатный стол, содержащий платформу, на которой посредством четырех плоских пружин закреплена первая каретка с возможностью перемещения по координате X. Внутри первой каретки, также с помощью четырех плоских пружин, закреплена вторая каретка, с возможностью перемещения по координате Y, перпендикулярной координате X. Первая и вторая каретки расположены с возможностью взаимодействия с первым и вторым пьезоприводами, закрепленными на платформе координатного стола. Положения кареток зафиксированы первым и вторым пружинными упорами, также закрепленными на платформе [3].There is also known a coordinate table containing a platform on which the first carriage is fixed by means of four flat springs with the ability to move along the X coordinate. Inside the first carriage, also by means of four flat springs, a second carriage is fixed, with the ability to move along the Y coordinate, perpendicular to the X coordinate. The first and second carriages are arranged to interact with the first and second piezo drives mounted on the platform of the coordinate table. The positions of the carriages are fixed by the first and second spring stops, also fixed on the platform [3].

Первым недостатком указанного устройства является малый ход кареток координатного стола, связанный с использованием пьезоприводов. Второй недостаток заключается в невозможности снятия кареток, например, для замены образца, что бывает необходимым при использовании координатного стола в сложных технологических устройствах, например, в сканирующих зондовых микроскопах (СЗМ).The first disadvantage of this device is the small stroke of the carriages of the coordinate table associated with the use of piezo drives. The second drawback is the inability to remove the carriages, for example, to replace the sample, which is necessary when using the coordinate table in complex technological devices, for example, in scanning probe microscopes (SPM).

Указанное устройство выбрано в качестве прототипа предложенного решения.The specified device is selected as a prototype of the proposed solution.

Задачей изобретения является создание координатного стола, позволяющего использовать его, например, в зондовой микроскопии для перемещения образцов в широком диапазоне по двум координатам, с возможностью быстрой замены образцов при жестком креплении их к каретке.The objective of the invention is the creation of a coordinate table that allows you to use it, for example, in probe microscopy to move samples in a wide range along two coordinates, with the possibility of quick replacement of samples with their rigid attachment to the carriage.

Технический результат изобретения заключается в увеличении диапазона координатного стола.The technical result of the invention is to increase the range of the coordinate table.

Указанный технический результат достигается в координатном столе, содержащем платформу, на которой установлена каретка с основанием, закреплены первый и второй приводы соответственно по первой и второй координатам, а также первый и второй пружинные упоры, расположенные напротив соответствующих приводов, сопряженные с кареткой, первый и второй приводы выполнены в виде первого и второго микровинтов, содержащих шаровые толкатели и сопряженных с первой и второй гайками, закрепленными на платформе, первый пружинный упор содержит скрепленные между собой первый и второй корпуса со сферической упорной поверхностью каждый, второй пружинный упор содержит третий корпус также со сферической упорной поверхностью, при этом первый и второй пружинные упоры установлены на платформе с возможностью прижима к каретке, каретка расположена на платформе с возможностью двухкоординатного перемещения по ней и с возможностью взаимодействия с шаровыми толкателями первого и второго приводов и со сферическими упорными поверхностями первого и второго пружинных упоров, места взаимодействия каретки с шаровыми толкателями первого и второго приводов и сферическими упорными поверхностями первого и второго пружинных упоров выполнены в виде гладких поверхностей, расположенных под углами, меньшими 90° к основанию каретки.The specified technical result is achieved in the coordinate table containing the platform on which the carriage with the base is mounted, the first and second drives are fixed in the first and second coordinates, respectively, as well as the first and second spring stops located opposite the respective drives, paired with the carriage, the first and second the drives are made in the form of the first and second microscrews containing ball pushers and mated with the first and second nuts fixed on the platform, the first spring stop contains a fastened each other, the first and second case with a spherical stop surface each, the second spring stop contains a third case also with a spherical stop surface, while the first and second spring stops are mounted on the platform with the possibility of clamping to the carriage, the carriage is located on the platform with the possibility of two-axis movement along it and with the possibility of interaction with ball pushers of the first and second drives and with spherical thrust surfaces of the first and second spring stops, the places of interaction to Roethke with ball pushers of the first and second actuators and spherical abutment surfaces of the first and second spring stops are formed as smooth surfaces disposed at angles smaller than 90 ° to the base of the carriage.

Существует вариант, в котором первый и второй корпуса первого пружинного упора выполнены в виде первого и второго рычагов, третий корпус второго пружинного упора выполнен в виде третьего рычага, при этом рычаги установлены с возможностью вращения относительно платформы, откидывания и освобождения каретки.There is an option in which the first and second bodies of the first spring stop are made in the form of the first and second levers, the third body of the second spring stop is made in the form of a third lever, while the levers are mounted for rotation relative to the platform, tilting and releasing the carriage.

Существует также вариант, где в основании каретки закреплены три сферические опоры, на которые она установлена на платформе.There is also an option where three spherical supports are fixed at the base of the carriage on which it is mounted on the platform.

Существуют также варианты, в которых гладкие поверхности каретки образованы накладками из твердого материала, а углы α гладких поверхностей каретки в местах их взаимодействия со сферическими поверхностями первого и второго пружинных упоров меньше углов β в местах их взаимодействия с шаровыми толкателями первого и второго приводов.There are also options in which the smooth surfaces of the carriage are formed by overlays of solid material, and the angles α of the smooth surfaces of the carriage at the points of their interaction with the spherical surfaces of the first and second spring stops are smaller than the angles β at the points of their interaction with the ball pushers of the first and second drives.

В некоторых случаях, для особо прецизионного перемещения образцов, например, в зондовой микроскопии, целесообразно выполнение микровинтов и гаек первого и второго приводов с разнонаправленной резьбой.In some cases, for particularly precise movement of samples, for example, in probe microscopy, it is advisable to make microscrews and nuts of the first and second drives with multidirectional threads.

На фиг.1 и 2 изображены вид координатного стола сбоку и сверху. На фиг. 3 изображен вариант использования координатного стола в составе СЗМ.Figure 1 and 2 shows a view of the coordinate table side and top. In FIG. Figure 3 shows the option of using the coordinate table as part of the SPM.

Координатный стол содержит платформу 1, на которой закреплены первый 2 и второй 3 приводы, соответственно по первой (X) и второй (Y) координатам, перпендикулярным друг другу. Приводы 2 и 3 выполнены в виде первого 4 и второго 5 микровинтов, содержащих шаровые толкатели 6 и сопряженных с первой 7 и второй 8 гайками, закрепленными на платформе 1. Также на платформе 1 закреплены первый 9 и второй 10 пружинные упоры, расположенные напротив соответствующих приводов. Первый пружинный упор 9 содержит скрепленные между собой первый 11 и второй 12 корпуса со сферической упорной поверхностью 13 каждый. Корпуса 11 и 12 могут быть скреплены штангой 14, как это показано на фиг.2. Второй пружинный упор 10 содержит третий корпус 15 со сферической упорной поверхностью 13. Сферические упорные поверхности 13, а также шаровые толкатели 6 могут быть изготовлены из твердого сплава, например, ШХ15. В том случае, если нетехнологично изготавливать из твердого сплава целиком, микровинты и упоры целесообразно запрессовывать в них твердосплавные шарики. На фиг. 1, 2 изображен вариант исполнения корпусов 11, 12 и 15 пружинных упоров 9, 10 в виде рычагов с возможностью вращения относительно платформы и откидывания.The coordinate table contains a platform 1, on which the first 2 and second 3 drives are fixed, respectively, according to the first (X) and second (Y) coordinates perpendicular to each other. Drives 2 and 3 are made in the form of the first 4 and second 5 microscrews containing ball pushers 6 and mated with the first 7 and second 8 nuts fixed to the platform 1. Also, the first 9 and second 10 spring stops opposite the corresponding drives are fixed on the platform 1 . The first spring stop 9 contains fastened together the first 11 and second 12 of the housing with a spherical thrust surface 13 each. The housings 11 and 12 can be fastened by a bar 14, as shown in Fig.2. The second spring stop 10 comprises a third housing 15 with a spherical thrust surface 13. The spherical thrust surfaces 13, as well as ball pushers 6, can be made of hard alloy, for example, ШХ15. In the event that it is not technologically advanced to make the entire alloy, the microscrews and stops are advisable to press hard alloy balls into them. In FIG. 1, 2 shows an embodiment of the cases 11, 12 and 15 of the spring stops 9, 10 in the form of levers with the possibility of rotation relative to the platform and tilting.

Кроме этого, на платформе 1 установлена каретка 16 с основанием 17, в котором, например, могут быть закреплены три опоры 18 виде запрессованных шариков. Платформа 1 в местах соприкосновения с опорами 18 содержит твердые гладкие поверхности, которые могут быть образованы вставками 19 из твердого материала, как это показано на фиг.1. Вставки могут быть изготовлены, например, из поликора или сплава ШХ15 и приклеены к платформе 1 эпоксидным клеем, приварены, припаяны и т.п. Следует заметить, что возможен вариант, в котором опоры 18 закреплены на платформе 1, а вставки 19 установлены на основании 17 каретки 16 (не показано). Возможен также вариант, в котором на каретке 16, изготовленной из твердого материала, в качестве опор 18 выполнены выступы. Каретка 16 расположена на платформе 1 с возможностью двукоординатного перемещения по ней и с возможностью взаимодействия с шаровыми толкателями 6 первого 2 и второго 3 приводов и со сферическими упорными поверхностями 13 первого 9 и второго 10 пружинных упоров. Места взаимодействия каретки 16 со сферическими упорными поверхностями 13 и шаровыми толкателями 6 выполнены в виде гладких поверхностей, расположенных под углами α и β, меньшими 90° к основанию 17 каретки 16. Причем углы α гладких поверхностей каретки в местах их взаимодействия со сферическими поверхностями 13 пружинных упоров 9 и 10 меньше углов β в местах взаимодействия гладких поверхностей каретки с шаровыми толкателями 6 приводов 2 и 3. На фиг.1, 2 изображен вариант, где гладкие поверхности каретки образованы накладками 20 из твердого материала, например, поликора или стали ШХ15. Накладки 20 могут быть приклеены к каретке 10 эпоксидным клеем, припаяны, приварены и т.п.In addition, a carriage 16 with a base 17 is installed on the platform 1, in which, for example, three supports 18 can be fixed in the form of pressed balls. The platform 1 in contact with the supports 18 contains solid smooth surfaces that can be formed by inserts 19 of solid material, as shown in figure 1. The inserts can be made, for example, of polycor or alloy ШХ15 and glued to the platform 1 with epoxy adhesive, welded, soldered, etc. It should be noted that a variant is possible in which the supports 18 are mounted on the platform 1, and the inserts 19 are mounted on the base 17 of the carriage 16 (not shown). A variant is also possible in which on the carriage 16 made of solid material, protrusions are made as supports 18. The carriage 16 is located on the platform 1 with the possibility of two-coordinate movement along it and with the possibility of interaction with ball pushers 6 of the first 2 and second 3 drives and with spherical thrust surfaces 13 of the first 9 and second 10 spring stops. The places of interaction of the carriage 16 with the spherical thrust surfaces 13 and the ball pushers 6 are made in the form of smooth surfaces located at angles α and β less than 90 ° to the base 17 of the carriage 16. Moreover, the angles α of the smooth surfaces of the carriage in the places of their interaction with the spherical surfaces 13 of the spring the stops 9 and 10 are smaller than the angles β at the points of interaction of the smooth surfaces of the carriage with the ball pushers 6 of the actuators 2 and 3. Figure 1, 2 shows a variant where the smooth surfaces of the carriage are formed by plates 20 of solid material, for example, polycor or steel ШХ15. The pads 20 can be glued to the carriage 10 with epoxy glue, soldered, welded, etc.

На каретку 16 установлен держатель образца 21 (на фиг.2 не показан), который может быть изготовлен из магнитного материала. При этом в каретку 16 могут быть вмонтированы, например, магниты для его закрепления (не показаны). Кроме этого держатель 21 может крепиться на каретке 16 с использованием винтов и резьбовых отверстий 22.A sample holder 21 (not shown in FIG. 2), which can be made of magnetic material, is mounted on the carriage 16. In this case, for example, magnets for fixing it (not shown) can be mounted in the carriage 16. In addition, the holder 21 can be mounted on the carriage 16 using screws and threaded holes 22.

Образец 23 может быть закреплен на держателе 21 с использованием винтов, плоских пружин, клея и т.п. (не показано).Sample 23 can be secured to holder 21 using screws, flat springs, glue, and the like. (not shown).

На фиг.1, 2 изображен вариант, в котором первый 9 и второй 10 пружинные упоры сопряжены с витыми пружинами 24, которые расположены также с возможностью взаимодействия с платформой 1. При этом полки 25 взаимодействуют с корпусами 11, 12, 15, а концы 26 - с платформой 1. В этом случае возможно также использование плоских или витых пружин другой формы (не показаны).Figure 1, 2 shows a variant in which the first 9 and second 10 spring stops are paired with coil springs 24, which are also located with the possibility of interaction with the platform 1. In this case, the shelves 25 interact with the housings 11, 12, 15, and the ends 26 - with platform 1. In this case, it is also possible to use flat or coil springs of a different shape (not shown).

Существует также вариант исполнения координатного стола, в котором микровинты 4, 5 и гайки 7, 8 первого и второго приводов 2, 3 выполнены с однонаправленной или разнонаправленной резьбами.There is also an embodiment of the coordinate table, in which the microscrews 4, 5 and nuts 7, 8 of the first and second drives 2, 3 are made with unidirectional or multidirectional threads.

При использовании координатного стола 27 в составе СЗМ 28 координатный стол 27 устанавливают на плиту 29. СЗМ 28 при этом содержит пьезосканер 30 с зондом 31. Подробно СЗМ и принципы его работы, см. в [4, 5].When using the coordinate table 27 as a part of the SPM 28, the coordinate table 27 is installed on the plate 29. The SPM 28 at the same time contains a piezoscanner 30 with a probe 31. For details on the SPM and its operating principles, see [4, 5].

Устройство работает следующим образом. Держатель образца 21 с образцом 23 устанавливают на каретку 16. После этого, используя приводы 2 и 3, перемещают каретку 16 в нужное положение. При использовании координатного стола 27 в составе СЗМ 28 (фиг.3) для установки образца 23 требуется снять каретку 16 с координатного стола 27. Для этого пружинные упоры 9 и 10 отводят от каретки 16 и вынимают ее из измерительного комплекса. После замены образца 23 каретку 16 вновь устанавливают на координатный стол 27, для чего отводят пружинные упоры 9 и 10, ставят каретку 16 с образцом 23 на платформу 1 и отпускают пружинные упоры 9 и 10. Пружинные упоры 9 и 10 прижимают каретку 16 к шаровым толкателям 6 микровинтов 4 и 5. С помощью микровинтов 4 и 5 каретку 16 с закрепленным на ней образцом 23 перемещают по координатам Х и Y. При перемещении каретки 16 по координате X первый пружинный упор 9 вращается относительно платформы, а сферическая упорная поверхность 13 второго пружинного упора 10 и шаровой толкатель 6 второго микровинта 5 проскальзывают вдоль граней каретки 16. При перемещении каретки 16 по координате Y второй пружинный упор 10 вращается относительно платформы, а сферическая упорная поверхность 13 первого пружинного упора 9 и шаровой толкатель 6 первого микровинта 4 проскальзывает вдоль грани каретки.The device operates as follows. The sample holder 21 with the sample 23 is mounted on the carriage 16. Then, using the drives 2 and 3, the carriage 16 is moved to the desired position. When using the coordinate table 27 as part of the SPM 28 (Fig. 3), to install the sample 23, it is necessary to remove the carriage 16 from the coordinate table 27. For this, the spring stops 9 and 10 are removed from the carriage 16 and removed from the measuring complex. After replacing the sample 23, the carriage 16 is again mounted on the coordinate table 27, for which the spring stops 9 and 10 are retracted, the carriage 16 with the sample 23 is placed on the platform 1 and the spring stops 9 and 10 are released. The spring stops 9 and 10 press the carriage 16 against the ball pushers 6 microscrews 4 and 5. Using microscrews 4 and 5, the carriage 16 with the sample 23 mounted on it is moved along the X and Y coordinates. When the carriage 16 is moved along the X coordinate, the first spring stop 9 rotates relative to the platform, and the spherical stop surface 13 of the second spring stop 10 and ball the pusher 6 of the second micro-screw 5 slides along the faces of the carriage 16. When the carriage 16 is moved along the Y coordinate, the second spring stop 10 rotates relative to the platform, and the spherical thrust surface 13 of the first spring stop 9 and the ball pusher 6 of the first micro-screw 4 slip along the face of the carriage.

При использовании микровинтов 4, 5 с разнонаправленной резьбой перемещение по направлениям +Х, +Y и -X, -Y (направления А) будет всегда предпочтительнее перпендикулярным перемещениям. Это происходит из-за того, что в этих направлениях совпадают направления перемещения накладок 20 и шаровых толкателей 6. То есть грубую установку каретки 16 целесообразно осуществлять по направлениям +Х, -Y и -X, +Y (направления В), а точную - по направлениям А.When using microscrews 4, 5 with multidirectional threads, movement in the + X, + Y and -X, -Y directions (direction A) will always be preferable to perpendicular movements. This is due to the fact that the directions of movement of the plates 20 and the ball pushers 6 coincide in these directions. That is, it is advisable to coarse install the carriage 16 in the directions + X, -Y and -X, + Y (directions B), and the exact - in directions A.

Выполнение первого и второго приводов в виде первого и второго микровинтов, содержащих шаровые толкатели и сопряженных с первой и второй гайками, закрепленными на платформе, и первого пружинного упора в виде скрепленных между собой первым и вторым корпусами со сферической упорной поверхностью каждый, а также второго пружинного упора в виде третьего корпуса со сферической упорной поверхностью, при том, что первый и второй пружинные упоры установлены на платформе с возможностью прижима к каретке, увеличивает диапазон перемещения каретки координатного стола.The implementation of the first and second drives in the form of the first and second microscrews containing spherical pushers and mating with the first and second nuts mounted on the platform, and the first spring stop in the form of fastened together by the first and second cases with a spherical thrust surface each, as well as the second spring an emphasis in the form of a third body with a spherical abutment surface, while the first and second spring stops are mounted on the platform with the possibility of clamping to the carriage, increases the range of movement of the carriage coordinate table.

Выполнение первого и второго корпусов первого пружинного упора скрепленными между собой повышает точность двухкоординатного плоскопараллельного перемещения каретки на всем диапазоне.The implementation of the first and second bodies of the first spring stop fastened together increases the accuracy of two-axis plane-parallel movement of the carriage over the entire range.

Расположение каретки на платформе с возможностью двукоординатного перемещения по ней и с возможностью взаимодействия с шаровыми толкателями первого и второго приводов и со сферическими упорными поверхностями первого и второго пружинных упоров увеличивает диапазон перемещения каретки координатного стола. Это связано с тем, что в качестве направляющих используют гладкие плоские поверхности, а не упругие направляющие, как у прототипа.The location of the carriage on the platform with the possibility of two-coordinate movement on it and with the possibility of interaction with ball pushers of the first and second drives and with spherical thrust surfaces of the first and second spring stops increases the range of movement of the carriage of the coordinate table. This is due to the fact that as the guides use smooth flat surfaces, and not elastic guides, as in the prototype.

Выполнение мест взаимодействия каретки с шаровыми толкателями первого и второго приводов и сферическими упорными поверхностями первого и второго пружинных упоров в виде гладких поверхностей, расположенных под углами меньшими 90° к основанию каретки, обеспечивает прижим каретки к платформе и уменьшает нефункциональные перемещения каретки по координате Z на всем диапазоне ее перемещения.The implementation of the places of interaction of the carriage with ball pushers of the first and second drives and the spherical thrust surfaces of the first and second spring stops in the form of smooth surfaces located at angles less than 90 ° to the base of the carriage ensures the carriage is clamped to the platform and reduces the non-functional movement of the carriage along the Z coordinate throughout range of its movement.

Выполнение первого и второго корпусов первого пружинного упора в виде первого и второго рычагов и третьего корпуса второго пружинного упора в виде третьего рычага, и установка рычагов с возможностью вращения относительно платформы, откидывания и освобождения каретки упрощает эксплуатацию координатного стола.The implementation of the first and second bodies of the first spring stop in the form of the first and second levers and the third body of the second spring stop in the form of a third lever, and the installation of levers with the possibility of rotation relative to the platform, tilting and releasing the carriage simplifies the operation of the coordinate table.

Закрепление трех сферических опор в основание каретки для установки ее на платформу, повышает точность плоскопараллельного перемещения каретки за счет уменьшения влияния сил трения.Fixing three spherical supports in the base of the carriage for mounting it on the platform, increases the accuracy of plane-parallel movement of the carriage by reducing the influence of friction forces.

Выполнение гладких поверхностей каретки в виде накладок из твердого материала позволяет снизить требования к материалу изготовления каретки, что уменьшает трудоемкость и стоимость при ее изготовлении, и увеличивает срок эксплуатации, т.к. при повреждении гладких поверхностей потребуется только заменить накладки, а не саму каретку.The implementation of the smooth surfaces of the carriage in the form of overlays of solid material can reduce the requirements for the material of manufacture of the carriage, which reduces the complexity and cost of its manufacture, and increases the service life, because if smooth surfaces are damaged, you only need to replace the pads, not the carriage itself.

Выполнение углов α гладких поверхностей каретки в местах их взаимодействия со сферическими поверхностями первого и второго пружинных упоров меньшими углов β в местах их взаимодействия с шаровыми толкателями первого и второго приводов предотвращает вертикальное смещение каретки при перемещении ее микровинтами. Это связано с тем, что сферические упорные поверхности перемещаются по накладкам и формируют вертикальные силы отрыва каретки от платформы. Для их компенсации целесообразно уменьшать угол α, увеличивая вертикальные составляющие сил прижима.The implementation of the angles α of the smooth surfaces of the carriage in the places of their interaction with the spherical surfaces of the first and second spring stops smaller than the angles β in the places of their interaction with the ball pushers of the first and second drives prevents the vertical displacement of the carriage when moving it with microscrews. This is due to the fact that the spherical thrust surfaces move along the plates and form the vertical forces of separation of the carriage from the platform. To compensate, it is advisable to reduce the angle α by increasing the vertical components of the clamping forces.

Выполнение микровинтов и гаек первого и второго приводов с однонаправленной резьбой, например стандартной правой, обеспечивает удобство эксплуатации устройства.The execution of microscrews and nuts of the first and second drives with unidirectional thread, for example, standard right, provides ease of use of the device.

Выполнение микровинтов и гаек первого и второго приводов с разнонаправленной резьбой позволяет осуществлять более точное перемещение каретки при использовании координатного стола в СЗМ и повышает долговечность гладких поверхностей каретки.The execution of microscrews and nuts of the first and second drives with multidirectional threads allows for more accurate movement of the carriage when using the coordinate table in the SPM and increases the durability of smooth surfaces of the carriage.

ЛитератураLiterature

1. X-Y stage and charged particle beam exposure apparatus. Patent USA 5,561,299. Patent USA 5,051,594/1. X-Y stage and charged particle beam exposure apparatus. Patent USA 5,561,299. Patent USA 5,051,594 /

2. Fine positioning device, as for the stage of a scanning tunneling microscope.2. Fine positioning device, as for the stage of a scanning tunneling microscope.

3. Dual quad flexure scanner. Patent USA 5,360,974-прототип.3. Dual quad flexure scanner. Patent USA 5,360,974 prototype.

4. Зондовая микроскопия для биологии и медицины. В.А.Быков и др., Сенсорные системы, т. 12, № 1, 1998 г., с.99-121.4. Probe microscopy for biology and medicine. V.A. Bykov et al., Sensory Systems, vol. 12, No. 1, 1998, pp. 99-121.

5. Сканирующая туннельная и атомно-силовая микроскопия в электрохимии поверхности. А.И.Данилов, Успехи химии 64 (8), 1995 г., с.818-833.5. Scanning tunneling and atomic force microscopy in surface electrochemistry. A.I. Danilov, Advances in Chemistry 64 (8), 1995, p. 818-833.

Claims (7)

1. Координатный стол, содержащий платформу, на которой установлена каретка с основанием, закреплены первый и второй приводы соответственно по первой и второй координатам, а также первый и второй пружинные упоры, расположенные напротив соответствующих приводов, при этом приводы и пружинные упоры сопряжены с кареткой, отличающийся тем, что первый и второй приводы выполнены в виде первого и второго микровинтов, содержащих шаровые толкатели, и сопряженных с первой и второй гайками, закрепленными на платформе, первый пружинный упор содержит скрепленные между собой первый и второй корпуса со сферической упорной поверхностью каждый, второй пружинный упор содержит третий корпус, также со сферической упорной поверхностью, при этом первый и второй пружинные упоры установлены на платформе с возможностью прижима к каретке, каретка расположена на платформе с возможностью двухкоординатного перемещения по ней и с возможностью взаимодействия с шаровыми толкателями первого и второго приводов и со сферическими упорными поверхностями первого и второго пружиненных упоров, места взаимодействия каретки с шаровыми толкателями первого и второго приводов и сферическими упорными поверхностями первого и второго пружинных упоров выполнены в виде гладких поверхностей, расположенных под углами меньше 90° к основанию каретки.1. A coordinate table comprising a platform on which a carriage with a base is mounted, the first and second drives are fixed in the first and second coordinates, respectively, as well as the first and second spring stops located opposite the respective drives, while the drives and spring stops are associated with the carriage, characterized in that the first and second drives are made in the form of the first and second microscrews containing spherical pushers and mated with the first and second nuts mounted on the platform, the first spring stop contains the first and second bodies replicated between each other with a spherical stop surface each, the second spring stop contains a third case, also with a spherical stop surface, while the first and second spring stops are mounted on the platform with the possibility of pressing against the carriage, the carriage is located on the platform with the possibility of two-coordinate movement along it and with the possibility of interaction with ball pushers of the first and second drives and with spherical thrust surfaces of the first and second spring stops, the places of mutual the actions of the carriage with ball pushers of the first and second drives and spherical thrust surfaces of the first and second spring stops are made in the form of smooth surfaces located at angles less than 90 ° to the base of the carriage. 2. Координатный стол по п.1, отличающийся тем, что первый и второй корпуса первого пружиненного упора выполнены в виде первого и второго рычагов, третий корпус второго пружинного упора выполнен в виде третьего рычага, при этом рычаги установлены с возможностью вращения относительно платформы, откидывания и освобождения каретки.2. The coordinate table according to claim 1, characterized in that the first and second bodies of the first spring stop are made in the form of the first and second levers, the third body of the second spring stop is made in the form of a third lever, while the levers are mounted for rotation relative to the platform, folding and carriage release. 3. Координатный стол по п.1, отличающийся тем, что в основании каретки закреплены три сферические опоры, на которых она установлена на платформе.3. The coordinate table according to claim 1, characterized in that at the base of the carriage three spherical supports are fixed on which it is mounted on the platform. 4. Координатный стол по п.1, отличающийся тем, что гладкие поверхности каретки образованы накладками из твердого материала.4. The coordinate table according to claim 1, characterized in that the smooth surface of the carriage is formed by overlays of solid material. 5. Координатный стол по п.1, отличающийся тем, что углы α гладких поверхностей каретки в местах их взаимодействия со сферическими поверхностями первого и второго пружинных упоров меньше углов β в местах их взаимодействия с шаровыми толкателями первого и второго приводов.5. The coordinate table according to claim 1, characterized in that the angles α of the smooth surfaces of the carriage in the places of their interaction with the spherical surfaces of the first and second spring stops are less than the angles β in the places of their interaction with ball pushers of the first and second drives. 6. Координатный стол по п.1, отличающийся тем, что микровинты и гайки первого и второго приводов выполнены с однонаправленной резьбой.6. The coordinate table according to claim 1, characterized in that the micro-screws and nuts of the first and second drives are made with unidirectional thread. 7. Координатный стол по п.1, отличающийся тем, что микровинты и гайки первого и второго приводов выполнены с разнонаправленной резьбой.7. The coordinate table according to claim 1, characterized in that the micro-screws and nuts of the first and second drives are made with multidirectional threads.
RU2003131621/12A 2003-10-29 2003-10-29 A coordinate table RU2255321C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003131621/12A RU2255321C1 (en) 2003-10-29 2003-10-29 A coordinate table

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003131621/12A RU2255321C1 (en) 2003-10-29 2003-10-29 A coordinate table

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003131621A RU2003131621A (en) 2005-04-20
RU2255321C1 true RU2255321C1 (en) 2005-06-27

Family

ID=35634485

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003131621/12A RU2255321C1 (en) 2003-10-29 2003-10-29 A coordinate table

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2255321C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2618073C1 (en) * 2015-11-23 2017-05-02 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Федеральный научный центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова" Министерства здравоохранения Российской Федерации Coordinate table

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4520570A (en) * 1983-12-30 1985-06-04 International Business Machines Corporation Piezoelectric x-y-positioner
US4559717A (en) * 1984-02-21 1985-12-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce Flexure hinge
US5360974A (en) * 1992-10-20 1994-11-01 International Business Machines Corp. Dual quad flexure scanner
RU2080631C1 (en) * 1994-07-11 1997-05-27 Дукаревич Юрий Ефимович Positioner

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4520570A (en) * 1983-12-30 1985-06-04 International Business Machines Corporation Piezoelectric x-y-positioner
US4559717A (en) * 1984-02-21 1985-12-24 The United States Of America As Represented By The Secretary Of Commerce Flexure hinge
US5360974A (en) * 1992-10-20 1994-11-01 International Business Machines Corp. Dual quad flexure scanner
RU2080631C1 (en) * 1994-07-11 1997-05-27 Дукаревич Юрий Ефимович Positioner

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2618073C1 (en) * 2015-11-23 2017-05-02 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Федеральный научный центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова" Министерства здравоохранения Российской Федерации Coordinate table

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003131621A (en) 2005-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11971578B2 (en) Multi-axis positioner
JP4384664B2 (en) High-precision dynamic alignment mechanism for sample inspection and processing
CN108732709B (en) A manual adjustment mechanism with five degrees of freedom
US3720849A (en) Magnetic-kinematic precision stages
NL9100421A (en) SUPPORTING DEVICE WITH A TILTING OBJECT TABLE AND OPTICAL LITHOGRAPHIC DEVICE EQUIPPED WITH SUCH A SUPPORTING DEVICE.
US20140231670A1 (en) Testing assembly including a multiple degree of freedom stage
TWI544294B (en) Charged particle beam lithography system and target positioning device
JP2013530387A (en) Ball spacer method for leveling of flat objects
JP2012533891A (en) Leveling apparatus and method
EP2458628A1 (en) Substrate holder system, substrate joining apparatus and method for manufacturing a device
RU2255321C1 (en) A coordinate table
US6781753B2 (en) Z-axis frame for a high accuracy orthogonal motion stage
JP6985264B2 (en) Microscope with objective lens interchangeable device
US20090135477A1 (en) Stage apparatus
JPWO2008117809A1 (en) Substage, stage, and microscope having the same
RU2254640C1 (en) Coordinate table
CN109828366B (en) Objective turret and microscope
JP4051881B2 (en) Braking mechanism and electron microscope sample stage
JP3942318B2 (en) Board holding mechanism
JP2012247805A (en) Stage and microscope system
CN114337361A (en) Piezoelectric actuating module and piezoelectric pendulum platform
RU2537363C2 (en) Indexing device
JPH11153609A (en) Probe microscope
NL2035812B1 (en) Scanning probe microscopy system
CN110208120B (en) Multi-connecting rod loading device and microscope

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20121030