一种扫描探针的移动装置

技术领域

本发明涉及扫描探针设备技术领域，具体为一种扫描探针的移动装置。

背景技术

扫描探针设备通常是由探针与被探测物体的表面接触，再通过计算机计算得出被探测物体表面的凹凸等情况的。但是现有的扫描探针的移动通常是由电机的正反转来带动齿轮的正反转，再带动齿杆或螺杆等运动来实现探针的往复运动的，但是齿轮之间的啮合是有空隙的，齿轮正转后反转，啮合的孔隙会导致齿轮之间的转动会有微小的不同步，从而可能导致探针探测产生误差，对探测结过造成影响。

且一般为了探测的准确性，会使探针在被探测物体的表面多做几次往复运动，而往复运动的结束通常由人手动操作设备结束，增加了人的工作量，给探测工作带来不便。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种扫描探针的移动装置，具备不需要齿轮正反转就可以完成探针的往复运动，且齿轮被限制只能一个方向转动，减小探测的误差，且增加了一个自动的开关装置，能在探针往复运动四次后自动关闭装置的优点，解决了现有的扫描探针的移动通常是由电机的正反转来带动齿轮的正反转再带动齿杆或螺杆等运动来实现探针的往复运动的，但是齿轮之间的啮合是有空隙的，齿轮正转后反转，啮合的孔隙会导致齿轮之间的转动会有微小的不同步，从而可能导致探针探测产生误差，且一般为了探测的准确性，会使探针在被探测物体的表面多做几次往复运动，而往复运动的结束通常由人手动操作设备结束，增加了人的工作量，给探测工作带来不便的问题。

(二)技术方案

为实现上述不需要齿轮正反转就可以完成探针的往复运动，且齿轮被限制只能一个方向转动，减小探测的误差，且增加了一个自动的开关装置，能在探针往复运动四次后自动关闭装置的目的，本发明提供如下技术方案：一种扫描探针的移动装置，包括固定架，所述固定架的表面转动连接有动力轮，所述动力轮的表面固定连接有配合摆，所述动力轮的外侧设置有从动轮，所述从动轮的内侧表面设置有限制齿，所述从动轮的内侧设置有固定轮，所述固定轮的表面转动连接有限制杆的一端，所述从动轮的表面固定连接有转动摆，所述动力轮的右侧设置有开关装置，所述开关装置的表面设置有凸起，所述凸起的表面设置有接触开关，所述动力轮的前侧设置有齿杆，所述齿杆的左端固定连接有探头，所述探头的内部固定连接有正极板，所述正极板的右侧设置有负极板，所述正极板的下端设置有探针，所述探针的顶部固定连接有弹簧，所述探针的下侧设置有放置板。

优选的，所述动力轮与外部电机连接；动力轮的圆心处与配合摆的一端固定连接；所述配合摆的另一端设置有配合块。

优选的，所述从动轮、固定轮、限制杆和转动摆分别有两个，每个上述结构为一组；两组上述结构分别设置在动力轮的上侧和下侧。

优选的，所述从动轮与固定架转动连接，从动轮的内侧表面固定连接有一圈限制齿，限制齿的齿朝向顺时针方向。

优选的，所述固定轮与固定架固定连接，所述限制杆的另一端设置有小弹簧的一端，小弹簧的另一端与固定轮固定连接，限制杆朝向限制齿与限制齿接触。

优选的，所述开关装置与固定架转动连接，所述开关装置为圆形，开关装置上设置有四个槽，这四个槽垂直于开关装置的切线，且关于开关装置的圆心分别旋转九十度对称。

优选的，所述接触开关与所述凸起的表面接触，所述接触开关与动力轮连接的外部电机电连接。

优选的，所述齿杆与固定架滑动连接；所述负极板与探头固定连接；所述正极板、负极板分别与外部计算机电连接；所述弹簧的下端与所述探针的顶部固定连接，其上端与所述探头固定连接；正极板与负极板正对，且相距距离等于探针的宽度，探针滑动连接在正极板与负极板之间；所述放置板与所述固定架固定连接。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种扫描探针的移动装置，具备以下有益效果：

1、该扫描探针的移动装置，通过动力轮、从动轮、限制齿、固定轮、限制杆、转动摆、凸起、齿杆、正极板、负极板、探针和弹簧的配合使用，从而达到了不需要齿轮正反转就可以完成探针的往复运动，且齿轮被限制只能一个方向转动，减小了探测的误差，提高了探测结果的准确性。

2、该扫描探针的移动装置，通过动力轮、配合摆、开关装置、接触开关的配合使用，从而达到了增加了一个自动的开关装置，能在探针往复运动四次后自动关闭装置的效果，减少了人的工作量，使操作人员能把更大的精力放到对探测过程的分析上，提高了探测的效率。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明图1去除齿杆部分示意图；

图3为本发明图1探头部分放大图；

图4为本发明图1从动轮部分放大图；

图5为本发明图1工作过程中示意图。

图中：1、固定架；2、动力轮；3、配合摆；4、从动轮；5、限制齿；6、固定轮；7、限制杆；8、转动摆；9、开关装置；10、凸起；11、接触开关；12、齿杆；13、探头；14、正极板；15、负极板；16、探针；17、弹簧；18、放置板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，一种扫描探针的移动装置，包括固定架1，固定架1的表面转动连接有动力轮2，动力轮2的表面固定连接有配合摆3，动力轮2的外侧设置有从动轮4，从动轮4的内侧表面设置有限制齿5，从动轮4的内侧设置有固定轮6，固定轮6的表面转动连接有限制杆7的一端，从动轮4的表面固定连接有转动摆8，动力轮2的右侧设置有开关装置9，开关装置9的表面设置有凸起10，凸起10的表面设置有接触开关11，动力轮2的前侧设置有齿杆12，齿杆12的左端固定连接有探头13，探头13的内部固定连接有正极板14，正极板14的右侧设置有负极板15，正极板14的下端设置有探针16，探针16的顶部固定连接有弹簧17，探针16的下侧设置有放置板18。

动力轮2与外部电机连接；动力轮2的圆心处与配合摆3的一端固定连接；配合摆3的另一端设置有配合块。

从动轮4、固定轮6、限制杆7和转动摆8分别有两个，每个上述结构为一组；两组上述结构分别设置在动力轮2的上侧和下侧。

从动轮4与固定架1转动连接，从动轮4的内侧表面固定连接有一圈限制齿5，限制齿5的齿朝向顺时针方向。

固定轮6与固定架1固定连接，限制杆7的另一端设置有小弹簧的一端，小弹簧的另一端与固定轮6固定连接，限制杆7朝向限制齿5与限制齿5接触。

开关装置9与固定架1转动连接，开关装置9为圆形，开关装置9上设置有四个槽，这四个槽垂直于开关装置9的切线，且关于开关装置9的圆心分别旋转九十度对称。

接触开关11与凸起10的表面接触，接触开关11与动力轮2连接的外部电机电连接。

齿杆12与固定架1滑动连接；负极板15与探头13固定连接；正极板14、负极板15分别与外部计算机电连接；弹簧17的下端与探针16的顶部固定连接，其上端与探头13固定连接；正极板14与负极板15正对，且相距距离等于探针16的宽度，探针16滑动连接在正极板14与负极板15之间；放置板18与固定架1固定连接。

工作过程和原理:该扫描探针的移动装置的初始状态如权利要求书和图1-4。

该装置工作时，与外部电机连接的动力轮2顺时针转动，带动其上下两侧啮合的从动轮4逆时针转动，从动轮4转动带动与其固定连接的转动摆8转动，转动摆8转动带动与其配合的齿杆12做水平方向上的往复运动。

与齿杆12左端固定连接的探头13随着齿杆12做水平方向上的往复运动，又因为探针16设置在探头13的底部且与探头13滑动连接，探针16顶端的两侧分别是正极板14和负极板15，而探针16的顶部与弹簧17的一端固定连接，弹簧17的另一端与探头13固定连接。正极板14、负极板15和探针16组成了一个电容器，而探针16的下端与放置在放置板18上的被探测物体的表面接触，会根据被探测物体表面的凹凸不同和弹簧17的作用而上下移动，即探针16与正极板14和负极板15之间的接触面积改变。

根据电容的决定式：

式中：

C：电容；

ε：介电常数，探针16与正极板14和负极板15之间的接触面积；

S：正对面积，正极板14与负极板15之间的正对面积；

k：静电力常量；

所以探针16与正极板14和负极板15之间的接触面积改变，电容C随之改变，根据电容C的改变量可以计算出被探测物体的表面的凹凸情况。

在从动轮4逆时针转动的同时，其内侧与固定架1固定连接的固定轮6固定不转动，即其上限制杆7不转动，而限制杆7与从动轮4内表面上的限制齿5的朝向相对，限制齿5朝向顺时针方向，即从动轮4顺时针转动会被限制杆7卡住，防止了从动轮4在动力轮2停止时倒转，对探测造成影响。

动力轮2转动的同时，其上固定连接的配合摆3随之转动，带动与之配合的开关装置9转动，因为配合摆3与开关装置9上的槽配合，而开关装置9上有四个槽，所以动力轮2转动四圈开关装置9转动一圈，而开关装置9上设有一个凸起10，开关装置9每转动一圈，其上凸起10就会触动接触开关11一次，即装置停止。即动力轮2每转动四圈，从动轮4也转动四圈，齿杆12做四次往复运动，探针16测量被探测物体的表面四次时，装置自动停止。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。