一种电子显微镜系统的制作方法

本发明涉及电子显微镜，特别是涉及一种配置有机架减震装置的电子显微镜系统。

背景技术：

1、透射电子显微镜（tem）是一种用于观察物质微观结构的超高分辨率精密仪器。其成像质量对环境振动极为敏感，微米甚至纳米级别的振动都会导致图像模糊、分辨率下降。因此，有效隔离来自地面和环境的振动是保证tem正常工作的关键前提。

2、传统的减震方案如纯空气弹簧隔振平台，虽能有效衰减垂直方向的振动，但对水平方向振动的抑制效果往往有限。而一些主动减震系统则成本高昂、结构复杂。此外，常见的钢丝绳隔震器虽具备全向隔震能力，但其性能在重载和低频振动隔离方面可能存在不足。

3、因此，现有技术缺乏一种能同时高效抑制水平与垂直方向振动、结构相对简单、可靠且成本可控的减震方案，以满足tem等顶级精密仪器的苛刻隔振需求。

4、本发明的目的是提供一种用于tem机架的三点复合式减震系统，以克服现有技术存在的技术问题。其核心目的是通过钢丝绳与空气弹簧的创新结合，实现对地面和环境振动在水平与垂直方向上的高效、宽频带隔离，为tem提供一个超稳定的工作平台。

技术实现思路

1、基于上述目的，本发明提供了一种电子显微镜系统，机架下方设置有减震装置，以使电子显微镜能够保持稳定工作。

2、电子显微镜系统，包括：

3、机架；

4、减震装置，连接于所述机架上；

5、副机架，连接于所述减震装置上；

6、镜筒，连接与所述副机架上；

7、所述减震装置包括m个固定于机架并沿机架外周边均匀分布的减震模组，其中，每个减震模组包括n个围绕圆周对称分布并垂直环绕设置的钢丝绳隔震组件，在所述钢丝绳隔震组件环绕空间内部悬挂放置一空气弹簧气缸，其中，m和n均为3-6的自然数。

8、在一个优选的实施方案中，所述m=3，所述减震模组呈等腰三角形分布；或者，m=4，4个所述减震模组呈正方形分布。

9、在一个更为优选的实施方案中，所述n=3，所述钢丝绳隔震组件围绕圆周呈等边三角形分布。

10、在一个尤为优选的实施方案中，所述钢丝绳隔震组件包括钢丝绳、将钢丝绳向下固定于安装底座的螺母，以及将钢丝绳向上汇聚固定的一钢丝绳连接板。

11、在一个优选的实施方案中，所述空气弹簧气缸向上的高度超出钢丝绳连接板，其上端盖通过螺栓与上支撑连接件紧固，所述上支撑连接件位于钢丝绳连接板之上，所述空气弹簧气缸向下的长度短于所述钢丝绳的长度，所述空气弹簧气缸的下端通过支撑脚形成的定位凹槽连接，二者采用间隙配合，所述定位凹槽与下方减震基座的定位凸台适配卡合，实现空气弹簧气缸底部的径向定位与竖向支撑。

12、在一个优选的实施方案中，所述钢丝绳的捻制方法为交互捻，直径2.5 mm–5 mm，长度：150 mm–300 mm；材料可为碳素钢或不锈钢。

13、在一个优选的实施方案中，所述空气弹簧气缸设有进气口、排气口调节气口，连接外部气源和控制系统，用于充放气以调节响应时间和刚度。

14、在一个优选的实施方案中，所述空气弹簧气缸负载为400 kg，气缸的外径150mm，工作压力为0.4 mpa，工作浮起高度为2 mm。

15、在一个优选的实施方案中，所述空气弹簧气缸的上端盖开设有螺栓装配孔；所述副机架包括相连接的上支撑连接件和支撑柱，所述空气弹簧气缸的上端盖通过螺栓装配孔与所述上支撑连接件螺栓连接。本发明采用全向减震结构的发明构思：将 “钢丝绳水平隔震”和“空气弹簧垂直隔震”二者进行组合从而实现减震的协同效果。其中，减震模组的特定构成：每个支撑点由“三根钢丝绳吊挂一个空气弹簧气缸”构成的特定组合方式及其连接关系；以及，三点支撑的布局：将上述复合减震模组以等腰三角形三点式布置应用于tem机架，三根钢丝绳在空间中的对称悬挂夹角120°，及其所实现的多向水平限位功能。

16、在本发明的减震装置中，所述三根钢丝绳主要用于吸收和耗散来自各个方向的水平振动能量。其高抗拉强度、韧性以及良好的绕性，使其能够承受多方向的交变载荷。所述空气弹簧气缸则主要承担负载并消除垂直地面方向的振动，通过调节内部气压，可以适应不同的响应时间并提供优异的低频隔振效果。

17、上述钢丝绳隔震组件与空气弹簧气缸串联协同工作，共同构成一个针对水平与垂直振动的“二级复合减震”单元。三个这样的单元以三点支撑形式构成整个系统，从而为tem机架提供全方位、高性能的振动隔离。

18、在结构布置上，空气弹簧气缸与钢丝绳隔震组件串联连接，空气弹簧气缸主要沿垂直方向承载设备负载并传递竖向载荷，钢丝绳隔震组件位于空气弹簧气缸tem机架之间，共同构成单一的串联减震支撑单元。在振动隔离与载荷传递过程中，二者实现功能互补、分级隔振的协同效果：垂直方向上，镜筒自重及竖向载荷主要由空气弹簧气缸承担，空气弹簧气缸通过内部气压调节实现竖向低频振动隔离，对垂直地面方向的振动进行初级衰减与缓冲；经空气弹簧气缸初步隔振后的竖向残余振动，进一步传递至串联的钢丝绳隔震组件，由钢丝绳组件通过自身形变与摩擦阻尼进行二次耗散，提升竖向隔振精度与稳定性。水平方向上，来自各个方向的水平振动与交变载荷优先作用于钢丝绳隔震组件，由其高抗拉、高柔性特性实现水平多向振动的吸收与耗散；由于采用串联布置，水平侧向力主要由钢丝绳隔震组件承受，可避免水平载荷直接作用于空气弹簧气缸，防止气缸因侧向弯矩、剪切力发生偏磨或损坏，保证空气弹簧气缸始终处于理想轴向受力状态。二者串联配合后，形成垂直方向由空气弹簧主隔振、钢丝绳辅助阻尼，水平方向由钢丝绳专职耗能的二级复合减震机制，再通过三点支撑布局，最终实现对 tem 机架水平与垂直方向全方位的振动隔离。

19、本发明的有益效果体现于：

20、高效的全向隔振：将钢丝绳（擅长水平向隔振）与空气弹簧（擅长垂直向隔振）的优势相结合，实现了对水平、垂直及多维向振动的高效复合隔离，效果远超单一技术的隔振方案；

21、极高的稳定性：采用三点支撑方式，符合静定原则，能自动适应基础的不平，避免因支撑点过多而产生的内力问题，为机架提供了极高的静态和动态稳定性；

22、主动可调性：空气弹簧的气压可根据tem机架的重量进行精确调节，例如通过调节气缸的软硬程度，和/或通过调节出气口的松紧程度来调节，确保机架处于最佳水平状态，并且能适应负载的变化；

23、高可靠性与长寿命：钢丝绳具有承载安全系数大、耐磨、耐疲劳的特点，空气弹簧也是成熟工业部件，整个系统结构简单，无需复杂维护，使用寿命长。

1.一种电子显微镜系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电子显微镜系统，其特征在于，m=3，3个所述减震模组呈等腰三角形分布；或者，m=4，4个所述减震模组呈正方形分布。

3.根据权利要求1所述的电子显微镜系统，其特征在于，n=3，所述钢丝绳隔震组件围绕圆周呈等边三角形分布。

4.根据权利要求1所述的电子显微镜系统，其特征在于，所述钢丝绳隔震组件包括钢丝绳、将钢丝绳向下固定于安装底座的螺母，以及将钢丝绳向上汇聚固定的一钢丝绳连接板。

5.根据权利要求4所述的电子显微镜系统，其特征在于，所述空气弹簧气缸向上的高度超出钢丝绳连接板，其上端盖通过螺栓与上支撑连接件紧固，所述上支撑连接件位于钢丝绳连接板之上，所述空气弹簧气缸向下的长度短于所述钢丝绳的长度，所述空气弹簧气缸的下端通过支撑脚形成的定位凹槽连接，二者采用间隙配合，所述定位凹槽与下方减震基座的定位凸台适配卡合，实现空气弹簧气缸底部的径向定位与竖向支撑。

6. 根据权利要求1所述的电子显微镜系统，其特征在于，所述钢丝绳的捻制方法为交互捻，直径为2.5 mm-5 mm，长度为150 mm-300 mm；材料为碳素钢或不锈钢。

7.根据权利要求1所述的电子显微镜系统，其特征在于，所述空气弹簧气缸设有进气口、排气口和调节气口，连接外部气源和控制系统，用于充放气以调节响应时间和刚度。

8. 根据权利要求1所述的电子显微镜系统，其特征在于，所述空气弹簧气缸负载为400kg，气缸的外径为150mm、工作压力为0.4 mpa、工作浮起高度为2 mm。

9.根据权利要求5所述的电子显微镜系统，其特征在于，所述空气弹簧气缸的上端盖开设有螺栓装配孔；所述副机架包括相连接的上支撑连接件和支撑柱，所述空气弹簧气缸的上端盖通过螺栓装配孔与所述上支撑连接件螺栓连接。