本发明涉及显微镜技术领域，特别涉及一种手术显微镜精准瞳距调节机构。
背景技术
医用显微镜广泛应用在眼科、耳鼻喉科。口腔科、神经外科、手术科、妇科等众多领域中。对于操作医用显微镜的人员而言，因每个人瞳距的差异性导致目镜必须设计成活动形式，即两目镜之间的距离需改变从而适用于不同的操作者。
总体上讲因个人的差异，瞳距变化的范围大致为48mm～78mm之间，所以目镜必须在这个范围内无级调节，进而方便各个不同瞳距的操作者使用。更进一步，如果在目镜在满足无级调节的基础上还能做到“精准调节”，那么在实际的应用过程中将带来更大的方便。
附图1是现有技术一种瞳距调节机构的结构示意图。两辨直角棱镜座底部分别固接的一对啮合的齿轮。当需改变瞳距时，操作者搬动其中一辨直角棱镜座，因和直角棱镜座固联的齿轮处于一直处于啮合状态，所以当其中一辨直角棱镜座摆动时，别一辨也因底部齿轮的啮合而产生摆动。
因医用显微镜的操作者大部分为医生，未经消毒的设备仪器是不允许医生直接触摸，而且因调节方式的影响导致无法在直角棱镜座上套上消毒罩，因此消毒比较麻烦导致该机构比较少在医用显微镜上应用，而转向应用于对消毒要求不高的显微镜，如金像显微镜、生物显微镜。
附图2是现在技术的另一种瞳距调节结构示意图。两辨直角棱镜座下部固接有正反螺纹的螺套，操作横杆横向穿过两螺套，由于操作横杆上制造有一左一右外螺纹，所以当与操作横杆固接的操作旋钮旋转时，依靠螺旋配合两辨直角棱镜座在一定范围内张合运动，进而实现瞳距的调节。所以当需要改变瞳距时，拧动两侧的操作旋钮即可实现瞳距的调节。上述结构的瞳距调节机械简单，操作方便，消毒时取下套于操作旋钮的硅胶套即可。
但附图2所示机构，操作时瞳距的改变并不能准确的反映给操作者来进行准确的调节瞳距，只能调节到适合操作者的位置，当操作者为医生的助手使用时，可能因瞳距的不相同会再次改变现瞳距值，周而复始的改变仅仅只能依靠盲目的扳动来达到预期。
附图3和图4为公开号cn101334522a所示的瞳距调节机构，当一对驱动杆的外端部分位于导向槽的内部端时为瞳距最大值毫米，当一对驱动杆的外端部分别位于一对导向槽的外端部时为瞳距最小值毫米。当一对驱动杆的外端部分分别沿一对导向槽的任一位置绕对称中心旋转过单位角度时，瞳距l的改变是一个恒定的数值。其设计方法存在以下问题：
1、此种方案采用的方式为描点法建立的导向槽存在设计不足问题，仅设计出相关驱动杆在xy平面内沿x方向的各个位置与瞳距的关系，而忽略驱动杆了在y方向的位置变化；即无论使用怎样的槽设计必须满足在两个方向位置变化与瞳距之间的关系。
2、调节旋钮置于直角棱镜座的顶部将导致操作者操作显微镜时只能上抬目光，即位置过高；基准调节旋钮置于两直角棱镜座对称中心位置将使操作者调节瞳距时手臂跨过头顶，操作者尤其是医生使用时增加不必要的体力消耗。
技术实现要素：
本发明的目的就在于为了解决上述问题，而提供一种手术显微镜精准瞳距调节机构。
为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：一种手术显微镜精准瞳距调节机构，包括镜体下座、镜体上座、直角棱镜座、球头杆、调节杆、碟形弹簧、螺纹镶块、刻度旋钮、平垫圈、弹性垫圈、螺钉、塑料盖和目镜筒；所述镜体下座两端均设有原点指示线；所述镜体上座镶嵌于镜体下座上部并形成盒装结构；所述直角棱镜座铰接于镜体下座两端并可绕轴线a1与a2转动；所述调节杆穿过镜体下座两侧边的孔并通过螺纹镶块将碟形弹簧压紧于调节杆的两端面上；所述刻度旋钮通过螺钉、弹性垫圈、平垫圈固定于调节杆的两端螺纹孔中；所述塑料盖设置于刻度旋钮的内部；所述调节杆、螺旋镶、碟形弹簧、螺钉、弹性垫圈、平垫圈和调节旋钮均位于同一轴线a3上；所述球头杆固接于直角棱镜座一端a4和a5轴线位置的螺纹孔内；所述球头杆与调节杆的沟状螺旋槽相配合；所述目镜筒安装于直角棱镜座的a6和a7轴线位置处。
作为优选，所述刻度旋钮上设有防滑纹。
作为优选，所述平垫圈为橡胶平垫圈。
作为优选，所述碟形弹簧上涂覆有耐磨涂层。
作为优选，所述调节杆上的沟状螺旋槽为满足如下条件开设：所述球头杆位于沟状螺旋槽solt最内端位置时，所述直角棱镜座上的目镜筒中心距离最大，即瞳距l为最大值，lmax＝78毫米；所述球头杆位于沟状螺旋槽solt最外端位置时,所述直角棱镜座上的目镜筒中心距离最小，即瞳距l为最小值，lmin＝48毫米；所述刻度旋钮旋动时，所述球头杆可沿调节杆的沟状螺旋槽中运动；所述刻度旋钮上设有用于指示实时瞳距值的数字，所述刻度旋钮上的数字刻度48与镜体下座的原点指示线对齐时，此时瞳距值为48毫米，所述刻度旋钮上的数字刻度73与镜体下座的原点指示线对齐时，此时瞳距值为73毫米，即刻度旋钮上的值与实时瞳距值满足相等关系；所述球头杆的球心点中心z1的运动轨迹为a1轴线至a4轴线的距离b1为半径的一段圆弧trace1；所述刻度旋钮带动的调节杆时，所述球头杆的球心z1轨迹为空间一段曲线trace2；所述trace2为空间一条轨迹，所述trace2在调节杆加工出的沟状螺旋槽构建出刻度旋钮上的数值与“实际瞳距”相等的桥梁。
作为优选，所述trace1和trace2满足如下条件：
n为等分最大瞳距lmax与lmin差值的数量；
o1为直角棱镜座与镜体下座铰接轴线a1在xoy平面上的投影点；
q1为装于直角棱镜座处a6轴线的目镜筒位于最大瞳距时的中心点，q1至y轴的垂直距离为lmax/2；亦为均布最大瞳距lmax与lmin差值时的第一个点；
q2为均布最大瞳距lmax与lmin差值时的第二点；
qn+1为装于直角棱镜座处a6轴线的目镜筒位于最小瞳距时的中心点，qn+1到y轴的垂直距离为lmin/2；亦为均布最大瞳距lmax与lmin差值的第n+1个点；
p1为装于直角棱镜座处a4轴线的球头杆位于最大瞳距时的球心点，p1到y轴的垂直距离为k；o1p1平行于y轴，k设计为满足调节杆中部强度及目镜筒的外径尺寸所预留空间；
p2为均布最大瞳距lmax与lmin差值时直角棱镜座上球头杆球心的第二个位置点；
pn+1为均匀分布最大瞳距lmax与lmin差值时直角棱镜座上球头杆球心的第n+1个位置点；
a为p1点的y座标值，同时为调节杆中部的半径值；
b1为o1p1的长度，亦为直角棱镜座上a4轴线与a6轴线之间的距离；
b2为o1p1的长度，亦为直角棱镜座上a4轴线与a6轴线之间的距离；
g1为处于最大瞳距时目镜筒与y轴的夹角，即q1o1与y轴的夹角；
g2为处于最小瞳距时目镜筒与y轴的夹角，即q2o1与y轴的夹角；
α为直角棱镜座初始位置与各等分位置角度差值，即g1-g1、g1-g2、g1-g3、g1-g4……g1-gn+1；
trace1:球头杆球心z1取镜体下座为参照时，从最大瞳距到最小瞳距运动轨迹，即o1p1长度b1为半径，从p1点至pn+1点所形成的弧；
trace2:球头杆球心z1取由刻度旋钮带动的调节杆为参照时，从最大瞳距到最小瞳距运动轨迹。
当直角棱镜座转动时形成以o1p1之间的距离b1为半径的圆弧，在xoy座标平面下此段曲线方程为:
其中α取值为,[g1-g1，g1-gn+1]
将trace1曲线绕x轴旋转形成曲面，此曲面的方程为:
其中θ为调节杆和刻度旋钮旋转至各个位置,在yoz平面上的投影角度,因此实施实例将圆周n分后得n+1个点，其值分别为：
将瞳距l的变化区间[48mm,78mm]n等份后，计算出各个位置的α、θ，例如最大瞳距(即q1处,此时lmax＝l1)的α1为：
l2位置时的α2为：
ln位置时的αn为：
ln+1位置时(此时lmin＝ln+1)的αn+1为
同理可求得其余位置时的α值。
计算时对应于n+1个点，其代入曲面方程中的α、θ值为一一对应的值，即第1点(最大瞳距时)为(α1、θ1)、第二点为(α2、θ2)……第n+1个点为(αn+1、θn+1)。
将各个位置的α、θ代入曲面方程后可得到n+1个点的座标值，采用计算机辅助设计可以获得将n+1个点连接起的空间曲线trace2,以下为计算示例：
最大瞳距lmax(即l1)时的点座标为：
瞳距为l2时的点座标为：
如此类推其余各点计算方法；
将刻度旋钮一周按等分数量刻上从lmin至lmax的n+1个数值，装配时将刻度旋钮的lmin(lmax)位置刻度线指向镜体下座的原点指示线，并将螺钉紧固于调节杆两端的螺纹孔中即可，此时随着刻度旋钮的旋转，指示的数值与实际瞳距值满足相等，即实现“精准瞳距”。
本发明的有益效果：
(1)本发明刻度旋钮指示的瞳距值与实际瞳距值相等。
(2)本发明操作者变动时如果记得上次使用时最适合自己的瞳距，再次使用时能够快速的调整到适合自己的值。
(3)本发明布置于两侧的刻度旋钮更方便操作者操作，减少肢体多余的关节活动。
(4)本发明刻度旋钮可配置消毒罩，方便消毒。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为现有技术中的瞳距调节机构的主视图。
图2为现有技术中另一种瞳距调节机构的主视图。
图3为公开号cn101334522a所示直角棱镜座和驱动杆的安装示意图。
图4为公开号cn101334522a所示调节旋钮的导向面主视图。
图5为本发明调节机构的局部三维爆炸图。
图6为本发明调节机构最小瞳距位置即48mm时的示意图。
图7为本发明调节机构最大瞳距位置即78mm时的示意图。
图8为本发明调节机构a3轴线位置剖视图。
图9为本发明调节机构调节旋转与镜体下座指示意图。
图10为本发明调节机构的轨迹示意图。
图11为本发明调节杆三个位置的示意图。
图12为本发明调节机构球头杆与调节杆的位置示意图。
图13为实现本发明调节机构“实时瞳距”xoy平面计算原理图。
图14为实现本发明调节机构“实时瞳距”yoz平面计算原理图。
具体实施方式
如图5所示，本具体实施方式采用以下技术方案：一种手术显微镜精准瞳距调节机构，包括镜体下座41、镜体上座42、直角棱镜座43、球头杆44、调节杆45、碟形弹簧46、螺纹镶块47、刻度旋钮48、平垫圈49、弹性垫圈410、螺钉411、塑料盖412和目镜筒413；所述镜体下座41两端均设有原点指示线；所述镜体上座42镶嵌于镜体下座41上部并形成盒装结构；所述直角棱镜座43铰接于镜体下座41两端并可绕轴线a1与a2转动；所述调节杆45穿过镜体下座41两侧边的孔并通过螺纹镶块47将碟形弹簧46压紧于调节杆45的两端面上；所述刻度旋钮48通过螺钉411、弹性垫圈410、平垫圈49固定于调节杆45的两端螺纹孔中；所述塑料盖412设置于刻度旋钮48的内部；所述调节杆45、螺旋镶47、碟形弹簧46、螺钉411、弹性垫圈410、平垫圈49和调节旋钮48均位于同一轴线a3上；所述球头杆44固接于直角棱镜座43一端a4和a5轴线位置的螺纹孔内；所述球头杆44与调节杆45的沟状螺旋槽相配合；所述目镜筒413安装于直角棱镜座43的a6和a7轴线位置处。
其中，所述刻度旋钮48上设有防滑纹；所述平垫圈49为橡胶平垫圈；所述碟形弹簧46上涂覆有耐磨涂层。
本发明的工作原理为：
参照附图6、附图7、附图9、附图11，调节杆45上的沟状螺旋槽满足以下要求：
1、所述球头杆44位于沟状螺旋槽solt最内端位置时，所述直角棱镜座43上的目镜筒413中心距离最大，即瞳距l为最大值，lmax＝78毫米；
2、所述球头杆44位于沟状螺旋槽solt最外端位置时,所述直角棱镜座43上的目镜筒413中心距离最小，即瞳距l为最小值，lmin＝48毫米；
3、所述刻度旋钮48旋动时，所述球头杆44可沿调节杆45的沟状螺旋槽中运动；
4、所述刻度旋钮48上设有用于指示实时瞳距值的数字，所述刻度旋钮48上的数字刻度48与镜体下座41的原点指示线对齐时，此时瞳距值为48毫米，所述刻度旋钮48上的数字刻度73与镜体下座41的原点指示线对齐时，此时瞳距值为73毫米，即刻度旋钮48上的值与实时瞳距值满足相等关系。
参照附图6、附图10、附图11，固接于直角棱镜座43上的球头杆44，当其球心点z1取参照物为镜体下座41，此时球头杆44中心z1的运动轨迹为a1轴线至a4轴线的距离b1为半径的一段圆弧trace1；当取参照物为由刻度旋钮48带动的调节杆45时，此时球头杆44的球心z1轨迹为空间一段曲线trace2。
trace2为空间一条轨迹，通过此trace2在调节杆加工出的沟状螺旋槽构建出刻度旋钮48上的数值与“实际瞳距”相等的桥梁,从而实现“精准瞳距”。
本发明的关键在于设计trace2轨迹，此轨迹需满足以上4点对“精准瞳距”的要求，以下参照附图13、附图14对设计出trace2进行说明：
附图中，
n为等分最大瞳距lmax与lmin差值的数量；
o1为直角棱镜座43与镜体下座41铰接轴线a1在xoy平面上的投影点；
q1为装于直角棱镜座43处a6轴线的目镜筒413位于最大瞳距时的中心点，q1至y轴的垂直距离为lmax/2；亦为均布最大瞳距lmax与lmin差值时的第一个点；
q2为均布最大瞳距lmax与lmin差值时的第二点；
qn+1为装于直角棱镜座43处a6轴线的目镜筒413位于最小瞳距时的中心点，qn+1到y轴的垂直距离为lmin/2；亦为均布最大瞳距lmax与lmin差值的第n+1个点；
p1为装于直角棱镜座43处a4轴线的球头杆44位于最大瞳距时的球心点，p1到y轴的垂直距离为k；o1p1平行于y轴，k设计为满足调节杆中部强度及目镜筒的外径尺寸所预留空间；
p2为均布最大瞳距lmax与lmin差值时直角棱镜座43上球头杆44球心的第二个位置点；
pn+1为均匀分布最大瞳距lmax与lmin差值时直角棱镜座43上球头杆44球心的第n+1个位置点；
a为p1点的y座标值，同时为调节杆中部的半径值；
b1为o1p1的长度，亦为直角棱镜座43上a4轴线与a6轴线之间的距离；
b2为o1p1的长度，亦为直角棱镜座43上a4轴线与a6轴线之间的距离；
g1为处于最大瞳距时目镜筒413与y轴的夹角，即q1o1与y轴的夹角；
g2为处于第二瞳距值时目镜筒413与y轴的夹角，即q2o1与y轴的夹角；
α为直角棱镜座43初始位置与各等分位置角度差值，即g1-g1、g1-g2、g1-g3、g1-g4……g1-gn+1；
trace1:球头杆45球心z1取镜体下座41为参照时，从最大瞳距到最小瞳距运动轨迹，即o1p1长度b1为半径，从p1点至pn点所形成的弧；
trace2:球头杆45球心z1取由刻度旋钮48带动的调节杆45为参照时，从最大瞳距到最小瞳距运动轨迹。
当直角棱镜座43转动时形成以o1p1之间的距离b1为半径的圆弧，在图中所示xoy座标平面下此段曲线方程为:
其中α取值为,[g1-g1，g1-gn+1]
将trace1曲线绕x轴旋转形成曲面，此曲面的方程为:
其中θ为调节杆45和刻度旋钮48旋转至各个位置,在yoz平面上的投影角度,因此实施实例将圆周n分后得n+1个点，其值分别为：
将瞳距l的变化区间[48mm,78mm]n等份后，计算出各个位置的α、θ，例如最大瞳距(即q1处,此时lmax＝l1)的α1为：
l2位置时的α2为：
ln位置时的αn为：
ln+1位置时(此时lmin＝ln+1)的αn+1为：
同理可求得其余位置时的α值。
计算时对应于n+1个点，其代入曲面方程中的α、θ值为一一对应的值，即第1点(最大瞳距时)为(α1、θ1)、第二点为(α2、θ2)……第n+1个点为(αn+1、θn+1)。
将各个位置的α、θ代入曲面方程后可得到n+1个点的座标值，采用计算机辅助设计可以获得将n+1个点连接起的空间曲线trace2,以下为计算示例：
最大瞳距lmax(即l1)时的点座标为：
瞳距为l2时的点座标为：
如此类推其余各点计算方法。
接下来将刻度旋钮48一周按等分数量刻上从lmin至lmax的n+1个数值，装配时将刻度旋钮48的lmin(lmax)位置刻度线指向镜体下座的原点指示线，并将螺钉411紧固于调节杆45两端的螺纹孔中即可，此时随着刻度旋钮48的旋转，指示的数值与实际瞳距值满足相等，即实现“精准瞳距”，以上所述的仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术方案对以上实施例进行任何简单地修改：比如不在刻度旋钮48的整周(360°)刻上数值，而仅在某一角度范围，如240°范围内刻上数值，仅需将上述方程中的θ等分系数360°改为240°亦可实现“精准瞳距”，又比如将o1p1设计为不与y轴平行而是成一角度，亦可参照上述曲线及曲面方程而实现“精准瞳距”，与修饰和变化均属于本发明所保护的范围。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。