KR102060350B1 - Parallel goniometer for electromicroscopy - Google Patents
Parallel goniometer for electromicroscopy Download PDFInfo
- Publication number
- KR102060350B1 KR102060350B1 KR1020180131777A KR20180131777A KR102060350B1 KR 102060350 B1 KR102060350 B1 KR 102060350B1 KR 1020180131777 A KR1020180131777 A KR 1020180131777A KR 20180131777 A KR20180131777 A KR 20180131777A KR 102060350 B1 KR102060350 B1 KR 102060350B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- unit
- coupled
- link
- platform
- base platform
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B21/00—Microscopes
- G02B21/24—Base structure
- G02B21/26—Stages; Adjusting means therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 전자현미경용 병렬형 고니오미터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시료를 편심 없이 회전시킬 수 있는 전자현미경용 병렬형 고니오미터에 관한 것이다.The present invention relates to a parallel goniometer for electron microscopes, and more particularly, to a parallel goniometer for electron microscopes capable of rotating a sample without eccentricity.
전자현미경(Electron microscope, EM)은 가속된 전자빔을 이용하여 원자수준 혹은 그 이하의 해상도로 확대가 가능한 현미경을 말한다.Electron microscopes (EMs) are microscopes that can be zoomed to atomic or lower resolutions using accelerated electron beams.
일반적인 전자 현미경은 내측 상부로부터 하부를 향해 전자빔을 발생하는 전자총이 마련되는 진공 챔버를 가진다. A general electron microscope has a vacuum chamber in which an electron gun is provided which generates an electron beam from the inner top to the bottom.
통상적으로, 진공 챔버의 내부에는 시편이 마련되며, 시편은 스테이지 상에 배치되어 검사되는데, 시편을 여러 각도에서 분석하기 위해서 시편이 배치되는 스테이지를 여러 방향으로 회전시키거나 이동시키는 것이 필요하다.Typically, a specimen is provided inside the vacuum chamber, and the specimen is placed and inspected on the stage. In order to analyze the specimen at various angles, it is necessary to rotate or move the stage in which the specimen is placed in various directions.
이를 위해 전자현미경에는 시편이 배치되는 스테이지를 XYZ축을 따라 이동시키거나 회전시키기 위한 구동장치로서 고니오미터가 사용된다.To this end, a goniometer is used in the electron microscope as a driving device for moving or rotating the stage on which the specimen is placed along the XYZ axis.
고니오미터는 스테이지를 XYZ 축 방향으로 이동시키는 직선구동부와 스테이지를 회전시키기 위한 회전구동부를 가진다. The goniometer has a linear driver for moving the stage in the XYZ axis direction and a rotary driver for rotating the stage.
그런데, 종래의 직선구동부는 각각 XYZ축의 직교좌표계의 축과 같은 방향을 이룬다. 특히, Z 방향은 중력이 발생하기 때문에, 이를 보상하기 위해서 Z축 구동부는 다른 구동부보다 더 큰 힘을 내도록 설계되어야 한다. 이러한 고려사항은 구동모터, 동력전달부품 등의 크기, 중량, 배치형태 등의 차이를 야기할 수 있으며, 이 때문에 질량의 편심이 발생하게 되면 직선구동부의 회전 중심에 대해서 편심이 생기게 되는 문제점이 있다. By the way, the conventional linear drive part forms the same direction as the axis | shaft of the rectangular coordinate system of an XYZ axis, respectively. In particular, since the Z direction generates gravity, the Z-axis drive must be designed to exert more force than other drives to compensate for this. These considerations can cause differences in size, weight, arrangement, etc. of the drive motor, power transmission components, etc. Therefore, when mass eccentricity is generated, there is a problem that eccentricity is caused about the rotation center of the linear drive unit. .
따라서, 스테이지를 정밀하게 회전시키기 위해서는 직선구동부에서 360도 방향으로 질량분포가 균일하게 이루어져야 하며, 만일 그렇지 못한 경우에는 이를 보상해줘야 하는 문제점이 발생하게 된다.Therefore, in order to rotate the stage precisely, the mass distribution must be made uniformly in the direction of 360 degrees in the linear driving unit. If this is not the case, a problem arises in that it must be compensated.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 시료를 편심 없이 회전시킬 수 있는 전자현미경용 병렬형 고니오미터를 제공하는 것이다.In order to solve the above problems, the technical problem to be achieved by the present invention is to provide a parallel goniometer for electron microscope that can rotate the sample without eccentricity.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the technical problem mentioned above, and other technical problems not mentioned above may be clearly understood by those skilled in the art from the following description. There will be.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 샘플이 마련되는 진공챔버의 외측에 구비되는 베이스 플랫폼부; 상기 베이스 플랫폼부와 축방향을 따라 이격되게 구비되는 무빙 플랫폼부; 상기 베이스 플랫폼부의 중심에 회전 가능하게 결합되는 구 조인트; 일단부는 상기 무빙 플랫폼부에 결합되어 상기 축방향으로 연장 구비되고 상기 구 조인트를 관통하여 상기 진공챔버의 내측으로 연장되며 타단부에는 상기 샘플이 마련되는 샘플팁이 형성되는 프로브부; 일단부는 상기 베이스 플랫폼부에 결합되고 타단부는 상기 무빙 플랫폼부에 연결되도록 상기 축방향으로 구비되되, 원주방향을 따라 미리 정해진 간격으로 이격되어 구비되며 다자유도를 가지고 각각 독립적으로 작동하면서 상기 무빙 플랫폼부의 경사를 조절하는 복수의 링크부를 가지는 링크조립체부; 그리고 상기 베이스 플랫폼부를 회전시키는 회전구동부를 포함하는 전자현미경용 병렬형 고니오미터를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, an embodiment of the present invention includes a base platform provided on the outside of the vacuum chamber is provided with a sample; A moving platform unit spaced apart from the base platform unit in an axial direction; A spherical joint rotatably coupled to the center of the base platform portion; A probe part having one end coupled to the moving platform and extending in the axial direction, extending through the spherical joint to the inside of the vacuum chamber, and having a sample tip at the other end provided with the sample; One end is coupled to the base platform portion and the other end is provided in the axial direction so as to be connected to the moving platform portion, is provided at a predetermined interval spaced along the circumferential direction and have a multiple degree of freedom while independently operating the moving platform A link assembly portion having a plurality of link portions for adjusting the inclination of the portion; And it provides a parallel type goniometer for an electron microscope comprising a rotation driving unit for rotating the base platform.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 회전구동부는 상기 베이스 플랫폼부에 결합되는 제1기어부와, 상기 베이스 플랫폼부, 상기 구 조인트 및 상기 링크조립체부가 동시에 회전되도록, 상기 제1기어부와 기어 결합되어 상기 제1기어부가 회전되도록 동력을 전달하는 제2기어부를 가질 수 있다.In the embodiment of the present invention, the rotational drive portion is coupled to the first gear portion and the first gear portion coupled to the base platform portion, the base platform portion, the old joint and the link assembly portion, so as to rotate simultaneously. And a second gear unit configured to transmit power to rotate the first gear unit.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 무빙 플랫폼부는 상기 베이스 플랫폼부가 회전 시에 상기 링크조립체부에 구속되어 함께 회전할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the moving platform portion is constrained by the link assembly portion when the base platform portion rotates can be rotated together.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 링크조립체부는 제1링크부, 제2링크부 및 제3링크부를 가지고, 상기 제1링크부 및 상기 제2링크부는 각각 상기 베이스 플랫폼부에 결합되는 제1동력부와, 상기 제1동력부에 결합되고 상기 축방향으로 직선운동하는 제1-1부재와, 상기 무빙 플랫폼부에 결합되고 상기 무빙 플랫폼부의 반경방향으로 직선 운동하는 제2-1부재와, 상기 제1-1부재 및 상기 제2-1부재를 연결하되, 상기 제1-1부재와는 구면조인트 결합되고, 상기 제2-1부재에는 상기 반경방향과 교차하는 방향으로 직선운동하도록 결합되는 제3-1부재를 가질 수 있다.In an embodiment of the present invention, the link assembly portion has a first link portion, a second link portion, and a third link portion, wherein the first link portion and the second link portion are first power coupled to the base platform portion, respectively. And a 1-1 member coupled to the first power unit and linearly moving in the axial direction, and a 2-1 member coupled to the moving platform and linearly moving in the radial direction of the moving platform; The first-first member and the second-first member are connected to each other, and the first-first member is spherical jointly coupled, and the second-first member is coupled to linearly move in a direction crossing the radial direction. It may have a 3-1 member.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제3링크부는 상기 베이스 플랫폼부에 결합되는 제2동력부와, 상기 제3동력부에 결합되고 상기 축방향으로 직선운동하는 제1-2부재와, 상기 무빙 플랫폼부에 결합되고 상기 무빙 플랫폼부의 반경방향으로 직선 운동하며 상기 제1-2부재와 구면조인트 결합되는 제2-2부재를 가질 수 있다.In an embodiment of the present invention, the third link portion is coupled to the second platform portion, the second power unit, the first power member coupled to the third power unit in the axial direction and the second member, the moving It may have a second member coupled to the platform portion and linear movement in the radial direction of the moving platform portion and the second member and the spherical joint coupled to the first member.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제3링크부는 상기 베이스 플랫폼부에 결합되는 제2동력부와, 상기 제2동력부에 결합되고 상기 축방향으로 직선운동하는 제1-2부재와, 상기 무빙 플랫폼부에 결합되고 상기 무빙 플랫폼부의 반경방향으로 직선 운동하는 제2-2부재와, 상기 제1-2부재 및 상기 제2-2부재를 연결하되, 상기 제1-2부재와는 유니버설 조인트 결합되고, 상기 제2-2부재에는 상기 반경방향과 교차하는 방향으로 직선운동하도록 결합되는 제3-2부재를 가질 수 있다.In the embodiment of the present invention, the third link portion is coupled to the second power unit coupled to the base platform portion, the second member coupled to the second power portion and the linear movement in the axial direction, and the moving It is coupled to the platform portion and the linear movement in the radial direction of the moving platform 2-2 member and the 1-2 member and the 2-2 member, but the universal joint coupling with the 1-2 member The second-2 member may have a third-2 member coupled to linearly move in a direction crossing the radial direction.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 링크조립체부는 상기 제1링크부, 제2링크부 및 제3링크부를 가지고, 상기 제1링크부, 상기 제2링크부 및 상기 제3링크부는 각각 상기 베이스 플랫폼부에 결합되는 제1동력부와, 일단부는 상기 제1동력부에 결합되어 상기 축방향으로 직선운동하고, 타단부는 상기 무빙 플랫폼부에 슬라이딩 가능하게 밀착되는 제1-1부재를 가질 수 있다.In an embodiment of the present invention, the link assembly portion has the first link portion, the second link portion, and the third link portion, and the first link portion, the second link portion, and the third link portion, respectively, the base platform. The first power unit coupled to the portion, one end portion may be coupled to the first power portion and has a linear motion in the axial direction, the other end has a first-first member slidably in close contact with the moving platform portion. .
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 무빙 플랫폼부에 구비되고, 상기 무빙 플랫폼부가 상기 링크조립체부에 밀착되도록 힘을 제공함과 동시에, 상기 무빙 플랫폼부가 상기 베이스 플랫폼부와 연동되어 회전하도록 구속하는 탄성부를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the elastic platform provided on the moving platform portion, the moving platform portion provides a force to be in close contact with the link assembly portion, and at the same time, the elastic portion which is constrained to rotate in conjunction with the base platform portion It may include.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 샘플팁의 미세 조정이 가능하도록, 상기 프로브부는, 상기 베이스 플랫폼부를 기준으로, 상기 무빙 플랫폼부 방향으로 연장되는 제1길이가 상기 샘플팁 방향으로 연장되는 제2길이보다 길게 형성될 수 있다.In an embodiment of the present disclosure, the probe unit may have a first length extending in the direction of the moving platform part based on the base platform part so that the fine adjustment of the sample tip is possible in the second direction of the sample tip direction. It may be formed longer than the length.
본 발명의 실시예에 따르면, 베이스 플랫폼부, 구 조인트, 프로브부, 링크조립체 및 무빙 플랫폼부는 베이스 플랫폼부의 중심을 기준으로 360도 방향으로 질량분포가 균일하게 이루어질 수 있기 때문에, 편심 없이 회전될 수 있다.According to the embodiment of the present invention, since the mass distribution is uniformly made in the 360 degree direction with respect to the base platform portion, the spherical joint, the probe portion, the link assembly, and the moving platform portion, the base platform portion can be rotated without eccentricity. have.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It is to be understood that the effects of the present invention are not limited to the above effects, and include all effects deduced from the configuration of the invention described in the detailed description or claims of the present invention.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 전자현미경용 병렬형 고니오미터를 나타낸 사시도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 전자현미경용 병렬형 고니오미터를 나타낸 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 전자현미경용 병렬형 고니오미터의 구동 메커니즘을 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 전자현미경용 병렬형 고니오미터의 링크조립체의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 전자현미경용 병렬형 고니오미터를 개략적으로 나타낸 단면예시도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 전자현미경용 병렬형 고니오미터의 구동 메커니즘을 설명하기 위한 예시도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 전자현미경용 병렬형 고니오미터의 링크조립체를 중심으로 나타낸 예시도이다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 전자현미경용 병렬형 고니오미터를 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 전자현미경용 병렬형 고니오미터의 링크조립체와 무빙 플랫폼부의 작동을 설명하기 위한 단면예시도이다.
도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 전자현미경용 병렬형 고니오미터의 무빙 플랫폼부와 탄성부를 중심으로 나타낸 예시도이다.1 is a perspective view showing a parallel type goniometer for an electron microscope according to a first embodiment of the present invention.
2 and 3 are exploded perspective views showing a parallel type goniometer for an electron microscope according to a first embodiment of the present invention.
4 is an exemplary view for explaining a driving mechanism of a parallel goniometer for an electron microscope according to a first embodiment of the present invention.
5 is an exemplary view for explaining the operation of the link assembly of the parallel type goniometer for electron microscope according to the first embodiment of the present invention.
Figure 6 is a schematic cross-sectional view showing an electron microscope parallel goniometer according to a first embodiment of the present invention.
7 is an exemplary view for explaining a driving mechanism of a parallel goniometer for an electron microscope according to a second embodiment of the present invention.
8 is an exemplary view showing a link assembly of a parallel type goniometer for an electron microscope according to a second embodiment of the present invention.
9 is a perspective view showing a parallel goniometer for an electron microscope according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating the operation of a link assembly and a moving platform of a parallel goniometer for an electron microscope according to a third exemplary embodiment of the present invention.
11 is an exemplary view showing a moving platform and an elastic portion of the parallel type goniometer for an electron microscope according to the third embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결(접속, 접촉, 결합)”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 “간접적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected (connected, contacted, coupled)" with another part, it is not only "directly connected" but also "indirectly connected" with another member in between. Also includes the case where In addition, when a part is said to "include" a certain component, this means that unless otherwise stated, it may further include other components rather than excluding the other components.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, the terms “comprise” or “have” are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 전자현미경용 병렬형 고니오미터를 나타낸 사시도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 전자현미경용 병렬형 고니오미터를 나타낸 분해사시도이다.1 is a perspective view showing an electron microscope parallel type goniometer according to a first embodiment of the present invention, Figures 2 and 3 shows an electron microscope parallel type goniometer according to a first embodiment of the present invention Exploded perspective view.
도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 전자현미경용 병렬형 고니오미터는 베이스 플랫폼부(100), 무빙 플랫폼부(200), 구 조인트(300), 프로브부(400) 링크조립체부(500) 그리고 회전구동부(600)를 포함할 수 있다.As shown in Figures 1 to 3, the electron microscope parallel type goniometer, the
베이스 플랫폼부(100)는 샘플이 마련되는 진공챔버(700)의 외측에 구비될 수 있다. The
베이스 플랫폼부(100)의 중앙에는 베이스 플랫폼부(100)의 축방향으로 제1관통공(110)이 형성될 수 있으며, 베이스 플랫폼부(100)는 진공챔버(700)의 중앙에 형성되는 제3관통공(701)에 결합되는 베어링(710)에 의해 결합될 수 있다. 제1관통공(110) 및 제3관통공(701)은 동심축을 가질 수 있으며, 베이스 플랫폼부(100)는 회전될 수 있다.The first through
무빙 플랫폼부(200)는 베이스 플랫폼부(100)와 축방향을 따라 이격되게 구비될 수 있으며, 무빙 플랫폼부(200)는 베이스 플랫폼부(100)와 동심을 가질 수 있다. 무빙 플랫폼부(200)의 중앙에는 축방향으로 제2관통공(210)이 형성될 수 있다.The moving
그리고, 베이스 플랫폼부(100)에 대향되는 무빙 플랫폼부(200)의 일면에는 가이드홈(220)이 형성될 수 있다. 가이드홈(220)은 반경방향으로 연장되도록 형성될 수 있으며, 원주방향을 따라 미리 정해진 각도 간격으로 복수개가 형성될 수 있다.In addition, a
구 조인트(300)는 베이스 플랫폼부(100)의 중심에 형성되는 제1관통공(110)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 구 조인트(300)는 베이스 플랫폼부(100)에 결합되는 구 조인트 하우징(310)과 결합되어 베이스 플랫폼부(100)에서 분리되지 않도록 고정될 수 있다.The spherical joint 300 may be rotatably coupled to the first through
프로브부(400)는, 일단부는 무빙 플랫폼부(200)에 결합되고 축방향으로 연장 구비될 수 있으며, 구 조인트(300)를 관통하여 진공챔버(700)의 내측으로 연장될 수 있다. 프로브부(400)는 무빙 플랫폼부(200)의 제2관통공(210)과 구 조인트(300) 및 진공챔버(700)의 제3관통공(701)을 관통해 진공챔버(700)의 내측으로 연장될 수 있다.The
프로브부(400)는 구 조인트(300)를 관통하되, 구 조인트(300)의 내측에서 축방향으로 왕복 이동될 수 있다.The
그리고, 진공챔버(700)의 내측에 위치되는 프로브부(400)의 타단부에는 샘플팁(420)이 형성될 수 있으며, 샘플팁(420)에는 샘플이 마련될 수 있다.In addition, a
링크조립체부(500)는 일단부는 베이스 플랫폼부(100)에 결합되고 타단부는 무빙 플랫폼부(200)에 연결되도록 베이스 플랫폼부(100)의 축방향으로 구비될 수 있다. 링크조립체부(500)는 복수의 링크부를 가질 수 있으며, 각각의 링크부는 원주방향을 따라 미리 정해진 간격으로 이격되어 구비될 수 있다. 또한, 각각의 링크부는 다자유도를 가질 수 있으며, 각각 독립적으로 작동하면서 무빙 플랫폼부(200)의 경사를 조절할 수 있다.The
링크조립체부(500)에 의해 무빙 플랫폼부(200)의 경사, 즉, 기울어짐(Tilt)이 조절되면 프로브부(400)는 구 조인트(300)를 중심으로 회전하게 되는데, 프로브부(400)가 구 조인트(300)를 통과함녀서 운동이 축소되어 회전운동이 직선운동으로 근사화될 수 있다. 즉, 프로브부(400)는 XYZ축 방향으로 이동할 수 있게 되며, 이에 따라 진공챔버(700) 내부에 위치되는 샘플팁(420)의 위치가 변경될 수 있다.When the inclination, ie tilt, of the moving
링크조립체부(500)에 대한 설명에 앞서, 링크 및 플랫폼의 구동 메커니즘에 대해서 설명한다.Prior to the description of the
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 전자현미경용 병렬형 고니오미터의 구동 메커니즘을 설명하기 위한 예시도이다.4 is an exemplary view for explaining a driving mechanism of a parallel goniometer for an electron microscope according to a first embodiment of the present invention.
도 4에서 도면부호가 P로 시작하는 구성은 병진 조인트(Prismatic joint)로서 직선 슬라이드 운동하며, 1자유도를 가진다. 그리고, 도면부호가 S로 시작하는 구성은 구면 조인트(Spherical joint)로서 회전 운동하며 3자유도를 가진다.In FIG. 4, a configuration in which the reference numeral starts with P is a linear slide as a translational joint and has one degree of freedom. The configuration starting with S is a spherical joint and has three degrees of freedom.
상세히, 도 4에서 보는 바와 같이, 무빙 플랫폼(MP)의 중앙에 구비되는 제1병진 조인트(P1)는 베이스 플랫폼(BP)에 구비되는 제1구면조인트(S1)에 결합된다. 제1병진 조인트(P1)는 제1구면조인트(S1)에 결합되어 축방향으로 직선 이동하며, 제1구면조인트(S1)는 회전 운동할 수 있다. 이에 따라, 제1병진 조인트(P1) 및 제1구면조인트(S1)는 PS결합 형태를 가진다.In detail, as shown in FIG. 4, the first translation joint P1 provided at the center of the moving platform MP is coupled to the first spherical joint S1 provided at the base platform BP. The first translation joint P1 is coupled to the first spherical joint S1 and linearly moves in the axial direction, and the first spherical joint S1 may rotate. Accordingly, the first translation joint P1 and the first spherical joint S1 have a PS coupling form.
제1링크(LK1)는 제2병진 조인트(P2), 제2구면조인트(S2), 제3병진 조인트(P3) 및 제4병진 조인트(P4)를 가질 수 있다.The first link LK1 may have a second translation joint P2, a second spherical joint S2, a third translation joint P3, and a fourth translation joint P4.
제2병진 조인트(P2)는 베이스 플랫폼(BP)에 결합되어 축방향으로 직선 이동하고, 제2구면조인트(S2)는 회전 운동한다. 그리고, 제4병진 조인트(P4)는 무빙 플랫폼과 결합되어 반경방향으로 직선 이동하며, 제3병진 조인트(P3)는 반경방향과 교차하는 방향으로 직선 이동한다. 즉, 제1링크(LK1)는 PSPP 결합 형태를 가진다.The second translation joint P2 is coupled to the base platform BP to linearly move in the axial direction, and the second spherical joint S2 rotates. In addition, the fourth translational joint P4 is linearly moved in the radial direction in combination with the moving platform, and the third translational joint P3 is linearly moving in the direction crossing the radial direction. That is, the first link LK1 has a PSPP coupling type.
제2링크(LK2)는 제5병진 조인트(P5), 제3구면조인트(S3), 제6병진 조인트(P6) 및 제7병진 조인트(P7)를 가질 수 있다.The second link LK2 may have a fifth translation joint P5, a third spherical joint S3, a sixth translation joint P6, and a seventh translation joint P7.
제5병진 조인트(P5)는 베이스 플랫폼(BP)에 결합되어 축방향으로 직선 이동하고, 제3구면조인트(S3)는 회전 운동한다. 그리고, 제7병진 조인트(P7)는 무빙 플랫폼에 결합되어 반경방향으로 직선 이동하며, 제6병진 조인트(P6)는 반경방향과 교차하는 방향으로 직선 이동한다. 즉, 제2링크(LK2)는 제1링크(LK1)처럼 PSPP 결합 형태를 가진다.The fifth translation joint P5 is coupled to the base platform BP to linearly move in the axial direction, and the third spherical joint S3 rotates. The seventh translation joint P7 is coupled to the moving platform and linearly moves in the radial direction, and the sixth translation joint P6 linearly moves in the direction crossing the radial direction. That is, the second link LK2 has a PSPP coupling type like the first link LK1.
제3링크(LK3)는 제8병진 조인트(P8), 제4구면조인트(S4) 및 제9병진 조인트(P9)를 가질 수 있다.The third link LK3 may have an eighth translation joint P8, a fourth spherical joint S4, and a ninth translation joint P9.
제8병진 조인트(P8)는 베이스 플랫폼(BP)에 결합되어 축방향으로 직선 이동하고, 제4구면조인트(S4)는 회전 운동한다. 그리고, 제9병진 조인트(P9)는 무빙 플랫폼에 결합되어 반경방향으로 직선 이동한다. 즉, 제3링크(LK3)는 PSP 결합 형태를 가지며, 따라서, 본 실시예에 따른 구동 메커니즘은 2PSPP+1PSP+1PS 메커니즘을 가질 수 있다.The eighth translation joint P8 is coupled to the base platform BP to linearly move in the axial direction, and the fourth spherical joint S4 rotates. In addition, the ninth translational joint P9 is coupled to the moving platform and linearly moves in the radial direction. That is, the third link LK3 has a PSP coupling type, and therefore, the driving mechanism according to the present embodiment may have a 2PSPP + 1PSP + 1PS mechanism.
이러한 메커니즘은 아래 식 (1)에 의해 자유도가 검증될 수 있다.This mechanism can be verified by the following equation (1).
식 (1) --- 
여기서, M은 이동성으로서, 메커니즘의 자유도를 의미한다. N은 링크의 수이고, j는 조인트의 수이고, fi는 조인트의 자유도의 합이다.Here, M is mobility and means the degree of freedom of the mechanism. N is the number of links, j is the number of joints and fi is the sum of the degrees of freedom of the joints.
도 4의 메커니즘을 참고하여 링크의 수(N)를 계산하면, 베이스 플랫폼: 1, 무빙 플랫폼: 1, 제1구면 조인트: 1, 제1링크(LK1) 및 제2링크(LK2): 2×3=6, 제3링크(LK3): 1×2=2 로써, N=11이다.Referring to the mechanism of Fig. 4, the number of links N is calculated, and the base platform: 1, the moving platform: 1, the first spherical joint: 1, the first link LK1 and the second link LK2: 2 × 3 = 6, third link LK3: 1 × 2 = 2, where N = 11.
그리고, 조인트의 수(j)를 계산하면, PSPP: 2×4=8, PSP: 1×3=3, PS: 1×2=2 로써, j=13이다.When the number of joints j is calculated, PS = 2 × 4 = 8, PSP: 1 × 3 = 3, PS: 1 × 2 = 2, and j = 13.
그리고, 조인트의 자유도의 합(fi)은 PSPP: 2×(1+3+1+1)=12, PSP: 1+3+1=5, PS: 1+3=4로써, fi=21이다. The sum of the degrees of freedom of the joints (fi) is PSPP: 2 × (1 + 3 + 1 + 1) = 12, PSP: 1 + 3 + 1 = 5, PS: 1 + 3 = 4, and fi = 21. .
따라서, M=6(11-1-13)+21=3이고, 이러한 메커니즘은 3자유도를 가진다. 즉, 이러한 메커니즘이 적용되면 시료를 XYZ축으로 이동시킬 수 있다.Thus M = 6 (11-1-13) + 21 = 3, and this mechanism has three degrees of freedom. In other words, if this mechanism is applied, the sample can be moved to the XYZ axis.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 전자현미경용 병렬형 고니오미터의 링크조립체의 동작을 설명하기 위한 예시도이다.5 is an exemplary view for explaining the operation of the link assembly of the parallel type goniometer for electron microscope according to the first embodiment of the present invention.
도 5에서 보는 바와 같이, 링크조립체부(500)는 도 4에서 설명한 메커니즘을 가질 수 있다.As shown in FIG. 5, the
링크조립체부(500)는 제1링크부(510), 제2링크부(520) 및 제3링크부(530)를 가질 수 있다.The
여기서, 제1링크부(510) 및 제2링크부(520)는 동일한 구성을 가질 수 있으며, 제1링크부(510) 및 제2링크부(520)는 도 4의 제1링크(LK1) 및 제2링크(LK2)의 결합 형태를 가질 수 있다.Here, the
제1링크부(510) 및 제2링크부(520)는 각각 제1동력부(511,521), 제1-1부재(512,522), 제2-1부재(513,523) 및 제3-1부재(514,524)를 가질 수 있다.The
제1동력부(511,521)는 베이스 플랫폼부(100)에 결합될 수 있으며, 원주방향을 따라 이격되어 마련될 수 있다. 제1동력부(511,521)는 리니어 모터일 수 있다.The
제1-1부재(512,522)는 제1동력부(511,521)에 결합되고 축방향으로 직선 운동할 수 있다.The first-
제2-1부재(513,523)는 무빙 플랫폼부(200)에 결합될 수 있으며, 무빙 플랫폼부(200)의 반경방향으로 직선 운동할 수 있다.The second-
제3-1부재(514,524)는 제1-1부재(512,522) 및 제2-1부재(513,523)를 연결하되, 제1-1부재(512,522)와는 구면조인트 결합(SJ1,SJ2)되고, 제2-1부재(513,523)에는 반경방향과 교차하는 방향으로 직선운동하도록 결합될 수 있다.The 3-
그리고 제3링크부(530)는 도 4의 제3링크(LK3)의 결합 형태를 가질 수 있다.The
제3링크부(530)는 제2동력부(531), 제1-2부재(532) 및 제2-2부재(533)를 가질 수 있다.The
제2동력부(531)는 베이스 플랫폼부(100)에 결합될 수 있으며, 제2동력부(531)는 리니어 모터일 수 있다.The
제1-2부재(532)는 제2동력부(531)에 결합될 수 있으며, 축방향으로 직선운동할 수 있다.The
제2-2부재(533)는 무빙 플랫폼부(200)에 결합될 수 있으며 무빙 플랫폼부(200)의 반경방향으로 직선 운동할 수 있다. 또한, 제2-2부재(533)는 제1-2부재(532)와 구면조인트 결합(SJ3)될 수 있다.The second-2
따라서, 링크조립체부(500)의 작동에 의해 무빙 플랫폼부(200)는 경사가 조절될 수 있으며, 무빙 플랫폼부(200)의 경사가 조절됨에 따라 프로브부(400)는 구 조인트(300)를 중심으로 회전 및 직선 이동하게 되므로, 샘플팁(420)을 XYZ축 방향으로 이동시킬 수 있다.Therefore, the inclination of the moving
링크조립체부(500)는 베이스 플랫폼부(100)의 중심을 기준으로 동일한 각도 간격으로 마련될 수 있으며, 제1링크부(510) 및 제2링크부(520)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 또한, 제3링크부(530)는 제1링크부(510)와 구조는 약간 상이하지만, 제1-2부재(532) 및 제2-2부재(533)의 크기를 적절하게 조절하여 제1링크부(510)와의 질량 차이를 최소화할 수 있다. 따라서, 베이스 플랫폼부(100), 구 조인트(300), 프로브부(400), 링크조립체부(500) 및 무빙 플랫폼부(200)는 베이스 플랫폼부(100)의 중심을 기준으로 360도 방향으로 질량분포가 균일하게 이루어질 수 있다.The
다시, 도 1 내지 도 3에서 보는 바와 같이, 회전구동부(600)는 베이스 플랫폼부(100)를 회전시킬 수 있다.Again, as shown in FIGS. 1 to 3, the
그리고, 회전구동부(600)는 제1기어부(610) 및 제2기어부(620)를 가질 수 있다. In addition, the
제1기어부(610)는 베이스 플랫폼부(100)에 결합될 수 있으며, 베이스 플랫폼부(100)는 제1기어부(610)와 함께 회전될 수 있다. The
제2기어부(620)는 제3동력부(640)와 결합될 수 있으며, 제3동력부(640)는 마운트(630)에 마련될 수 있다.The
제2기어부(620)는 제3동력부(640)에서 제공되는 동력에 의해 회전하면서 기어 결합된 제1기어부(610)에 동력을 전달할 수 있다. 제1기어부(610)가 회전하게 되면, 베이스 플랫폼부(100)도 회전하게 되는데, 링크조립체부(500)는 베이스 플랫폼부(100) 및 무빙 플랫폼부(200)를 연결하여 무빙 플랫폼부(200)를 구속하고 있기 때문에, 링크조립체부(500), 구 조인트(300), 무빙 플랫폼부(200) 및 프로브부(400)도 연동하여 회전될 수 있다. 이를 통해, 샘플팁(420)은 회전할 수 있으며, 따라서, XYZ축 방향 선형운동 및 회전운동을 할 수 있다.The
본 발명에 따르면, 베이스 플랫폼부(100), 구 조인트(300), 프로브부(400), 링크조립체부(500) 및 무빙 플랫폼부(200)는 베이스 플랫폼부(100)의 중심을 기준으로 360도 방향으로 질량분포가 균일하게 이루어질 수 있기 때문에, 편심 없이 회전될 수 있다.According to the present invention, the
그리고, 이러한 구성을 가지게 되면, 고니오미터를 수직방향으로도 배치하더라도 동일한 효과를 얻을 수 있기 때문에, 고니오미터를 설치하는 공간 절약이 가능하다.In this configuration, since the same effect can be obtained even if the goniometer is arranged in the vertical direction, it is possible to save space for installing the goniometer.
한편, 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 전자현미경용 병렬형 고니오미터를 개략적으로 나타낸 단면예시도인데, 도 6에서 보는 바와 같이, 프로브부(400)는 베이스 플랫폼부(100)를 기준으로, 무빙 플랫폼부(200) 방향으로 연장되는 제1길이(L1)가 샘플팁(420) 방향으로 연장되는 제2길이(L2)보다 길게 형성될 수 있다.On the other hand, Figure 6 is a schematic cross-sectional view showing an electron microscope parallel goniometer according to the first embodiment of the present invention, as shown in Figure 6, the
이를 통해, 무빙 플랫폼부(200)의 경사 변화에 따라 샘플팁(420)의 위치변화가 더욱 미세하고 정밀하게 제어될 수 있다.Through this, the position change of the
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 전자현미경용 병렬형 고니오미터의 구동 메커니즘을 설명하기 위한 예시도이고, 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 전자현미경용 병렬형 고니오미터의 링크조립체를 중심으로 나타낸 예시도이다. 본 실시예에서는 제3링크(LK3)의 구동 메커니즘과 전술한 제1실시예의 제3링크(LK3)의 구동 메커니즘의 차이에 의해 제3링크부(530)의 구현 형태가 다를 수 있으며, 다른 구성은 동일하므로 반복되는 내용은 가급적 생략한다.7 is an exemplary view illustrating a driving mechanism of a parallel goniometer for an electron microscope according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a parallel goniometer for an electron microscope according to a second embodiment of the present invention. Exemplary diagram showing a link assembly of a meter. In the present embodiment, the implementation of the
도 7에서 보는 바와 같이, 무빙 플랫폼(MP)의 중앙에 구비되는 제1병진 조인트(P1) 및 베이스 플랫폼(BP)에 구비되는 제1구면조인트(S1)는 PS결합 형태를 가진다.As shown in FIG. 7, the first translation joint P1 provided at the center of the moving platform MP and the first spherical joint S1 provided at the base platform BP have a PS coupling shape.
그리고, 제1링크(LK1)는 제2병진 조인트(P2), 제2구면조인트(S2), 제3병진 조인트(P3) 및 제4병진 조인트(P4)를 가지고, 제2링크(LK2)는 제5병진 조인트(P5), 제3구면조인트(S3), 제6병진 조인트(P6) 및 제7병진 조인트(P7)를 가질 수 있다. 즉, 제1링크(LK1) 및 제2링크(LK2)는 PSPP 결합 형태를 가진다.The first link LK1 has a second translation joint P2, a second spherical joint S2, a third translation joint P3, and a fourth translation joint P4. The fifth translation joint P5, the third spherical joint S3, the sixth translation joint P6, and the seventh translation joint P7 may be provided. That is, the first link LK1 and the second link LK2 have a PSPP coupling type.
한편, 제3링크(LK3)는 제8병진 조인트(P8), 유니버셜 조인트(U), 제9병진 조인트(P9) 및 제10병진 조인트(P10)를 가질 수 있다.The third link LK3 may have an eighth translation joint P8, a universal joint U, a ninth translation joint P9, and a tenth translation joint P10.
제8병진 조인트(P8)는 베이스 플랫폼(BP)에 결합되어 축방향으로 직선 이동하고, 유니버셜 조인트(U)는 2축 회전 운동한다. 그리고, 제10병진 조인트(P10)는 무빙 플랫폼에 결합되어 반경방향으로 직선 이동하며, 제9병진 조인트(P9)는 반경방향과 교차하는 방향으로 직선 이동한다. 즉, 제3링크(LK3)는 PUPP 결합 형태를 가진다. 이처럼, 본 실시예에 따른 구동 메커니즘은 2PSPP+1PUPP+1PS 메커니즘을 가질 수 있다.The eighth translation joint P8 is coupled to the base platform BP to linearly move in the axial direction, and the universal joint U moves biaxially. In addition, the tenth translational joint P10 is coupled to the moving platform and linearly moves in the radial direction, and the ninth translational joint P9 is linearly moved in a direction crossing the radial direction. That is, the third link LK3 has a PUPP coupling type. As such, the driving mechanism according to the present embodiment may have a 2PSPP + 1PUPP + 1PS mechanism.
본 메커니즘도 전술한 식 (1)에 의해 자유도가 검증될 수 있다.This mechanism can also be verified for degrees of freedom by the above equation (1).
도 7의 메커니즘을 참고하여 링크의 수(N)를 계산하면, 베이스 플랫폼: 1, 무빙 플랫폼: 1, 제1구면 조인트: 1, 제1링크(LK1), 제2링크(LK2) 및 제3링크(LK3): 3×3=9 로써, N=12이다.Referring to the mechanism of FIG. 7, the number N of links is calculated. Base platform: 1, moving platform: 1, first spherical joint: 1, first link LK1, second link LK2, and third Link LK3: 3 × 3 = 9, where N = 12.
그리고, 조인트의 수(j)를 계산하면, PSPP: 2×4=8, PUPP: 1×4=4, PS: 1×2=2 로써, j=14이다.When the number of joints j is calculated, PS = 2 × 4 = 8, PUPP: 1 × 4 = 4, PS: 1 × 2 = 2, and j = 14.
그리고, 조인트의 자유도의 합(fi)은 PSPP: 2×(1+3+1+1)=12, PUPP: 1+2+1+1=5, PS: 1+3=4로써, fi=21이다. And, the sum of the degrees of freedom of the joint (fi) is PSPP: 2 × (1 + 3 + 1 + 1) = 12, PUPP: 1 + 2 + 1 + 1 = 5, PS: 1 + 3 = 4, and fi = 21.
따라서, M=6(12-1-14)+21=3이고, 이러한 메커니즘은 3자유도를 가진다. 즉, 본 실시예에 따른 메커니즘이 적용되어도 시료를 XYZ축 방향으로 이동시킬 수 있다.Thus, M = 6 (12-1-14) + 21 = 3, and this mechanism has three degrees of freedom. That is, even if the mechanism according to the present embodiment is applied, the sample can be moved in the XYZ axis direction.
이러한 메커니즘을 가지는 링크조립체부는 도 8에서와 같이 구현될 수 있다.The link assembly having such a mechanism may be implemented as shown in FIG. 8.
즉, 제3링크부(1530)는 제2동력부(1531), 제1-2부재(1532), 제2-2부재(1533) 및 제3-2부재(1534)를 가질 수 있다.That is, the
제2동력부(1531)는 베이스 플랫폼부(100)에 결합될 수 있으며, 제2동력부(1531)는 리니어 모터일 수 있다.The
제1-2부재(1532)는 제2동력부(1531)에 결합될 수 있으며, 축방향으로 직선운동할 수 있고, 제2-2부재(1533)는 무빙 플랫폼부(200)에 결합될 수 있으며 무빙 플랫폼부(200)의 반경방향으로 직선 운동할 수 있다. The
그리고, 제3-2부재(1534)는 제1-2부재(1532) 및 제2-2부재(1533)를 연결할 수 있으며, 제1-2부재(1532)와는 유니버설 조인트 결합(UJ)되고, 제2-2부재(1533)에는 반경방향과 교차하는 방향으로 직선운동하도록 결합될 수 있다.In addition, the third-2
본 실시예에 따라서도, 베이스 플랫폼부, 구 조인트, 프로브부, 링크조립체 및 무빙 플랫폼부는 베이스 플랫폼부의 중심을 기준으로 360도 방향으로 질량분포가 균일하게 이루어질 수 있고, 편심 없이 회전될 수 있다.According to the present embodiment, the base platform portion, the spherical joint, the probe portion, the link assembly and the moving platform portion may be uniformly distributed in a 360 degree direction with respect to the center of the base platform portion, and may be rotated without eccentricity.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 전자현미경용 병렬형 고니오미터를 나타낸 사시도이고, 도 10은 본 발명의 제3실시예에 따른 전자현미경용 병렬형 고니오미터의 링크조립체와 무빙 플랫폼부의 작동을 설명하기 위한 단면예시도이고, 도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 전자현미경용 병렬형 고니오미터의 무빙 플랫폼부와 탄성부를 중심으로 나타낸 예시도이다. 본 실시예에서는 링크조립체부와 무빙 플랫폼부의 구성이 다를 수 있으며, 다른 구성은 전술한 제1실시예와 동일하므로 반복되는 내용은 가급적 생략한다.9 is a perspective view showing an electron microscope parallel type goniometer according to a third embodiment of the present invention, Figure 10 is a link assembly and moving of the electron microscope parallel type goniometer according to a third embodiment of the present invention FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating the operation of the platform unit, and FIG. 11 is an exemplary view showing a moving platform unit and an elastic unit of a parallel goniometer for an electron microscope according to a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the link assembly unit and the moving platform unit may have different configurations, and since the other configurations are the same as those of the first embodiment, the repeated content is omitted as much as possible.
도 9 내지 도 11에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 따른 링크조립체부(2500)는 제1링크부(2510), 제2링크부(2520) 및 제3링크부(2530)를 가질 수 있다. 그리고, 제1링크부(2510), 제2링크부(2520) 및 제3링크부(2530)는 모두 동일하게 구성될 수 있다.9 to 11, the
구체적으로, 제1링크부(2510), 제2링크부(2520) 및 제3링크부(2530)는 각각 제1동력부(2511,2521,2531) 및 제1-1부재(2512,2522,2532)를 가질 수 있다.In detail, the
제1동력부(2511,2521,2531)는 베이스 플랫폼부(100)에 결합될 수 있으며, 제1동력부(2511,2521,2531)는 리니어 모터일 수 있다.The
제1-1부재(2512,2522,2532)는 일단부가 제1동력부(2511,2521,2531)에 결합되고 축방향으로 직선운동할 수 있으며, 타단부는 무빙 플랫폼부(2200)에 슬라이딩 가능하게 밀착될 수 있다. 즉, 제1실시예 및 제2실시예와 달리, 본 실시예에서는 링크조립체부(2500)가 무빙 플랫폼부(2200)에 결합되는 것이 아니라, 밀착되어 슬라이딩될 수 있다.One end of the first-
본 실시예에 따른 전자현미경용 병렬형 고이오미터는 탄성부(2800)를 포함할 수 있다. The parallel micrometer of the electron microscope according to the present embodiment may include an
탄성부(2800)는 무빙 플랫폼부(2200)에 구비될 수 있다. 탄성부(2800)는 무빙 플랫폼부(2200)에 원주방향을 따라 미리 설정된 간격으로 구비될 수 있다. 그리고, 탄성부(2800)의 일단부는 무빙 플랫폼부(2200)에 연결되고 타단부는 연결하우징부(2900)에 연결될 수 있다.The
연결하우징부(2900)는 베이스 플랫폼부(100)와 연결되고, 베이스 플랫폼부(100)가 회전 시에 연동하여 회전할 수 있다. 따라서, 베이스 플랫폼부(100)가 회전하게 되면 연결하우징부(2900)도 회전하게 되고, 탄성부(2800)에 의해 연결되는 무빙 플랫폼부(2200)도 연동하여 회전할 수 있다.The connecting
탄성부(2800)는 무빙 플랫폼부(2200)가 베이스 플랫폼부(100)와 연동되어 회전하도록 무빙 플랫폼부(2200)를 구속할 뿐만 아니라, 무빙 플랫폼부(2200)를 링크조립체부(2500) 방향으로 당겨 무빙 플랫폼부(2200)가 링크조립체부(2500)에 밀착되도록 힘을 제공할 수 있다.The
그리고, 제1-1부재(2512,2522,2532)의 타단부에는 라운드부(2515)가 형성될 수 있으며, 따라서, 제1-1부재(2512,2522,2532)의 직선운동 시에 연동하여 무빙 플랫폼부(2200)는 안정적으로 경사지게 동작할 수 있다.In addition, a
도 10의 (a)는 링크조립체부(2500) 및 무빙 플랫폼부(2200)를 개략적으로 나타낸 예시도이고, 도 10의 (b)는 링크조립체부(2500) 및 무빙 플랫폼부(2200)의 구동 메커니즘을 나타낸 것이다. 10 (a) is an exemplary view schematically showing the
도 10에서 보는 바와 같이, 본 실시예에 따른 고니어미터의 구동 메커니즘은 링크조립체부(2500) 및 무빙 플랫폼부(2200)를 포함해서 3PSPP 메커니즘을 가질 수 있다. 여기서, PSPP의 체인에서 마지막 PP는 S 위에 두 평면이 있는 것으로 가정할 수 있다.As shown in FIG. 10, the driving mechanism of the goniometer according to the present embodiment may have a 3PSPP mechanism including a
이러한 메커니즘을 참고하여 링크의 수(N)를 계산하면, 베이스 플랫폼: 1, 무빙 플랫폼: 1, 제1구면 조인트: 1, 제1링크, 제2링크 및 제3링크: 2×3=6 으로써, N=9이다.With reference to this mechanism, the number of links (N) can be calculated as: base platform: 1, moving platform: 1, first spherical joint: 1, first link, second link, and third link: 2 × 3 = 6 , N = 9.
그리고, 조인트의 수(j)를 계산하면, PSPP: 3×(1+1+1)=9, PS: 1×2=2 로써, j=11이다.When the number of joints j is calculated, PS = 3 (1 + 1 + 1) = 9, PS: 1 × 2 = 2, and j = 11.
그리고, 조인트의 자유도의 합(fi)은 PSPP: 3×(1+5)=18, PS: 1+3=4로써, fi=22이다. The sum fi of the degrees of freedom of the joint is PSPP: 3 × (1 + 5) = 18, PS: 1 + 3 = 4, and fi = 22.
따라서, M=6(9-1-11)+22=4이고, 이 메커니즘은 4자유도를 가진다. 여기서 계산되는 자유도는 회전까지 고려된 것으로, 이러한 메커니즘이 적용되면 시료를 XYZ축으로 이동시키고, 회전시킬 수 있다.Thus, M = 6 (9-1-11) + 22 = 4, and this mechanism has four degrees of freedom. The degrees of freedom calculated here are taken into account, and when this mechanism is applied, the sample can be moved and rotated on the XYZ axis.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The foregoing description of the present invention is intended for illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the invention is indicated by the following claims, and it should be construed that all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are included in the scope of the invention.
100: 베이스 플랫폼부 200: 무빙 플랫폼부
300: 구 조인트 400: 프로브부
500: 링크조립체부 510: 제1링크부
520: 제2링크부 530: 제3링크부
600: 회전구동부 700: 진공챔버
1532: 제1-2부재 2800: 탄성부
2900: 연결하우징부100: base platform portion 200: moving platform portion
300: old joint 400: probe
500: link assembly 510: first link unit
520: second link unit 530: third link unit
600: rotary drive part 700: vacuum chamber
1532: 1-2-2 member 2800: elastic portion
2900: connecting housing
Claims (9)
상기 베이스 플랫폼부와 축방향을 따라 이격되게 구비되는 무빙 플랫폼부;
상기 베이스 플랫폼부의 중심에 회전 가능하게 결합되는 구 조인트;
일단부는 상기 무빙 플랫폼부에 결합되어 상기 축방향으로 연장 구비되고 상기 구 조인트를 관통하여 상기 진공챔버의 내측으로 연장되며 타단부에는 상기 샘플이 마련되는 샘플팁이 형성되는 프로브부;
일단부는 상기 베이스 플랫폼부에 결합되고 타단부는 상기 무빙 플랫폼부에 연결되도록 상기 축방향으로 구비되되, 원주방향을 따라 미리 정해진 간격으로 이격되어 구비되며 다자유도를 가지고 각각 독립적으로 작동하면서 상기 무빙 플랫폼부의 경사를 조절하는 복수의 링크부를 가지는 링크조립체부; 그리고
상기 베이스 플랫폼부를 회전시키는 회전구동부를 포함하는 전자현미경용 병렬형 고니오미터.A base platform unit provided on an outside of a vacuum chamber in which a sample is provided;
A moving platform unit spaced apart from the base platform unit in an axial direction;
A spherical joint rotatably coupled to the center of the base platform portion;
A probe part having one end coupled to the moving platform and extending in the axial direction, extending through the spherical joint to the inside of the vacuum chamber, and having a sample tip at the other end provided with the sample;
One end is coupled to the base platform portion and the other end is provided in the axial direction so as to be connected to the moving platform portion, is provided spaced at a predetermined interval along the circumferential direction and each of the moving platform while independently operating with multiple degrees of freedom A link assembly portion having a plurality of link portions for adjusting the inclination of the portion; And
Parallel goniometer for an electron microscope comprising a rotation drive unit for rotating the base platform.
상기 회전구동부는
상기 베이스 플랫폼부에 결합되는 제1기어부와,
상기 베이스 플랫폼부, 상기 구 조인트 및 상기 링크조립체부가 동시에 회전되도록, 상기 제1기어부와 기어 결합되어 상기 제1기어부가 회전되도록 동력을 전달하는 제2기어부를 가지는 것을 특징으로 하는 전자현미경용 병렬형 고니오미터.The method of claim 1,
The rotary drive unit
A first gear part coupled to the base platform part;
And a second gear part geared to the first gear part to transmit the power so that the first gear part is rotated so that the base platform part, the spherical joint and the link assembly part rotate simultaneously. Type goniometer.
상기 무빙 플랫폼부는
상기 베이스 플랫폼부가 회전 시에 상기 링크조립체부에 구속되어 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 전자현미경용 병렬형 고니오미터.The method of claim 2,
The moving platform unit
And the base platform portion is constrained and rotated together with the link assembly portion when the base platform portion rotates.
상기 링크조립체부는 제1링크부, 제2링크부 및 제3링크부를 가지고,
상기 제1링크부 및 상기 제2링크부는 각각
상기 베이스 플랫폼부에 결합되는 제1동력부와,
상기 제1동력부에 결합되고 상기 축방향으로 직선운동하는 제1-1부재와,
상기 무빙 플랫폼부에 결합되고 상기 무빙 플랫폼부의 반경방향으로 직선 운동하는 제2-1부재와,
상기 제1-1부재 및 상기 제2-1부재를 연결하되, 상기 제1-1부재와는 구면조인트 결합되고, 상기 제2-1부재에는 상기 반경방향과 교차하는 방향으로 직선운동하도록 결합되는 제3-1부재를 가지는 것을 특징으로 하는 전자현미경용 병렬형 고니오미터.The method of claim 1,
The link assembly portion has a first link portion, a second link portion, and a third link portion,
The first link portion and the second link portion, respectively
A first power unit coupled to the base platform unit;
A first-first member coupled to the first power unit and linearly moving in the axial direction;
A second-first member coupled to the moving platform and linearly moving in the radial direction of the moving platform;
The first-first member and the second-first member are connected to each other, the spherical joint is coupled to the first-first member, and the second-first member is coupled to linearly move in a direction crossing the radial direction. An electron microscope-type parallel goniometer having a 3-1 member.
상기 제3링크부는
상기 베이스 플랫폼부에 결합되는 제2동력부와,
상기 제2동력부에 결합되고 상기 축방향으로 직선운동하는 제1-2부재와,
상기 무빙 플랫폼부에 결합되고 상기 무빙 플랫폼부의 반경방향으로 직선 운동하며 상기 제1-2부재와 구면조인트 결합되는 제2-2부재를 가지는 것을 특징으로 하는 전자현미경용 병렬형 고니오미터.The method of claim 4, wherein
The third link unit
A second power unit coupled to the base platform unit;
A second member coupled to the second power unit and linearly moving in the axial direction;
And a second-2 member coupled to the moving platform and linearly moving in a radial direction of the moving platform and coupled to the first-second member and the spherical joint.
상기 제3링크부는
상기 베이스 플랫폼부에 결합되는 제2동력부와,
상기 제2동력부에 결합되고 상기 축방향으로 직선운동하는 제1-2부재와,
상기 무빙 플랫폼부에 결합되고 상기 무빙 플랫폼부의 반경방향으로 직선 운동하는 제2-2부재와,
상기 제1-2부재 및 상기 제2-2부재를 연결하되, 상기 제1-2부재와는 유니버설 조인트 결합되고, 상기 제2-2부재에는 상기 반경방향과 교차하는 방향으로 직선운동하도록 결합되는 제3-2부재를 가지는 것을 특징으로 하는 전자현미경용 병렬형 고니오미터.The method of claim 4, wherein
The third link unit
A second power unit coupled to the base platform unit;
A second member coupled to the second power unit and linearly moving in the axial direction;
A second-2 member coupled to the moving platform and linearly moving in the radial direction of the moving platform;
The first and second members and the second and second members are connected to each other, and the first and second members are coupled to the universal joint, and the second and second members are coupled to linearly move in a direction crossing the radial direction. A parallel type goniometer for an electron microscope, comprising: a third member.
상기 링크조립체부는 제1링크부, 제2링크부 및 제3링크부를 가지고,
상기 제1링크부, 상기 제2링크부 및 상기 제3링크부는 각각
상기 베이스 플랫폼부에 결합되는 제1동력부와,
일단부는 상기 제1동력부에 결합되어 상기 축방향으로 직선운동하고, 타단부는 상기 무빙 플랫폼부에 슬라이딩 가능하게 밀착되는 제1-1부재를 가지는 것을 특징으로 하는 전자현미경용 병렬형 고니오미터.The method of claim 1,
The link assembly portion has a first link portion, a second link portion, and a third link portion,
The first link portion, the second link portion and the third link portion, respectively
A first power unit coupled to the base platform unit;
One end thereof is coupled to the first power unit and linear movement in the axial direction, the other end is parallel to the goniometer of the electron microscope characterized in that it has a first-first member slidably in close contact with the moving platform portion .
상기 무빙 플랫폼부에 구비되고, 상기 무빙 플랫폼부가 상기 링크조립체부에 밀착되도록 힘을 제공함과 동시에, 상기 무빙 플랫폼부가 상기 베이스 플랫폼부와 연동되어 회전하도록 구속하는 탄성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자현미경용 병렬형 고니오미터.The method of claim 7, wherein
An electron microscope provided on the moving platform, the elastic platform configured to provide a force to closely adhere to the moving linkage to the link assembly and to restrain the moving platform to rotate in conjunction with the base platform; Parallel type goniometer.
상기 샘플팁의 미세 조정이 가능하도록, 상기 프로브부는, 상기 베이스 플랫폼부를 기준으로, 상기 무빙 플랫폼부 방향으로 연장되는 제1길이가 상기 샘플팁 방향으로 연장되는 제2길이보다 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 전자현미경용 병렬형 고니오미터.The method of claim 1,
In order to enable fine adjustment of the sample tip, the probe unit is characterized in that the first length extending in the direction of the moving platform portion relative to the base platform portion is formed longer than the second length extending in the sample tip direction. Parallel goniometers for electron microscopes.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180131777A KR102060350B1 (en) | 2018-10-31 | 2018-10-31 | Parallel goniometer for electromicroscopy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180131777A KR102060350B1 (en) | 2018-10-31 | 2018-10-31 | Parallel goniometer for electromicroscopy |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102060350B1 true KR102060350B1 (en) | 2019-12-30 |
Family
ID=69103042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180131777A KR102060350B1 (en) | 2018-10-31 | 2018-10-31 | Parallel goniometer for electromicroscopy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102060350B1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001312989A (en) | 2000-04-28 | 2001-11-09 | Inst Of Physical & Chemical Res | Sample stage for electron microscope |
| KR100675331B1 (en) | 2005-10-28 | 2007-01-29 | 한국기계연구원 | Nano dimensional driving manipulator with four degree of freedoms |
| KR100955730B1 (en) | 2008-05-30 | 2010-05-04 | 한국기계연구원 | vacuum chuk of Lloyd-type interference lithography system |
| KR101713111B1 (en) | 2016-05-13 | 2017-03-08 | 한국기계연구원 | Wire feeding device for manufacturing three dimension object |
| KR101847357B1 (en) | 2017-12-01 | 2018-04-10 | 한국기초과학지원연구원 | Stage of specimen holder for electron microscope and controlling method thereof |
-
2018
- 2018-10-31 KR KR1020180131777A patent/KR102060350B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001312989A (en) | 2000-04-28 | 2001-11-09 | Inst Of Physical & Chemical Res | Sample stage for electron microscope |
| KR100675331B1 (en) | 2005-10-28 | 2007-01-29 | 한국기계연구원 | Nano dimensional driving manipulator with four degree of freedoms |
| KR100955730B1 (en) | 2008-05-30 | 2010-05-04 | 한국기계연구원 | vacuum chuk of Lloyd-type interference lithography system |
| KR101713111B1 (en) | 2016-05-13 | 2017-03-08 | 한국기계연구원 | Wire feeding device for manufacturing three dimension object |
| KR101847357B1 (en) | 2017-12-01 | 2018-04-10 | 한국기초과학지원연구원 | Stage of specimen holder for electron microscope and controlling method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI573657B (en) | A parallel-kinematical machine with gimbal holders | |
| US8987682B2 (en) | Specimen positioning device, charged particle beam system, and specimen holder | |
| CN102049786A (en) | Rotating mechanism and robot with same | |
| US6403968B1 (en) | Scanning electron microscope | |
| JP2011112414A (en) | Force sensor testing device | |
| JPWO2014087711A1 (en) | Test equipment | |
| CN110727077A (en) | Centroid driving focusing mechanism based on flexible hinge | |
| CN109129494B (en) | Parallel micro-compensation device | |
| KR102060350B1 (en) | Parallel goniometer for electromicroscopy | |
| WO2021039058A1 (en) | Actuator and tripod structure equipped therewith | |
| KR101602609B1 (en) | Structural testing equipment of small components for aircraft | |
| CA2957870C (en) | Adjustment system for aligning optical elements or samples in vacuum | |
| KR101244462B1 (en) | Parallel Manipulator with Variable Length Links | |
| US20160336504A1 (en) | Positioning Device | |
| JP5477737B2 (en) | Free motion simulator device | |
| US10067077B2 (en) | Rotational and axial motion system and methods of use | |
| US6757985B2 (en) | Precise positioning of an object | |
| CN111438681A (en) | Hybrid kinematics mechanism and method with six degrees of freedom | |
| US20220020285A1 (en) | A movement simulator | |
| JP3228117U (en) | Inspection jig for microscope, microscope device equipped with it | |
| CN109807858B (en) | Large-deformation-driven spatial two-rotation one-flat elastic connecting rod parallel mechanism | |
| JP2008536180A (en) | Microscope stage with bending axis | |
| CN109828366B (en) | Objective turret and microscope | |
| CN115836338A (en) | Device for the analog driving of a land vehicle | |
| WO2024034274A1 (en) | Auxiliary support device and test device provided with same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GRNT | Written decision to grant |