一种基于容栅尺的显微镜多维自动位移平台定位装置的制作方法

本发明涉及显微镜结构技术领域，具体涉及一种基于容栅尺的显微镜多维自动位移平台定位装置。

背景技术：

显微镜被广泛地应用于生化、医疗、教育和检测等领域，在观察待测标本的过程中，需要不断得移动标本，从而清晰得观察标本的各个部位。

移动工作台被广泛得应用于显微镜，光学检测等观测领域，它们或通过手动调整来移动，或仅有一到两个可自动控制的移动维度。现有的自动位移平台大多结构复杂，体积过于庞大，不易于精确控制和定位。这样会对载物台的定位造成一定的局限和偏差，延长检测所需时间，增加检测难度，影响测量的效率和精确性。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于容栅尺的显微镜多维自动位移平台定位装置，该定位装置结构简单，操作方便，能够精准地调节载物台的位置。

实现本发明上述目的所采用的技术方案为：

一种基于容栅尺的显微镜多维自动位移平台定位装置，包括夹持平台、x轴移动平台机构、y轴移动平台机构和z轴移动平台机构；

x轴移动平台机构包括x轴平台和x轴容栅尺，x轴平台中央设有x轴透光孔，x轴容栅尺包括x轴动尺和x轴定尺，y轴移动平台机构包括y轴平台和y轴容栅尺，y轴平台中央设有y轴透光孔，y轴容栅尺包括y轴动尺和y轴定尺，z轴移动平台机构包括z轴平台和z轴容栅尺，z轴平台中央设有z轴透光孔，z轴容栅尺包括z轴动尺和z轴定尺，x轴分别平行于y轴平台、z轴平台和夹持平台，且x轴平台和y轴平台均位于z轴平台的正上方，z轴平台位于夹持平台的正上方；

z轴平台安装于夹持平台上，z轴平台可沿z轴方向上下滑动，z轴动尺或z轴定尺安装于夹持平台上，z轴定尺或z轴动尺安装于z轴平台上，z轴定尺和z轴动尺配合；

y轴平台安装于z轴平台上，y轴平台可沿y轴方向水平滑动，y轴动尺或y轴定尺安装于z轴平台上，y轴定尺或y轴动尺安装于y轴平台上，y轴定尺和y轴动尺配合；

x轴平台安装于y轴平台上，x轴平台可沿x轴方向水平滑动，x轴动尺或x轴定尺安装于y轴平台上，x轴定尺或x轴动尺安装于x轴平台上，x轴定尺和x轴动尺配合。

所述的z轴移动平台机构还包括z轴滑动机构，z轴滑动机构包括z轴电机、z轴螺杆、z轴螺母座和z轴防护罩，z轴防护罩与z轴平台固定连接，z轴电机安装于z轴防护罩上，z轴螺母座固定于夹持平台上，z轴电机的输出端与z轴螺杆下端连接，z轴螺杆与z轴螺母座连接，z轴螺杆垂直于z轴平台；

所述的y轴移动平台机构还包括y轴滑动机构，y轴滑动机构包括y轴电机、y轴螺杆、y轴螺母座和y轴防护罩，y轴防护罩与y轴平台固定连接，y轴电机安装于y轴防护罩上，y轴螺母座固定于z轴平台上，y轴电机的输出端与y轴螺杆的一端连接，y轴螺杆与y轴螺母座连接，y轴螺杆平行于y轴平台；

所述的x轴移动平台机构还包括x轴滑动机构，x轴滑动机构包括x轴电机、x轴螺杆、x轴螺母座和x轴防护罩，x轴防护罩与y轴平台固定连接，x轴电机安装于x轴防护罩上，x轴螺母座固定于x轴平台上，x轴电机的输出端与x轴螺杆的一端连接，x轴螺杆与x轴螺母座连接，x轴螺杆平行于x轴平台。

所述的z轴滑动机构还包括第一z轴交叉滚子滑轨和第二z轴交叉滚子滑轨，z轴防护罩包括第一z轴侧板、第二z轴侧板、第三z轴侧板和z轴耳板，第一z轴侧板、第二z轴侧板和第三z轴侧板分别与z轴平台连接，且第一z轴侧板、第二z轴侧板和第三z轴侧板分别垂直于z轴平台，第一z轴侧板垂直于第二z轴侧板，第一z轴侧板平行于第三z轴侧板，z轴耳板与第一z轴侧板连接，z轴耳板平行于z轴平台，z轴耳板位于夹持平台的正下方，z轴电机固定于z轴耳板上，夹持平台和第二z轴侧板均呈方形，夹持平台其中一侧壁开设有半圆形的夹持槽，夹持平台位于第一z轴侧板、第二z轴侧板和第三z轴侧板围成的空间内，第二z轴侧板相互平行的两侧壁分别通过第一z轴交叉滚子滑轨和第二z轴交叉滚子滑轨与夹持平台连接。

所述的z轴定尺和第二z轴交叉滚子滑轨与第二z轴侧板连接的导轨连接，z轴动尺和第二z轴交叉滚子滑轨与夹持平台连接的导轨连接，夹持平台相互平行的两侧壁分别与第一z轴侧板和第三z轴侧板接触，z轴螺母座与夹持槽固定连接。

所述的y轴滑动机构还包括第一y轴交叉滚子滑轨和第二y轴交叉滚子滑轨，y轴防护罩包括y轴耳板，y轴平台具有第一y轴边沿、第二y轴边沿、第三y轴边沿和第四y轴边沿，第一y轴边沿平行于第三y轴边沿，第一y轴边沿垂直于第二y轴边沿，y轴耳板与第二y轴边沿连接，y轴耳板垂直于y轴平台，y轴电机固定于y轴耳板上，z轴平台呈方形，z轴位于第一y轴边沿内侧和第三y轴边沿内侧之间，第一y轴边沿内侧与z轴平台的一边沿通过第一y轴交叉滚子滑轨连接，第三y轴边沿内侧与z轴平台的另一边沿通过第二y轴交叉滚子滑轨连接。

所述的y轴防护罩还包括y轴侧板，y轴侧板与第一y轴边沿固定连接，y轴侧板垂直于y轴平台，y轴侧板与y轴耳板连接，y轴侧板垂直于y轴耳板，y轴螺母座位于z轴平台的正下方，y轴动尺和第二y轴交叉滚子滑轨与y轴平台连接的导轨连接，y轴定尺和第二y轴交叉滚子滑轨与z轴平台连接的导轨连接。

所述的x轴滑动机构还包括第一x轴交叉滚子滑轨和第二x轴交叉滚子滑轨，x轴防护罩包括x轴耳板，x轴平台具有第一x轴边沿和第二x轴边沿，第一x轴边沿和第二x轴边沿平行，x轴耳板与第一y轴边沿外侧固定连接，x轴耳板垂直于x轴平台，x轴电机安装于x轴耳板上，y轴平台位于x轴平台的正下方，y轴平台位于第一x轴边沿内侧和第二x轴边沿内侧之间，第一x轴边沿内侧与第二y轴边沿外侧通过第一x轴交叉滚子滑轨连接，第二x轴边沿内侧与第四y轴边沿外侧通过第二x轴交叉滚子滑轨连接。

所述的x轴防护罩还包括x轴侧板，x轴侧板的一侧与x轴耳板连接，x轴侧板的另一相对侧与第二y轴边沿外侧连接，x轴侧板垂直于y轴平台，x轴耳板垂直于x轴侧板，x轴螺母座固定于第一x轴边沿上，x轴定尺和第二y轴交叉滚子滑轨与x轴平台连接的导轨连接，x轴动尺和第二y轴交叉滚子滑轨与y轴平台连接的导轨连接。

所述的x轴移动平台机构还包括x轴光电传感器，x轴光电传感器安装于x轴侧板内侧上，y轴移动平台机构还包括y轴光电传感器，y轴光电传感器安装于y轴侧板内侧上，z轴移动平台机构还包括z轴光电传感器，z轴光电传感器安装于第一z轴侧板上，z轴光电传感器位于第一z轴侧板、第二z轴侧板和第三z轴侧板围成的空间外。

与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：

该装置通过电机在x轴、y轴和z轴三个方向上对载物台的位置进行自动调节，同时在移动过程中通过容栅尺对其在x轴、y轴和z轴三个方向上的移动距离进行测量，从而使载物台精准地移动到指定位置，避免人工手动调整，显著提高了测量效率和精确性。

附图说明

图1为基于容栅尺的显微镜多维自动位移平台定位装置。

图2为基于容栅尺的显微镜多维自动位移平台定位装置。

图3为z轴移动平台机构与夹持平台的装配图。

图4为z轴移动平台机构与夹持平台的装配图。

图5为z轴移动平台机构与y轴移动平台机构的装配图。

图6为z轴移动平台机构与y轴移动平台机构的装配图。

图7为y轴移动平台机构与x轴移动平台机构的装配图。

图8为y轴移动平台机构与x轴移动平台机构的装配图。

其中，1-夹持平台、2-夹持槽、3-z轴平台、4-z轴透光孔、5-z轴电机、6-z轴螺杆、7-z轴螺母座、8-第一z轴交叉滚子滑轨、9-第二z轴交叉滚子滑轨、10-第一z轴侧板、11-第二z轴侧板、12-第三z轴侧板、13-z轴耳板、14-z轴光电传感器、15-z轴动尺、16-z轴定尺、17-y轴平台、18-y轴透光孔、19-y轴电机、20-y轴螺杆、21-y轴螺母座、22-第一y轴交叉滚子滑轨、23-第二y轴交叉滚子滑轨、24-y轴耳板、25-y轴侧板、26-第一y轴边沿、27-第二y轴边沿、28-第三y轴边沿、29-第四y轴边沿、30-y轴动尺、31-y轴定尺、32-x轴平台、33-x轴透光孔、34-x轴电机、35-x轴螺杆、36-x轴螺母座、37-第一x轴交叉滚子滑轨、38-第二x轴交叉滚子滑轨、39-x轴耳板、40-x轴侧板、41-第一x轴边沿、42-第二x轴边沿、43-x轴动尺、44-x轴定尺、45-x轴光电传感器、46-y轴光电传感器。

图1和图2的视角不同，图3和图4的视角不同，图5和图6的视角不同，图7和图8的视角不同。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

本发明提供的基于容栅尺的显微镜多维自动位移平台定位装置的结构如图1和图2所示，包括夹持平台、x轴移动平台机构、y轴移动平台机构和z轴移动平台机构。

如图3所示，夹持平台1呈方形，夹持平台1其中一侧壁开设有半圆形的夹持槽2，通过夹持槽2与显微镜镜臂固定连接。

如图2和图3所示，z轴移动平台机构包括z轴平台3、z轴滑动机构、z轴容栅尺和z轴光电传感器14。z轴平台3呈方形，z轴平台3中央设有z轴透光孔47，z轴平台3位于夹持平台1的正上方。

z轴滑动机构包括z轴电机5、z轴螺杆6、z轴螺母座7、z轴防护罩、第一z轴交叉滚子滑轨8和第二z轴交叉滚子滑轨9。

z轴防护罩包括第一z轴侧板10、第二z轴侧板11、第三z轴侧板12和z轴耳板13，第二z轴侧板11呈方形。第一z轴侧板10、第二z轴侧板11和第三z轴侧板12分别与z轴平台3连接，且第一z轴侧板10、第二z轴侧板11和第三z轴侧板12分别垂直于z轴平台3，第一z轴侧板10垂直于第二z轴侧板11，第一z轴侧板10平行于第三z轴侧板12。z轴耳板13与第一z轴侧板10连接，z轴耳板13平行于z轴平台3，z轴耳板13位于夹持平台1的正下方。夹持平台1位于第一z轴侧板10、第二z轴侧板11和第三z轴侧板12围成的空间内，且夹持平台1相互平行的两侧壁分别与第一z轴侧板10和第三z轴侧板12接触。

z轴电机5固定于z轴耳板13上，z轴螺母座7与夹持槽2固定连接，z轴电机5的输出端与z轴螺杆下6端连接，z轴螺杆6的上端位于z轴透光孔4的正下方，z轴螺杆6与z轴螺母座7连接，z轴螺杆6垂直于z轴平台3。

第二z轴侧板11相互平行的两侧壁分别通过第一z轴交叉滚子滑轨8和第二z轴交叉滚子滑轨9与夹持平台1连接，z轴定尺16和第二z轴交叉滚子滑轨9与第二z轴侧板11连接的导轨连接，z轴动尺15和第二z轴交叉滚子滑轨9与夹持平台1连接的导轨连接。z轴光电传感器14安装于第一z轴侧板10上，z轴光电传感器14位于第一z轴侧板10、第二z轴侧板11和第三z轴侧板12围成的空间外。

y轴移动平台机构包括y轴平台17、y轴容栅尺、y轴滑动机构和y轴光电传感器。y轴平台17中央设有y轴透光孔18，y轴平台17位于z轴平台3的正上方。y轴平台17具有第一y轴边沿26、第二y轴边沿27、第三y轴边沿28和第四y轴边沿29，第一y轴边沿26平行于第三y轴边沿28，第一y轴边沿26垂直于第二y轴边沿27。

y轴滑动机构包括y轴电机19、y轴螺杆20、y轴螺母座21、y轴防护罩、第一y轴交叉滚子滑轨22和第二y轴交叉滚子滑轨23。

y轴防护罩包括y轴耳板24和y轴侧板25，y轴耳板24与第二y轴边沿27连接，y轴耳板24垂直于y轴平台17，y轴侧板25与第一y轴边沿26固定连接，y轴侧板25垂直于y轴平台17，y轴侧板25与y轴耳板24连接，y轴侧板25垂直于y轴耳板24。

y轴电机19固定于y轴耳板24上，y轴螺母座21固定于z轴平台3上，y轴螺母座21位于z轴平台3的正下方，y轴电机19的输出端与y轴螺杆20的一端连接，y轴螺杆20与y轴螺母座21连接，y轴螺杆20平行于y轴平台17，通过设置y轴侧板的目的是将y轴螺杆包围起来，避免操作人员受伤。

z轴平台3位于第一y轴边10沿内侧和第三y轴边沿12内侧之间，第一y轴边沿26内侧与z轴平台3的一边沿通过第一y轴交叉滚子滑轨22连接，第三y轴边沿内侧28与z轴平台3的另一边沿通过第二y轴交叉滚子滑轨23连接。y轴动尺30和第二y轴交叉滚子滑轨23与y轴平台17连接的导轨连接，y轴定尺31和第二y轴交叉滚子滑轨23与z轴平台3连接的导轨连接。y轴光电传感器46安装于y轴侧板25内侧上。

x轴移动平台机构包括x轴平台32、x轴滑动机构、x轴容栅尺和x轴光电传感器45，x轴平台32中央设有x轴透光孔33，x轴平台32具有第一x轴边沿41和第二x轴边沿42，第一x轴边沿41和第二x轴边沿平行42，x轴平台32位于y轴平台17的正上方。

x轴滑动机构包括x轴电机34、x轴螺杆35、x轴螺母座36、x轴防护罩、第一x轴交叉滚子滑轨37和第二x轴交叉滚子滑轨38。

x轴防护罩包括x轴耳板39和x轴侧板40，x轴耳板39与第一y轴边沿26外侧固定连接，x轴耳板39垂直于x轴平台32，x轴侧板40的一侧与x轴耳板39连接，x轴侧板40的另一相对侧与第二y轴边沿27外侧连接，x轴侧板40垂直于y轴平台17，x轴耳板39垂直于x轴侧板40。

x轴电机34安装于x轴耳板39上，x轴螺母座36固定于第一x轴41边沿上，x轴电机34的输出端与x轴螺杆35的一端连接，x轴螺杆35与x轴螺母座36连接，x轴螺杆35平行于x轴平台32，通过设置x轴侧板的目的是将x轴螺杆包围起来，避免操作人员受伤。

y轴平台17位于第一x轴边沿41内侧和第二x轴边沿42内侧之间，第一x轴边沿41内侧与第二y轴边沿27外侧通过第一x轴交叉滚子滑轨37连接，第二x轴边沿42内侧与第四y轴边沿29外侧通过第二x轴交叉滚子滑轨38连接。x轴定尺44和第二y轴交叉滚子滑轨38与x轴平台32连接的导轨连接，x轴动尺44和第二y轴交叉滚子滑轨38与y轴平台17连接的导轨连接，x轴光电传感器45安装于x轴侧板40内侧上。

将该装置通过夹持平台固定于显微镜的镜臂上，载物台固定于x轴平台上，载物台的左右移动调节方法如下：开启x轴电机，x轴电机转动，x轴电机带动x轴螺杆转动，x轴螺母座在转动的同时沿着x轴方向左右移动，x轴螺母座带动x轴平台沿着x轴方向左右移动，x轴平台带动载物台沿着x轴方向左右移动，当载物台在左右方向上达到合适的位置时，关闭x轴电机，载物台在x轴方向的移动距离通过x轴容栅尺进行精确测量；

载物台的前后移动调节方法如下：开启y轴电机，y轴电机转动，y轴螺母座固定不动，y轴电机带动y轴螺杆转动的同时沿着y轴方向前后移动，y轴螺杆带动y轴平台沿着y轴方向前后移动，x轴平台与y轴平台连接，y轴平台带动x轴平台沿着y轴方向前后移动，x轴平台带动载物台沿着y轴方向前后移动，当载物台在前后方向上达到合适的位置时，关闭y轴电机，载物台在y轴方向的移动距离通过y轴容栅尺进行精确测量；

载物台的上下移动调节方法如下：开启z轴电机，z轴电机转动，z轴螺母座固定不动，z轴电机带动z轴螺杆转动的同时沿着z轴方向上下移动，z轴螺杆带动z轴平台上下移动，x轴平台与y轴平台连接，y轴平台与z轴平台连接，z轴平台带动y轴平台沿着z轴方向上下移动，y轴平台带动x轴平台沿着z轴方向上下移动，x轴平台带动载物台沿着z轴方向上下移动，当载物台在上下方向上达到合适的位置时，关闭z轴电机，载物台在z轴方向的移动距离通过z轴容栅尺进行精确测量。