專利名稱：全自動化擺動式物鏡轉(zhuǎn)臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于顯微鏡的轉(zhuǎn)臺，尤其涉及一種全自動化擺動式物鏡轉(zhuǎn)臺。
技術(shù)背景顯微鏡是由一個透鏡或幾個透鏡的組合構(gòu)成的一種光學(xué)儀器，用于將微小物體放大，以 便人的肉眼能夠進(jìn)行觀察。由于一定放大倍數(shù)的物鏡的觀測范圍是有限的，所以一般顯微鏡 會配置不同放大倍數(shù)的物鏡，以便觀測不同量級的微小物體。在實(shí)際觀測時，首先需要對被 觀察物體做出大概估計，以此確定選用哪一級放大倍數(shù)的目鏡來進(jìn)行觀測，如果觀測結(jié)果與 所選物鏡不符，則需更換其他放大倍數(shù)的物鏡。因此，當(dāng)測量不同物體時，就需要不停地更 換不同放大倍數(shù)的物鏡，單靠操作者手工操作，不僅麻煩費(fèi)時，而且容易選錯所需放大倍數(shù) 的物鏡，使用不便。目前，還沒有全自動化擺動式切換物鏡的轉(zhuǎn)臺。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明在于提供一種全自動化擺動式物鏡轉(zhuǎn)臺，該轉(zhuǎn)臺采用傳動帶與帶輪的配合實(shí)現(xiàn)多 個物鏡的切換。保證了觀測不同量級的微小物體條件下對不同放大倍數(shù)的物鏡進(jìn)行快速準(zhǔn)確 的切換，以節(jié)省調(diào)節(jié)操作時間。具體來說，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn) 一種用于全自動化擺動式物鏡轉(zhuǎn)臺，安裝于 顯微鏡的機(jī)架上，其特征在于所述轉(zhuǎn)臺包括端面設(shè)有階梯軸的物鏡轉(zhuǎn)臺、固定架、安裝于 固定架前端的軸承座、安裝于固定架上且依次連接的步進(jìn)電機(jī)、絕對式編碼器、轉(zhuǎn)接電路板 和串口接頭。物鏡轉(zhuǎn)臺的階梯軸安裝于軸承座中并與步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸相連，步進(jìn)電機(jī)可帶動 物鏡轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動。步進(jìn)電機(jī)的后端軸與絕對式編碼器相連，通過絕對式編碼器可以記錄電機(jī)轉(zhuǎn) 軸的絕對角度，從而確定物鏡轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動的絕對角度，實(shí)現(xiàn)精確控制物鏡轉(zhuǎn)動的角度。轉(zhuǎn)接電 路板的接線端子連接絕對式編碼器的信號線和電源線，轉(zhuǎn)接電路板的作用在于實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)接功能， 實(shí)現(xiàn)絕對式編碼器與串口接頭的數(shù)據(jù)互通。軸承座為裝 有兩個軸承的T形座，有助于增大軸承與物鏡轉(zhuǎn)臺階梯軸的軸向接觸面積， 保證物鏡轉(zhuǎn)臺的階梯軸處于水平位置，防止光路發(fā)生傾斜。物鏡轉(zhuǎn)臺的階梯軸的軸端裝有大帶輪，大帶輪與階梯軸之間通過緊定螺釘進(jìn)行聯(lián)接；相 應(yīng)的在步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上裝有小帶輪，也通過緊定螺釘進(jìn)行聯(lián)接，以保證其穩(wěn)固性。大帶輪通 過皮帶與小帶輪相連，大帶輪與小帶輪之間傳動比可以設(shè)置為2: 1。使用時，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動 小帶輪經(jīng)由皮帶帶動大轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動，進(jìn)而驅(qū)動物鏡轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動。物鏡轉(zhuǎn)臺的圓周面開設(shè)有三個通孔，位于兩側(cè)的兩個通孔與位于中間的通孔呈45度夾 角。在每個通孔的一端均開設(shè)有用于安裝物鏡的螺紋，通孔的另一端起到通光的作用。 物鏡轉(zhuǎn)臺裝設(shè)有10倍、40倍和100倍油鏡，可以根據(jù)觀察需要進(jìn)行選用。固定架的橫截面為倒"n"形，其兩側(cè)面的加工為鏤空狀，在保證固定架強(qiáng)度的同時又利于散熱。固定架裝設(shè)有外殼，外殼緊密包覆內(nèi)部結(jié)構(gòu)，既保護(hù)了傳動部分，也使得外形更 為美觀。外殼拆卸很方便，有助于觀察其內(nèi)部傳動機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。在固定架上分別裝設(shè)有用于固定步進(jìn)電機(jī)的電機(jī)固定座、用于固定絕對式編碼器的編碼 器固定座和用于固定轉(zhuǎn)接電路板的電路板固定座。所述固定架與固定座之間均采用螺紋連接 方式，在固定架開設(shè)有螺紋孔，相應(yīng)的在固定座上開設(shè)有通孔。串口接頭的型號為DB9串口接頭，可以與上位機(jī)控制板直接相連。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1. 采用步進(jìn)電機(jī)、帶輪和傳動帶的配合，帶輪的傳動比為2:1，應(yīng)用編碼器記錄帶輪的 轉(zhuǎn)動角度，節(jié)省了傳動機(jī)構(gòu)所需要的空間，結(jié)構(gòu)更加緊湊。2. 采用小轉(zhuǎn)輪經(jīng)由皮帶帶動大轉(zhuǎn)輪的傳動模式提高了物鏡間轉(zhuǎn)換的定位精度。3. 固定架緊密包覆內(nèi)部結(jié)構(gòu)，既保護(hù)了傳動部分，也使外形較為美觀。同時外殼結(jié)構(gòu)容 易拆卸，以觀察其內(nèi)部傳動機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。4. 傳統(tǒng)的物鏡轉(zhuǎn)臺通過手動方式，可以調(diào)換不同倍數(shù)的物鏡，當(dāng)聽到碰叩聲時，物鏡光 軸恰好對準(zhǔn)通光孔中心，此時方可進(jìn)行觀察。但是傳統(tǒng)物鏡轉(zhuǎn)臺容易出現(xiàn)定位裝置失靈，通 常是由于定位彈簧片損壞(變形、斷裂、失去彈性、彈簧片的固定螺釘松動等)所致，在修 復(fù)時不僅需要更換新的彈簧片，同時還需要作光軸校正，操作步驟較為繁瑣。而本發(fā)明所述 的物鏡轉(zhuǎn)臺通過單片機(jī)控制電機(jī)，再通過傳動部分實(shí)現(xiàn)物鏡轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動，使得物鏡能夠?qū)崿F(xiàn) 自動切換，實(shí)現(xiàn)對物鏡位置的精確控制，從根本上避免了傳統(tǒng)的物鏡轉(zhuǎn)臺容易出現(xiàn)的定位裝 置失靈等問題。5. 制造傳統(tǒng)的物鏡轉(zhuǎn)臺需要一個楔形塊來連接顯微鏡基體，對于加工制造精度的要求很 高，制造成本也因此提高，而本發(fā)明所述的物鏡轉(zhuǎn)臺的加工相對簡單，只需在物鏡轉(zhuǎn)臺的外 圓周面加工出與物鏡連接的螺紋孔和通光孔，在端面加工出一個階梯軸即可。6. 盡管觀察載玻片的時候通常只需2--3個物鏡就能達(dá)到觀察清晰圖像的效果，但是由 于傳統(tǒng)物鏡轉(zhuǎn)臺裝配方式所限，傳統(tǒng)的物鏡轉(zhuǎn)臺即使只裝一個物鏡所占用的空間都與安裝多 個物鏡所占的空間相差無幾，占用的體積較大。而本發(fā)明所述的物鏡轉(zhuǎn)臺僅設(shè)有三個物鏡裝 配孔，而且水平放置，物鏡裝上之后所占用的空間較小，結(jié)構(gòu)更加緊湊。


圖l是本發(fā)明所述用于全自動化擺動式物鏡轉(zhuǎn)臺的整體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明所述用于全自動化擺動式物鏡轉(zhuǎn)臺的傳動裝配示意圖； 圖3是本發(fā)明所述用于全自動化擺動式物鏡轉(zhuǎn)臺的物鏡轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是圖3中所示物鏡轉(zhuǎn)臺的B-B向剖視圖；圖5是本發(fā)明所述用于全自動化擺動式物鏡轉(zhuǎn)臺的軸承座結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是本發(fā)明所述用于全自動化擺動式物鏡轉(zhuǎn)臺的固定架的外殼示意圖； 圖7是本發(fā)明所述用于全自動化擺動式物鏡轉(zhuǎn)臺在顯微鏡中的安裝示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。結(jié)合圖l、圖2、圖3和圖6所示，本發(fā)明所述的一種全自動化擺動式物鏡轉(zhuǎn)臺，包括端 面設(shè)有階梯軸9的物鏡轉(zhuǎn)臺1、固定架3、安裝于固定架3前端的軸承座2、安裝于固定架3 上且依次連接的步進(jìn)電機(jī)4、絕對式編碼器5、轉(zhuǎn)接電路板6和串口接頭7。物鏡轉(zhuǎn)臺1的階梯軸9安裝于軸承座2中，階梯軸9的軸端裝有大帶輪14，大帶輪14 與階梯軸9之間通過緊定螺釘進(jìn)行聯(lián)接；相應(yīng)的在步進(jìn)電機(jī)4轉(zhuǎn)軸上裝有小帶輪15，也通過 緊定螺釘進(jìn)行聯(lián)接，以保證其穩(wěn)固性。大帶輪14通過皮帶16與小帶輪15相連，大帶輪14 與小帶輪15之間傳動比設(shè)置為2: 1。使用時，步進(jìn)電機(jī)4驅(qū)動小帶輪15經(jīng)由皮帶16帶動 大轉(zhuǎn)輪14轉(zhuǎn)動，進(jìn)而驅(qū)動物鏡轉(zhuǎn)臺l轉(zhuǎn)動。步進(jìn)電機(jī)4的后端軸與絕對式編碼器5相連，通 過絕對式編碼器5可以記錄步進(jìn)電機(jī)4轉(zhuǎn)軸的絕對角度，從而確定物鏡轉(zhuǎn)臺1的轉(zhuǎn)動的絕對 角度，實(shí)現(xiàn)精確控制物鏡轉(zhuǎn)動的角度。轉(zhuǎn)接電路板6的接線端子連接絕對式編碼器5的信號 線和電源線，轉(zhuǎn)接電路板6的作用在于實(shí)現(xiàn)絕對式編碼器5與串口接頭7的數(shù)據(jù)互通。串口 接頭7的型號選用為為DB9串口接頭，可以與上位機(jī)控制板直接相連。在使用時，上位機(jī)通 過控制電路向步進(jìn)電機(jī)4發(fā)送運(yùn)動指令，步進(jìn)電機(jī)4轉(zhuǎn)動相應(yīng)的圈數(shù)，通過皮帶16傳動，使 物鏡轉(zhuǎn)臺1轉(zhuǎn)動。絕對式編碼器5同時將采集到的步進(jìn)電機(jī)4的位置數(shù)據(jù)實(shí)時傳送給上位機(jī)， 實(shí)現(xiàn)物鏡間切換的位置控制，物鏡轉(zhuǎn)臺1裝設(shè)有10倍、40倍和100倍油鏡，可以根據(jù)觀察 需要進(jìn)行選用。固定架3的橫截面為倒"n"形，其兩側(cè)面加工成鏤空狀，在保證固定架3強(qiáng)度的同時 又利于散熱。固定架3裝設(shè)有外殼13，在固定架3上分別裝設(shè)有用于固定步進(jìn)電機(jī)4的電機(jī) 固定座17、用于固定絕對式編碼器5的編碼器固定座18和用于固定轉(zhuǎn)接電路板6的電路板 固定座19。所述固定架3與固定座之間均采用螺紋連接方式。如圖4所示，物鏡轉(zhuǎn)臺1的圓周面開設(shè)有三個通孔11，位于兩側(cè)的兩個通孔11與位于中間的通孔11呈45度夾角。每個通孔11的一端均設(shè)有用于安裝物鏡的螺紋12，通孔的另 一端起到通光的作用。如圖5所示，軸承座2為裝有兩個軸承8的T型座，有助于增大軸承8與物鏡轉(zhuǎn)臺1的 階梯軸9的軸向接觸面積，保證物鏡轉(zhuǎn)臺1的階梯軸9處于水平位置，防止光路發(fā)生傾斜。圖7顯示的是本發(fā)明所述轉(zhuǎn)臺在顯微鏡中的安裝位置，其固定方式為通過固定架3安裝 于顯微鏡的機(jī)架20上。
權(quán)利要求
1.一種全自動化擺動式物鏡轉(zhuǎn)臺，安裝于顯微鏡的機(jī)架(20)上，其特征在于所述轉(zhuǎn)臺包括端面設(shè)有階梯軸(9)的物鏡轉(zhuǎn)臺(1)、固定架(3)、安裝于固定架(3)前端的軸承座(2)、安裝于固定架(3)上且依次連接的步進(jìn)電機(jī)(4)、絕對式編碼器(5)、轉(zhuǎn)接電路板(6)和串口接頭(7)；所述物鏡轉(zhuǎn)臺(1)的階梯軸(9)安裝于軸承座(2)中并與步進(jìn)電機(jī)(4)的轉(zhuǎn)軸相連。
2. 如權(quán)利要求1所述的全自動化擺動式物鏡轉(zhuǎn)臺，其特征在于所述軸承座(2)為雙 軸承T形座。
3. 如權(quán)利要求l所述的全自動化擺動式物鏡轉(zhuǎn)臺，其特征在于所述物鏡轉(zhuǎn)臺(1)的 階梯軸(9)的軸端裝有大帶輪(14)，在步進(jìn)電機(jī)(4)的轉(zhuǎn)軸上裝有小帶輪(15)，大帶輪 (14)通過皮帶(16)與小帶輪(15)相連。
4. 如權(quán)利要求1所述的全自動化擺動式物鏡轉(zhuǎn)臺，其特征在于所述物鏡轉(zhuǎn)臺(1)的 圓周面開設(shè)有三個通孔(11)，位于兩側(cè)的兩個通孔(11)與位于中間的通孔(11)呈45度 夾角；在每個通孔(11)的一端均開設(shè)有用于安裝物鏡的螺紋(12)。
5. 如權(quán)利要求1所述的全自動化擺動式物鏡轉(zhuǎn)臺，其特征在于所述物鏡轉(zhuǎn)臺(1)裝 設(shè)有10倍、40倍和IOO倍油鏡。
6. 如權(quán)利要求l所述的全自動化擺動式物鏡轉(zhuǎn)臺，其特征在于所述固定架(3)上裝 設(shè)有用于固定步進(jìn)電機(jī)(4)的電機(jī)固定座(17)。
7. 如權(quán)利要求l所述的全自動化擺動式物鏡轉(zhuǎn)臺，其特征在于所述固定架(3)上裝 設(shè)有用于固定絕對式編碼器(5)的編碼器固定座(18)。
8. 如權(quán)利要求l所述的全自動化擺動式物鏡轉(zhuǎn)臺，其特征在于所述固定架(3)上裝 設(shè)有用于固定轉(zhuǎn)接電路板(6)的電路板固定座(19)。
9. 如權(quán)利要求l所述的全自動化擺動式物鏡轉(zhuǎn)臺，其特征在于所述固定架(3)裝設(shè) 有外殼(13)。
10. 如權(quán)利要求l所述的全自動化擺動式物鏡轉(zhuǎn)臺，其特征在于所述串口接頭(7)為 DB9串口接頭。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種全自動化擺動式物鏡轉(zhuǎn)臺，安裝于顯微鏡的機(jī)架上，包括端面設(shè)有階梯軸的物鏡轉(zhuǎn)臺、固定架、安裝于固定架前端的軸承座、安裝于固定架上且依次連接的步進(jìn)電機(jī)、絕對式編碼器、轉(zhuǎn)接電路板和串口接頭。物鏡轉(zhuǎn)臺的階梯軸安裝于軸承座中并與步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸相連，步進(jìn)電機(jī)帶動物鏡轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動，絕對式編碼器記錄步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動的絕對角度，從而確定物鏡轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動的絕對角度。串口接頭與上位機(jī)控制板相連，轉(zhuǎn)接電路板實(shí)現(xiàn)絕對式編碼器與串口接頭的數(shù)據(jù)互通。在觀測不同量級的微小物體時，本發(fā)明所述轉(zhuǎn)臺能夠?qū)Σ煌糯蟊稊?shù)的物鏡進(jìn)行快速準(zhǔn)確的切換，操作簡便快捷。
文檔編號G02B21/26GK101604067SQ20091008977
公開日2009年12月16日 申請日期2009年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月23日
發(fā)明者孫明磊, 宗光華, 畢樹生, 王建中, 陳連生 申請人:北京賽爾蒂扶科技發(fā)展有限公司