一种真空用手动传输杆装置及其传输方法与流程

本发明涉及真空与半导体传输，具体涉及一种真空用手动传输杆装置及其传输方法。

背景技术：

1、在真空与半导体传输领域，尤其是对样品传输及曝光环境要求极为苛刻的扫描电子显微镜（sem）或电子束曝光机（ebl）等设备中，对传动机构的性能提出了极高要求。

2、现有技术中，已公开了一种磁力杆传动装置（参见专利文献cn219225377u）。该专利通过旋转杆外部的磁铁，利用杆内外磁铁同性相斥、异性相吸的原理，驱动真空环境内部的套杆组件实现转动和轴向移动。然而，该技术方案存在明显局限：其一，两种功能无法在同一操作动作下合并进行；其二，其端部采用两套独立的套杆结构，两套杆在运动上是分开的，而非协同联动，这限制了其在需要复杂、连贯轨迹传输场景下的应用；其三，该方案依赖永磁体工作，必然产生静磁场，在用于电子束设备时会干扰电子束轨迹，导致图像畸变或定位偏差，无法满足无磁环境的苛刻要求。

3、此外，另一相关技术（参见专利文献cn117721433a）提出了一种利用焊接波纹管作为真空密封元件的驱动杆。该结构有效解决了动密封的真空泄漏问题，但该驱动杆仅能提供一个轴向平移的自由度，无法实现杆体的翻滚（自转）或摆动动作，功能单一，难以满足复杂运动需求。

4、综上所述，现有技术在真空长距离手动传输领域存在以下问题：致操作复杂、易出错，无法兼顾多自由度复合运动与无磁化要求。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种真空用手动传输杆装置及其传输方法，手动传输可实现全机械无磁零件，确保整套机构无磁，同时样品盘推出和拉回均由重叠路线来实现操作，操作简单。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、一种真空用手动传输杆装置，包括传输外杆体、内驱动杆、单向随动旋转机构、前端法兰、连接件及样品盘；

4、传输外杆体通过前端法兰与外部缓冲室固连，内驱动杆通过单向随动旋转机构与传输外杆体转动连接，内驱动杆与前端法兰通过动密封组件连接，内驱动杆前端设有用于与样品盘锁定或解锁的连接件；

5、手动驱动内驱动杆正向旋转或反向旋转，能够在单一方向上使连接件沿传输外杆体的90°沟槽实现间歇性单向转动，实现连接件与样品盘的锁定和解锁。

6、进一步地，所述连接件包括t型柱、轴承及横杆套；所述横杆套固定在t型柱末端，所述横杆套两端均设有轴承；

7、所述样品盘上设有抱钩，所述抱钩上凹槽与横杆套及轴承组成的整体结构适配；

8、所述横杆套及轴承组成的整体结构位于所述抱钩凹槽内，且所述横杆套与所述抱钩两个勾部的连线方向相互平行时实现锁定；所述横杆套与所述抱钩两个勾部的连线方向相互垂直时实现解锁。

9、进一步地，所述动密封组件包括转接环、o型圈、隔圈及压环；

10、所述转接环具有用于容纳o型圈及隔圈的密封沟槽；所述隔圈两端均设有o型圈，并由所述压环沿轴向压紧于密封沟槽内；所述压环与所述转接环固定连接，使外侧o型圈将压力依次传递至所述隔圈、内侧o型圈，迫使所述o型圈产生变形。

11、进一步地，所述单向随动旋转机构包括单向轴承、深沟球轴承、驱动外套、后压盖及手柄；

12、所述驱动外套两端分别通过单向轴承、深沟球轴承安装在内驱动杆端部；所述后压盖固定在内驱动杆端面，将后端的单向轴承封装在内；所述手柄与驱动外套固连。

13、进一步地，所述前端法兰通过滚珠轴套安装在内驱动杆上。

14、进一步地，所述传输外杆体设有供手柄移动的轴向槽道，且所述槽道具有三个90°沟槽，分别为第一沟槽、第二沟槽、第三沟槽，所述第一沟槽与第二沟槽、第三沟槽延伸方向相反，第一沟槽末端到第一沟槽首端为正向；所述第一沟槽为抽真空时手柄停留位置；所述第二沟槽为连接件与样品盘脱离时的换向位置；第三沟槽为退样时连接件与样品盘的连接位置。

15、本发明还提供一种真空用手动传输方法，采用上述的真空用手动传输杆装置，传输方法步骤如下：

16、当缓冲室抽真空时，手柄在第一沟槽末端内卡住保持不动；需要样品盘传输时，手柄从第一沟槽末端移动到第一沟槽首端，然后沿轴向槽道向前推动样品盘移动直至到达第三沟槽首端处，样品盘推送到指定位置，然后手柄沿原路退回即可完成进样传输过程；

17、当样品盘需要从指定位置退回缓冲室时，手柄推动连接件到达第三沟槽首端处，然后向第三沟槽末端转动，转动90°时，横杆套及轴承组成的整体结构位于所述抱钩凹槽内实现锁定；手柄从第三沟槽末端返回到第三沟槽首端时，连接件不动，手柄退回到第二沟槽首端位置，完成退样过程；

18、当样品盘需要和连接件脱离时，手柄从第二沟槽首端转动到第二沟槽末端，此时，连接件随手柄一起转动90°，横杆套与所述抱钩相互垂直实现解锁；接着手柄从第二沟槽末端返回到第二沟槽首端，连接件不动，实现连接件与抱钩脱离。

19、有益效果：

20、1、本发明手动传输可实现全机械无磁零件，确保整套机构无磁，尤其在电镜或电子束曝光机领域对样品传样及曝光环境要求苛刻时，无磁尤为重要；其次，本发明在实现机械传输的同时，可以解锁和上锁，同一操作下实现多种功能。

21、2、本发明连接件上设计的轴承，在与抱钩配合进行锁定解锁时，能够进行缓冲避免撞击产生颗粒。

22、3、本发明内驱动杆与前端法兰之间为双层动密封，径向缩量小还能实现动密封，避免o型圈磨损。

23、4、本发明传输外杆体设有供手柄移动的轴向槽道，样品盘推出和拉回均由重叠路线来实现操作，防呆设计路线，路径唯一，操作简单，结构新颖。

1.一种真空用手动传输杆装置，其特征在于，包括传输外杆体、内驱动杆、单向随动旋转机构、前端法兰、连接件及样品盘；

2.如权利要求1所述的真空用手动传输杆装置，其特征在于，所述连接件包括t型柱、轴承及横杆套；所述横杆套固定在t型柱末端，所述横杆套两端均设有轴承；

3.如权利要求1所述的真空用手动传输杆装置，其特征在于，所述动密封组件包括转接环、o型圈、隔圈及压环；

4.如权利要求2所述的真空用手动传输杆装置，其特征在于，所述单向随动旋转机构包括单向轴承、深沟球轴承、驱动外套、后压盖及手柄；

5.如权利要求4所述的真空用手动传输杆装置，其特征在于，所述前端法兰通过滚珠轴套安装在内驱动杆上。

6.如权利要求4或5所述的真空用手动传输杆装置，其特征在于，所述传输外杆体设有供手柄移动的轴向槽道，且所述槽道具有三个90°沟槽，分别为第一沟槽、第二沟槽、第三沟槽，所述第一沟槽与第二沟槽、第三沟槽延伸方向相反，第一沟槽末端到第一沟槽首端为正向；所述第一沟槽为抽真空时手柄停留位置；所述第二沟槽为连接件与样品盘脱离时的换向位置；第三沟槽为退样时连接件与样品盘的连接位置。

7.一种真空用手动传输方法，其特征在于，采用如权利要求6所述的真空用手动传输杆装置，传输方法步骤如下：