电输运载样结构和电输运载样操作方法转让专利
申请号 : CN202010350056.5
文献号 : CN111638476B
文献日 : 2022-11-04
发明人 : 周艳 , 赵月雷 , 杨晟
申请人 : 香港中文大学(深圳)
摘要 :
权利要求 :
1.一种电输运载样结构,其特征在于,包括:
支撑组件,所述支撑组件包括支撑板与支撑环,所述支撑板的第一支撑平面与所述支撑环的第二支撑平面分布于相交的两个平面内;
装载部件,所述装载部件设有用于装载样品的载物面;所述装载部件沿与所述载物面所在平面相交的第一轴线转动连接于所述支撑组件上;
第一转动结构,所述第一转动结构用于带动所述装载部件沿所述第一轴线旋转,所述第一转动结构包括第一传动部件,用于接收第一驱动力,并将所述第一驱动力转换为所述第一轴线的周向力;
第二转动结构,所述第二转动结构的驱动端设于所述支撑组件上,所述第二转动结构通过所述支撑组件带动所述装载部件沿与所述载物面平行的第二轴线旋转,所述第二转动结构包括第二传动部件,用于接收第二驱动力,并将所述第二驱动力转换为所述第二轴线的周向力。
2.根据权利要求1所述的电输运载样结构,其特征在于,所述装载部件设于所述支撑板的第一支撑平面上,所述第二转动结构的驱动端设于所述支撑环的第二支撑平面上。
3.根据权利要求2所述的电输运载样结构,所述第一传动部件嵌设于所述支撑环上,其特征在于,还包括:锁定结构,所述锁定结构用于限制所述第二传动部件的运动状态。
4.根据权利要求3所述的电输运载样结构,其特征在于,所述锁定结构为锁止所述第二传动部件的卡接装置或反向驱动所述第二传动部件的反向驱动部件。
5.根据权利要求2所述的电输运载样结构,所述第一传动部件嵌设于所述支撑环上,其特征在于,还包括:移动结构,所述移动结构用于限制所述第一传动部件的运动状态。
6.根据权利要求3所述的电输运载样结构,其特征在于,所述装载部件为齿轮结构;且所述第一转动结构还包括第一驱动部件,所述第一传动部件包括第一齿轮、第一传动轴、第一锥齿轮、第二锥齿轮、第二传动轴与第二齿轮;其中,所述第一齿轮设于所述第一驱动部件的驱动端;所述第一传动轴穿过所述支撑环与所述第二传动部件,且两端套设有所述第一齿轮与所述第一锥齿轮;所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮啮合;所述第二传动轴两端套设有所述第二锥齿轮与所述第二齿轮;所述第二齿轮用于带动所述装载部件绕所述第一轴线转动。
7.根据权利要求6所述的电输运载样结构,其特征在于,所述第一传动轴与所述支撑环之间设有第一密封圈。
8.根据权利要求2所述的电输运载样结构,其特征在于,所述支撑环沿周向设有第二密封圈。
9.根据权利要求3所述的电输运载样结构,其特征在于,第二传动部件为第三齿轮;所述第三齿轮与所述支撑环并列分布。
10.根据权利要求2所述的电输运载样结构,其特征在于,所述第一传动部件设于所述支撑板上,所述第一驱动力为所述第一轴线的周向力。
11.根据权利要求2所述的电输运载样结构,其特征在于,所述支撑组件还包括挡板,所述挡板与所述支撑板平行,且位于所述第一传动部件远离所述支撑板的另一侧。
12.一种电输运载样操作方法,基于权利要求1‑11中任一项中所述的电输运载样结构的操作方法,其特征在于,包括:将所述样品固定于所述电输运载样结构中所述装载部件的所述载物面上;
将所述电输运载样结构安装于低温腔中;
打开磁场装置,生成与所述第一轴线与所述第二轴线相交的磁场;
启动所述第一转动结构,通过所述第一转动结构带动所述样品沿所述第一轴线转动;
关闭所述第一转动结构;
启动所述第二转动结构,通过所述第二转动结构带动所述样品沿所述第二轴线转动。
13.根据权利要求12所述的电输运载样操作方法,其特征在于,所述启动所述第二转动结构,通过所述第二转动结构带动所述样品沿所述第二轴线转动包括:同时启动所述第一转动结构与所述第二转动结构,通过所述第一转动结构与所述第二转动结构相配合,以带动所述样品沿所述第二轴线转动。
说明书 :
电输运载样结构和电输运载样操作方法
技术领域
背景技术
的规律,反常霍尔效应是样品的霍尔信号随磁场改变而的变化的规律。也即,磁电阻和反常
霍尔效应这两个测量手段都需要改变样品和磁场之间的角度关系以完成样品的电输运测
量。
测量也需要比较强的磁场(>7T),这通常需要用到超导磁体。
维度上的旋转,导致得到的两个维度上的测量数据无法统一到同一套基准中,因此目前的
低温电输运测量只能完成定性分析,无法完成低温电输运测量的定量分析。
发明内容
电输运载样操作方法。
部件设于所述支撑板的第一支撑平面上,所述第二转动结构的驱动端设于所述支撑环的第
二支撑平面上。
一齿轮设于所述第一驱动部件的驱动端;所述第一传动轴穿过所述支撑环与所述第二传动
部件,且两端套设有所述第一齿轮与所述第一锥齿轮;所述第一锥齿轮与所述第二锥齿轮
啮合;所述第二传动轴两端套设有所述第二锥齿轮与所述第二齿轮;所述第二齿轮用于带
动所述装载部件绕所述第一轴线转动。
可以实现这两个维度的组合旋转。整个操作过程中,无需将样品取出和重新固定,使得两个
维度上的测量数据始终位于同一套基准中,因此,不仅能够实现电输运测量的定性分析,还
能够实现电输运测量的定量分析,使得实验结果和理论计算可以精确的进行比较,扩大了
电输运载样结构的使用范围。同时,由于无需将样品取出二次固定,因此能够避免将样品暴
露于空气中,能够防止样品氧化变质,提高测量结果的可靠性,提高了采用上述电输运载样
结构的测量设备的精度。
需将样品取出并重新固定,使得两个维度上的测量数据始终位于同一套基准中,因此,不仅
能够实现电输运测量的定性分析,还能够实现电输运测量的定量分析。同时,由于无需将样
品取出二次固定,因此能够避免将样品暴露于空气中,进而能够防止样品氧化变质,提高测
量结果的准确度。
附图说明
一齿轮;312‑第二传动轴;313‑第一锥齿轮;314‑第二锥齿轮;315‑第二传动轴;316‑第二齿
轮;317‑第四齿轮;318‑第五齿轮;319‑第六齿轮;400‑第二转动结构;410‑第二传动部件;
411‑第三齿轮;500‑第一密封圈;600‑第二密封圈;700‑低温腔;800‑样品。
具体实施方式
明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不
违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三
个等,除非另有明确具体的限定。
接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内
部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员
而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示
第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第
一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平
的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施
方式。
其中一个面上设有安装通孔(未图示),该安装通孔贯穿该面,以使低温腔为半封闭腔体结
构。低温腔内的磁场B的方向与低温腔的中心轴线垂直。在使用过程中,将样品800放置于电
输运载样结构上,并将电输运载样结构放入低温腔700中,电输运载样结构与低温腔700共
同形成用于提供测量环境的密封腔体。
800的载物面210。装载部件200沿与载物面210所在平面相交的第一轴线x轴转动连接于支
撑组件100上,第二转动结构400的驱动端也设于支撑组件100上。第一转动结构300用于带
动装载部件200沿第一轴线x轴旋转,第二转动结构400通过支撑组件100带动装载部件200
沿与载物面210平行的第二轴线y轴旋转。可以理解的是,y轴与载物面210平行,x轴与载物
面210所在的平面相交,也即x轴与y轴相交。
可以实现这两个维度的组合旋转。整个操作过程中,无需将样品取出和重新固定,使得两个
维度上的测量数据始终位于同一套基准中,因此,不仅能够实现电输运测量的定性分析,还
能够实现电输运测量的定量分析,使得实验结果和理论计算可以精确的进行比较,扩大了
电输运载样结构的使用范围。同时,由于无需将样品取出二次固定,因此能够避免将样品暴
露于空气中,能够防止样品氧化变质,提高测量结果的可靠性,提高了采用上述电输运载样
结构的测量设备的精度。
内。其中,装载部件200设于支撑板110的第一支撑平面111上,第二转动结构400的驱动端设
于支撑环120的第二支撑平面上。
得电输运载样结构中的部件分布更为合理,减小了电输运载样结构的占用空间。
二转动结构400包括与第二传动部件410。其中,第二驱动部件提供第二驱动力,第二传动部
件410用于接收第二驱动力,并将第二驱动力转换为第二轴线y轴的周向力。
件(未图示),其中,第二驱动部件用于向第二传动部件410提供第二驱动力。
传动部件310提供第一驱动力及向第二驱动部件410提供第二驱动力。
第二轴线y轴的轴向力,进而实现样品绕第二轴线y轴的转动。上述电输运载样结构通过第
一转动结构与第二转动结构的灵活组合能够实现样品沿x轴、y轴及x轴与y轴综合方向的转
动,丰富了电输运载样结构功能,扩大了电输运载样结构的适用性。
态下的接触,第一传动部件310与支撑环120临界接触,达到一种既能对低温腔体密封,又不
会第一传动部件310在转动的过程中由于与支撑环120接触而产生摩擦力,进而带动支撑环
120转动的临界状态。通过第一传动部件310将第一驱动力转换为第一轴线的周向力。第一
传动部件310与第二传动部件410同步运动,以使装载部件200绕第二轴线转动。可以理解的
是,同步运动是指第一传动部件310与第二传动部件410同时运动,且第一传动部件310与第
二传动部件410在运动的过程中,始终保持相对静止。在同步运动的过程中,第一驱动力与
第二驱动力的绕向完全一致。
动力转换为第一轴线x轴的周向力,以带动装载部件200上的样品绕第一轴线x轴转动。第二
转动结构400的驱动端设于支撑环120的第二支撑平面上,第二传动部件410接收第二驱动
部件的第二驱动力,并将第一驱动力转换为第一轴线x轴的周向力,与此同时第一传动部件
310接收第一驱动部件的第三驱动力,在此状态下,第三驱动力仅用于保持第一传动部件
310与第二传动部件410相对静止。在第二传动部件410第二驱动力及第一驱动部件310第三
驱动力的作用下,电输运载样结构整体绕第二轴线y轴转动,参阅图4与图5。可以理解的是,
上述绕x轴与绕y轴转动的操作可以任意组合。
绕第二轴线y轴转动,进而能够实现装载部件上x轴、y轴及x与y综合方向的转动。上述电输
运载样结构中的第一传动部件与第二传动部件均设于支撑组件中的支撑环上,也即第一驱
动部件与第二驱动部件设于相邻的两个工位上,便于低位腔的操作及密封,同时还进一步
优化了电输运载样结构的结构,使得整体结构紧凑,进一步减小了占用空间。
部件410的运动状态。其中,第一传动部件310嵌设于支撑环120上,第一传动部件310与支撑
环120紧密接触时,则第一传动部件310与支撑环120紧密接触在接触面处形成摩擦力。具体
的,通过锁定结构锁止第二传动部件410,第二传动部件410静止无法转动;解除锁定结构对
第二传动部件410的锁止,第二传动部件410在紧密接触条件下,通过摩擦力跟随第一传动
部件310转动。其中,紧密接触是指第一传动部件310与支撑环120接触,且第一传动部件310
与支撑环120在接触面处相互之间存在一定的压力,达到一种既能对低温腔体密封,又可通
过第一传动部件310带动第二传动部件410运动的状态。上述结构通过锁定结构锁止第二传
动部件410,进而通过第一传动部件310将第一驱动力转换为第一轴线的周向力,并通过摩
擦力使得第一传动部件310与第二传动部件410同步运动,以使装载部件200绕第二轴线转
动。
410,以使第二传动部件410静止,并通过第一传动部件310接收第一驱动部件的第一驱动
力,并将第一驱动力转换为第一轴线x轴的周向力,以带动装载部件200上的样品绕第一轴
线x轴转动。启动第一驱动部件,通过第一传动部件310接收第一驱动部件的第一驱动力,并
将第一驱动力转换为第一轴线x轴的周向力。同时,第二传动部件410接收第一驱动部件通
过紧密接触面产生的摩擦力,也即第二驱动力,此时,第二驱动力仅用于保持第一传动部件
310与第二传动部件410相对静止,在第一驱动部件的作用下,电输运载样结构整体绕第二
轴线y轴转动,参阅图4与图5。可以理解的是,上述绕x轴与绕y轴转动的操作可以任意组合。
得第一传动部件310或第二传动部件410在运动过程中,不会发生干涉,以限制第一传动部
件310运动时,第二传动部件410的运动状态。其中,第一传动部件310嵌设于支撑环120上,
第一传动部件310与支撑环120无摩擦接触。具体的,通过移动结构移动第一传动部件310,
使得第一传动部件310与第二传动部件410脱开传递链,消除第二传动部件410运动过程中
与第一传动部件310的干涉。上述结构通过第一驱动结构驱动第一传动部件310,实现装载
部件200绕第一轴线转动,并通过移动结构移动第一传动部件或第二传动部件,进而通过第
二传动部件410将第二驱动部件的第二驱动力转换为第二轴线的周向力,实现装载部件200
绕第二轴线转动。
的第一驱动力,并将第一驱动力转换为第一轴线x轴的周向力,以带动装载部件200上的样
品绕第一轴线x轴转动。
第二驱动力,在第二驱动部件的作用下,电输运载样结构整体绕第二轴线y轴转动,参阅图4
与图5。可以理解的是,上述绕x轴与绕y轴转动的操作可以任意组合。
齿轮314、第二传动轴315与第二齿轮316。其中,第一齿轮311设于第一驱动部件的驱动端,
第一传动轴312穿过支撑环120与第二传动部件410,且两端套设有第一齿轮311与第一锥齿
轮313,第一锥齿轮313与第二锥齿轮314啮合,第二传动轴315两端套设有第二锥齿轮314与
第二齿轮316。第二齿轮316用于带动装载部件200绕第一轴线x轴转动。具体的,第一传动部
件310在工作过程中,启动第一驱动部件,通过第一驱动部件驱动第一齿轮311转动,进而通
过第一传动轴312带动第一锥齿轮313转动,通过第一锥齿轮313带动第二锥齿轮314转动,
进而通过第二传动轴315带动第二齿轮316转动,最终通过第二齿轮316带动装载部件200绕
第一轴线x轴转动,也即带动装载部件200中载物面210上样品绕第一轴线x轴转动。
第一传动部件310不与第二传动部件410发生干涉,以限制第一传动部件310的运动状态。启
动第二驱动部件,通过第二传动部件410接收第二驱动部件的第二驱动力,在第二驱动部件
的作用下,电输运载样结构整体绕第二轴线y轴转动,参阅图4与图5。
轮设于第一驱动部件的驱动端,第一传动轴穿过支撑环与第二传动部件,且两端套设有第
一齿轮与蜗杆,蜗杆与蜗轮啮合,第二传动轴两端套设有蜗轮与第二齿轮。第二齿轮用于带
动装载部件绕第一轴线转动。具体的,第一传动部件在工作过程中,启动第一驱动部件,通
过第一驱动部件驱动第一齿轮转动,进而通过第一传动轴带动蜗杆转动,通过蜗杆带动蜗
轮转动,进而通过第二传动轴带动第二齿轮转动,最终通过第二齿轮带动装载部件绕第一
轴线x轴转动,也即带动装载部件中载物面上样品绕第一轴线x轴转动。
二传动轴与装载部件之间的距离,进而增大了装载部件上的放置空间。
封,进一步密封腔体的密封性,维持较高的真空度。
411能够分别独立运动。具体的,当样品800绕第一轴线x轴转动时,第一传动轴转动,而当样
品800绕第二轴线y轴转动时,第一传动轴与第三齿轮同步转动,以保持第一传动轴与第三
齿轮相对静止。
的真空度。
下单次长时间的测量,同时将低温腔之外,进一步减小低温对齿轮热胀冷缩的影响,进而进
一步延长低温下单次测量时间,极大的提高了上述电输运载样结构的性能。
111相对的一个平面上。
进一步延长单次测量时间。
撑板110卡接第一传动部件310限制第一传动部件310的位置,以提高电输运载样结构的稳
定性。
电输运载样结构的稳定性。
需将样品取出并重新固定,使得两个维度上的测量数据始终位于同一套基准中,因此,不仅
能够实现电输运测量的定性分析,还能够实现电输运测量的定量分析。同时,由于无需将样
品取出二次固定,因此能够避免将样品暴露于空气中,进而能够防止样品氧化变质,提高测
量结果的准确度。
通过传动部件第二转动结构带动传动部件样品沿第二轴线转动包括:同时启动第一转动结
构300与第二转动结构400,通过第一转动结构300与第二转动结构400相配合,以带动样品
800沿第二轴线转y轴动。
在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护
范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。