基于霍尔开关的物镜控制装置的制作方法

本发明涉及一种显微镜物镜的控制装置，特别是涉及一种基于霍尔开关的控制多个物镜找到机械零点位置并转至定位位置的装置。

背景技术：

现有技术的自动显微镜，为方便使用者检测，通常会装有几个物镜。在检测过程中，当需要用到特定倍数的物镜时，由电机驱动物镜转换器将特定倍数的物镜转至观察位置。为保证每次转换时特定倍数的物镜可以转动到位，通常采用的定位装置为电动定位机构，通过电机驱动控制物镜转换器转动到指定位置进行定位，电机驱动制物镜转换器转动到预定位置时即停止驱动，由于物镜转换器运动时具有运动惯性，且物镜各倍率切换的状态不一样，惯性大小也不一样，导致了物镜运动到预定位置时，还会再继续转动些微距离，进而导致重复定位精度不高，在一些应用精度较高的环境中，由于物镜无法精确定位，物镜切换至光路系统中，会影响了图像的清晰度，达不到所需的图像的清晰度的要求。

另外，现有技术的自动显微镜在物镜转换中也会因为在长期使用过程中逐渐的累积误差，造成物镜的定位不准确,如此也会导致物镜成像不良的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于霍尔开关的物镜控制装置，解决现有技术的自动显微镜上的电动定位机构重复定位精度不高，以及在物镜转换中会长期累积误差的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于霍尔开关的物镜控制装置，装设在显微镜上，用于控制多个物镜找到机械零点位置并转至定位位置。基于霍尔开关的物镜控制装置包括：电机；第一齿轮与电机连接，第一齿轮通过电机驱动转动；物镜转换器包括固定板及转动板，转动板设置在固定板上，多个物镜是装设在转动板上，转动板上沿着圆周方向间隔设有多个定位孔，且其中一定位孔与定位位置相对应，转动板与第一齿轮啮合，电机通过驱动第一齿轮带动转动板转动；磁性检测体设置于转动板上并与机械零点位置相对应；霍尔开关与电机电性连接，霍尔开关用于感测转动板上的磁性检测体并对应发出一归零讯号至电机；以及定位弹片设置于固定板上，定位弹片设有与多个定位孔对应的插件，插件可选择性的连接其中一定位孔对多个物镜进行定位。

其中，当转动板转至机械零点位置，霍尔开关感测到磁性检测体并发出归零讯号，电机驱动转动板的位移数据归零；当转动板转至定位位置，电机停止驱动，定位弹片以插件插入对应于定位位置的其中一定位孔内。

本发明的进一步技术方案是，基于霍尔开关的物镜控制装置还包括电机支架，电机设置在电机支架上，第一齿轮设置在电机支架上方并与电机连接。

本发明的又进一步技术方案是，基于霍尔开关的物镜控制装置还包括第二齿轮，第二齿轮分别与第一齿轮和转动板啮合，电机通过第一齿轮转动和第二齿轮传动带动转动板转动。

本发明的再进一步技术方案是，基于霍尔开关的物镜控制装置还包括齿轮固定架和齿轮固定组件，第二齿轮通过齿轮固定组件安装在齿轮固定架上。

本发明的再进一步技术方案是，齿轮固定组件还包括轴承和齿轮固定轴，齿轮固定轴固定安装在齿轮固定架上，第二齿轮通过轴承设置在齿轮固定轴上。

本发明的再进一步技术方案是，齿轮固定组件还包括挡片和螺钉，挡片设置在轴承上方并通过螺钉与齿轮固定轴固定连接。

本发明的再进一步技术方案是，基于霍尔开关的物镜控制装置还包括第一钢珠、第二钢珠和固定紧钉，转动板通过一钢珠、第二钢珠和固定紧钉安装在固定板下方。

本发明的再进一步技术方案是，基于霍尔开关的物镜控制装置还包括霍尔开关支架，霍尔开关设置在霍尔开关支架上。

本发明的再进一步技术方案是，插件为钢珠。

本发明的更进一步技术方案是，磁性检测体为磁钢或磁块。

本发明与现有技术相比具有的优点有：

1、本发明的基于霍尔开关的物镜控制装置提高了物镜转换的重复定位精度，而且各倍数的物镜通过电机驱动，可自由切换，转换速度快；

2、本发明的基于霍尔开关的物镜控制装置通过电机齿轮配合驱动物镜转换器转动，便于批量安装，且稳定性好；

3、本发明的基于霍尔开关的物镜控制装置将磁性检测体设置在机械零点位置，通过霍尔开关感测转动板上的磁性检测体，并控制电机驱动转动板的位移数据归零，避免了自动显微镜在物镜转换中误差累积的问题；

4、本发明的基于霍尔开关的物镜控制装置除了通过电机将转动板转至定位位置之外，还额外通过定位弹片对转动板进行机械定位，避免了物镜转换器的运动惯性，导致物镜重复定位精度不高的问题；

5、本发明的基于霍尔开关的物镜控制装置还设有第二齿轮，防止物镜转动时与电机支架产生干涉；

6、本发明的插件为钢珠，由于定位孔具有一定宽度，当其转动到与钢珠对应的边缘处时，钢珠即可自动滑进定位孔内，对转动板进行机械定位，因此，物镜的定位坐标设置更加宽广，坐标位置容易设置。

附图说明

图1是本发明一实施例的基于霍尔开关的物镜控制装置的主视示意图。

图2是本发明一实施例的基于霍尔开关的物镜控制装置的侧视示意图。

图3是本发明一实施例的基于霍尔开关的物镜控制装置的爆炸示意图。

图4是现有技术的物镜孔位坐标值与定位成功几率的坐标曲线示意图。

图5是本发明一实施例的物镜孔位坐标值与定位成功几率的坐标曲线示意图。

具体实施方式

如图1-3所示，在本发明的一实施例中，揭露了一种基于霍尔开关的物镜控制装置1，装设在显微镜上，用于控制多个物镜找到机械零点位置并转至定位位置，基于霍尔开关的物镜控制装置1包括电机2、第一齿轮3、物镜转换器4、磁性检测体5、霍尔开关6和定位弹片7，其中：

电机2主要是为物镜转换器4的转动提供动力，其可以为五相步进电机，然电机2的选择并不局限于此，本领域技术人员可以根据物镜的控制精度选择其他合适的相位步进电机，例如四相步进电机、三相步进电机。

物镜转换器4包括固定板41及转动板42，请参考图3所示，转动板42设置在固定板41上，多个物镜是装设在转动板42上，本实施例公开的转动板42下方沿着圆周方向间隔设有多个物镜定位孔47，多个物镜(图中未示)通过安装在对应的物镜定位孔47内，装设转动板42上。转动板42上沿着圆周方向间隔设有多个定位孔43，且每个定位孔43分别与不同的定位位置相对应，转动板42的周缘与第一齿轮3啮合，电机2通过驱动第一齿轮3带动转动板42转动。

在一优选实施例中，请再次参考图3所示，转动板42通过第一钢珠44、第二钢珠45和固定紧钉46安装在固定板41的下方，其中第一钢珠44设置在转动板42与固定板41之间，第二钢珠45设置在转动板42的下方，固定紧钉46穿过转动板42及第二钢珠45将转动板42与固定板41连接，但不以本实施例公开的固定板41与转动板42的连接方式为限。

磁性检测体5设置于转动板42上并与机械零点位置相对应，其磁性检测体5主要是具有磁性，并可被霍尔开关6感测，磁性检测体5可以为磁钢，也可以为磁块，在本发明中对于磁性检测体5的具体形状选择可以没有特殊要求，参照本领域的常规选择即可。

在一优选实施例中，转动板42上的机械零点位置处设有一凹槽，请参考图3所示，磁性检测体5放置在凹槽内，但不以本实施例公开的磁性检测体5的放置方式为限。

霍尔开关6用于感测转动板42上的磁性检测体5，霍尔开关6与电机2电性连接，霍尔开关6感测到磁性检测体5时，会发出一归零讯号至电机2，通过该归零讯号控制电机2驱动转动板42的位移数据归零，避免自动显微镜在物镜转换中误差累积。至于霍尔开关6与电机2的连接电路不是本申请的保护重点，因此，在此不进行赘述。

本发明中的霍尔开关6的工作原理是当其感测到磁性检测体5时，即会发出一归零讯号，没有传输延迟，而现有技术的光电传感器的工作原理是当挡光板完全遮挡住其光线，才会发出一讯号，导致传输延迟较大，且为保证开关器件开通与关断的精确性，必须使各路的结构参数一致，使各路的延迟一致，而这往往难以做得很好。同时，光电传感器的开关速度较慢，对驱动脉冲的前后沿产生较大延时，影响控制精度，达不到物镜转换器需要的重复定位精度需求。

定位弹片7设置于固定板41上，本实施例公开的定位弹片7通过两个第一十字槽头螺钉14安装固定在固定板41上，但不以本实施例公开的固定方式为限。定位弹片7设有与多个定位孔43对应的插件8，插件8可选择性的连接其中一定位孔43对多个物镜进行定位，其主要是用于电机2控制转动板42转至定位位置时，防止转动板42因惯性继续转动，超出定位位置。

在一优选实施例中，插件8为钢珠，定位孔43的内孔面为圆弧形，电机2控制转动板42转至定位位置附近时，钢珠即可被导引滑进定位孔43内，对转动板42进行定位，增大了定位坐标范围，使坐标位置设置更容易。

现有技术的电动定位机构通过电机驱动控制物镜转换器转动到定位位置进行定位时，其定位的最佳物镜孔位坐标值为一个点，请参考图4所示，且由于物镜转换器运动时具有惯性，往往不能将转换器准确定位在定位位置上。而本发明的基于霍尔开关的物镜控制装置1的控制物镜转换器4转到到指定位置进行定位时，其定位的最佳物镜孔位坐标值为一个范围，请参考图5所示，这个范围即为定位孔43的直径，当物镜转换器4转至该范围内时，插件8即可自动滑进定位孔43内，对物镜转换器4进行机械定位，有效避免了物镜转换器4运动时因惯性不能将转换器准确定位在设定点上的问题。

在一优选实施例中，请参考图1及图3所示，基于霍尔开关的物镜控制装置1还包括电机支架9，其主要是为电机2提供刚性支撑，在发明中对于电机支架9的结构的选择可以没有特殊要求，参照本领域的常规选择即可。本实施例进一步公开的电机2设置在电机支架上，第一齿轮3设置在电机支架上方并与电机2连接。

在一优选实施例中，请参考图1-3所示，基于霍尔开关的物镜控制装置1还包括第二齿轮10，第二齿轮10分别与第一齿轮3和转动板42啮合，电机2通过第一齿轮3转动和第二齿轮10传动带动转动板42转动，第二齿轮10主要用于将电机2的输出传递给转动板43，并防止物镜转动时与电机2产生干涉。

在一优选实施例中，请再次参考图1及图3所示，基于霍尔开关的物镜控制装置1还包括齿轮固定架11和齿轮固定组件12，第二齿轮10通过齿轮固定组件12安装在齿轮固定架11上。本实施例公开的齿轮固定架11设置在电机支架9上，但是不以本实施例公开的齿轮固定架11设置位置为限。本实施例公开的齿轮固定组件12还包括轴承121和齿轮固定轴122，齿轮固定轴122固定安装在齿轮固定架11上，第二齿轮10通过轴承121设置在齿轮固定轴122上，轴承121为深沟球轴承，但并不以此为限。本实施例进一步公开的齿轮固定组件12还包括挡片123和螺钉124，挡片123设置在轴承121上方并通过螺钉125与齿轮固定轴122固定连接。

在一优选实施例中，请再次参考图1-3所示，基于霍尔开关的物镜控制装置1还包括霍尔开关支架13，霍尔开关6设置在霍尔开关支架13上，本实施例进一步公开的霍尔开关支架13为形结构，磁性检测体5通过第二十字槽头螺钉15固定在霍尔开关支架13上端，霍尔开关支架13侧面通过第三十字槽头螺钉16固定在齿轮固定架11上，然对霍尔开关支架13的结构和设置方式并不局限于此，本领域技术人员可以根据本发明的教导选择其他合适的霍尔开关支架13。

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施方式，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。