一種線性電動物鏡切換裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯微鏡技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種線性電動物鏡切換裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]物鏡是生物顯微鏡的核心器件。為了觀察不同尺度的生物組織信息，顯微鏡通常配置多種不同放大倍數(shù)、數(shù)值孔徑的物鏡。隨著全自動掃描顯微鏡的發(fā)展，出現(xiàn)了各種電動物鏡切換裝置，大多數(shù)是轉(zhuǎn)盤式物鏡切換裝置。目前，已經(jīng)出現(xiàn)多種非標顯微物鏡，例如一種壓電式顯微物鏡，用于Z軸方向的納米級微位移，以滿足全自動掃描顯微鏡對高精度、響應(yīng)快及全自動對焦技術(shù)的要求。鑒于目前技術(shù)水平的限制，壓電式物鏡體積較大、存在電控連接線纜，這些問題限制了壓電式物鏡在轉(zhuǎn)盤式物鏡切換器上的應(yīng)用，除此以外，轉(zhuǎn)盤式物鏡切換裝置還存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、切換速度慢等缺點。
[0003]因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種線性電動物鏡切換裝置，具有響應(yīng)速度快，切換運動平穩(wěn)，定位精確高，既可安裝非標物鏡也可安裝標準物鏡等特點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決以上存在的問題，即現(xiàn)有轉(zhuǎn)盤式物鏡切換裝置不宜對非標結(jié)構(gòu)、大體積物鏡模塊進行快速切換的問題，本發(fā)明提供了一種能夠沿直線方向運動的物鏡切換裝置，該裝置可以根據(jù)壓電式物鏡或其他非標結(jié)構(gòu)物鏡的體積進行合理布局，電控線纜連接方便。該裝置采用線性磁軸電機驅(qū)動，響應(yīng)速度快，切換運動平穩(wěn)，定位精確高，既可安裝非標物鏡也可安裝標準物鏡。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種線性電動物鏡切換裝置，包括固定板、切換板、物鏡安裝板、非標物鏡；所述裝置采用層疊嵌入式結(jié)構(gòu)，所述固定板水平安裝在樣品上方，所述切換板在所述固定板的下方，所述固定板和所述切換板之間通過精密直線導軌與滾珠滑塊作為移動副來連接，所述物鏡安裝板安裝在所述切換板下方，所述非標物鏡安裝在所述物鏡安裝板上；所述裝置通過線性磁軸電機驅(qū)動所述物鏡安裝板沿直線方向進行切換，每個所述非標物鏡在光柵尺上對應(yīng)一個位置，上位機通過光柵尺讀頭判斷所述切換板所在位置并控制所述線性磁軸電機對所述非標物鏡進行切換。
[0006]進一步地，所述固定板中間有一個圓形成像通孔，所述固定板下方安裝有所述線性磁軸電機的定子、兩條所述精密直線導軌和所述光柵尺讀頭。
[0007]進一步地，兩條所述精密直線導軌相互平行，平行度控制在3 μ m以內(nèi)。
[0008]進一步地，所述定子和所述光柵尺讀頭位于所述精密直線導軌兩側(cè)，所述定子與光柵尺讀頭部分嵌入在所述固定板內(nèi)。
[0009]進一步地，所述切換板上方安裝有所述線性磁軸電機的磁軸、光柵尺及所述滾珠滑塊，所述切換板中間配置有一個矩形通孔，所述矩形通孔長度大于所述切換板的行程，所述矩形通孔寬度大于所述非標物鏡接口的直徑。
[0010]進一步地，所述線性磁軸電機的磁軸與所述光柵尺相互平行，所述滾珠滑塊的滾珠嵌入所述固定板下方的所述精密直線導軌的凹槽內(nèi)，使得所述切換板與所述固定板在垂直方向相互約束，并且能沿所述精密直線導軌自由滑動。
[0011 ] 進一步地，所述物鏡安裝板中間配置有一個矩形凸臺，所述凸臺的尺寸與所述切換板上的所述矩形通孔一致，所述凸臺上配置有若干與所述凸臺上表面垂直的物鏡安裝孔，所述物鏡安裝孔螺紋規(guī)格與顯微物鏡的接口螺紋一致。
[0012]進一步地，所述凸臺的四周配置有四個通孔，所述通孔的位置與所述切換板下方螺紋孔的位置對應(yīng)，所述物鏡安裝板通過四顆螺絲將固定在所述切換板的下方；所述物鏡安裝板上的所述凸臺能夠完全嵌入所述切換板上的所述矩形通孔中。
[0013]進一步地，所述直線電動物鏡切換裝置的工作流程如下:
[0014]I)接通電源，所述光柵尺讀頭檢測到所述切換板所在位置；
[0015]2)所述線性磁軸電機帶動所述切換板向零點位置移動并停留在零點位置；
[0016]3)上位機向所述線性磁軸電機驅(qū)動器發(fā)送命令；
[0017]4)所述線性磁軸電機驅(qū)動器執(zhí)行接收到的所述命令，所述線性磁軸電機帶所述動切換板移動，實現(xiàn)所述非標物鏡的切換。
[0018]進一步地，所述命令包含所述線性磁軸電機所要移動的方向和距離。
[0019]本發(fā)明提出一種線性電動物鏡切換裝置，它包括固定板、線性磁軸電機、光柵尺、切換板、物鏡安裝板、非標物鏡。固定板、切換板、物鏡安裝板的安裝順序是:固定板在上方，切換板在中間，物鏡安裝板在下方。固定板水平安裝在所要觀察的樣品上方，使整個線性電動物鏡切換裝置安裝好后物鏡與所要觀察的樣品垂直。該裝置采用層疊嵌入式結(jié)構(gòu)，切換板通過滾珠滑塊吊裝在固定板下方，物鏡安裝板嵌入安裝在切換板下方，非標物鏡可通過物鏡安裝孔安裝在物鏡安裝板上。
[0020]所述固定板的中間有一圓形成像通孔，其下方安裝有所述線性磁軸電機的定子、兩條精密直線導軌、光柵尺讀頭，其中，所述兩條精密直線導軌相互平行。
[0021]所述定子與光柵尺讀頭位于精密直線導軌兩側(cè)，為了使整個裝置結(jié)構(gòu)緊湊，所述定子與光柵尺讀頭部分嵌入在固定板內(nèi)。
[0022]所述切換板的上方安裝有所述線性磁軸電機的磁軸、滾珠滑塊、光柵尺。所述線性磁軸電機的磁軸與所述光柵尺相互平行。所述線性磁軸電機的磁軸插入所述線性磁軸電機的定子中間的通孔，所述切換板與所述固定板之間通過精密直線導軌與滾珠滑塊作為移動畐IJ。所述切換板的中間有一矩形通孔，其長度大于所述切換板的行程，其寬度大于物鏡接口的直徑。在所述切換板的下方，所述通孔的外圍設(shè)有四個螺紋孔。
[0023]所述物鏡安裝板的上表面有一矩形凸臺，凸臺尺寸與所述的切換板上的通孔一致。所述凸臺的上表面設(shè)有若干與凸臺上表面垂直的物鏡安裝孔，所述物鏡安裝孔的螺紋規(guī)格與顯微物鏡的接口螺紋一致，所物鏡安裝孔的間距可根據(jù)所要安裝的非標物鏡的尺寸來確定，所述物鏡安裝孔的數(shù)量與所要安裝的非標物鏡數(shù)量相等。
[0024]所述物鏡安裝板凸臺的四周設(shè)有四個通孔，通孔的位置與所述切換板下方螺紋孔的位置對應(yīng)，以便通過四顆螺絲將所述物鏡安裝板固定在所述切換板的下方。物鏡安裝板上的所述凸臺能夠完全嵌入所述切換板上的矩形通孔中。
[0025]整個直線電動物鏡切換裝置的工作流程如下:
[0026]I)接通電源，光柵尺讀頭檢測到切換板所在位置；
[0027]2)線性磁軸電機帶動切換板向零點位置移動并停留在零點位置；
[0028]3)上位機向線性磁軸電機驅(qū)動器發(fā)送命令，命令包含線性磁軸電機所要移動的方向和距離；
[0029]4)線性磁軸電機驅(qū)動器執(zhí)行接收到的命令，線性磁軸電機帶動切換板移動，完成物鏡的切換。
[0030]本發(fā)明所述線性電動物鏡切換裝置的傳動及定位裝置采用嵌入式設(shè)計，線性磁軸電機與光柵尺等傳動與定位裝置全部嵌入固定板與切換板中，這種設(shè)計使得整個裝置的結(jié)構(gòu)緊湊，特別適合空間較小的場合。切換板和物鏡安裝板的長度可以根據(jù)物鏡的