一种基于超声电机驱动的显微镜调焦器的制造方法

文档序号:9973779阅读:376来源:国知局
一种基于超声电机驱动的显微镜调焦器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电动调焦器,具体涉及一种以超声电机直驱的电动调焦器。
【背景技术】
[0002]传统的显微镜在使用中,当需要调整物镜对被测物体的焦距时,主要是通过调焦器来实现的。调角器主要由相对固定座上下运动的托板以及调焦旋钮构成,通过转动调教旋钮带动托板运动,而显微镜的光学部分安装在托板上。传统的显微镜还需要手动调焦,并通过双眼观测其清晰度,旋转调焦旋钮的过程中,经常要顺时针和逆时针来回运动,很难控制调整的幅值,不容易找到最清晰的焦距;同时来回调节时存在机械误差。而电子显微镜的放大倍数和控制均十分高,但其结构复杂且造价昂贵,许多普通的实验并不需要用到这一级别的显微镜。

【发明内容】

[0003]发明目的:针对上述现有技术,提出一种基于超声电机驱动的显微镜调焦器,提高传统显微镜的调焦精度。
[0004]
【发明内容】
:一种基于超声电机驱动的显微镜调焦器,其特征在于:包括固定座、托板、超声电机、旋转编码器、超声电机控制器;所述托板上沿托板运动方向平行设置两条钭齿条,所述超声电机和旋转编码器分别设置在所述固定座的两侧;所述超声电机的芯轴位于所述托板的上方并垂直所述钭齿条,所述旋转编码器固定在超声电机的芯轴一端,所述芯轴上还固定两个钭齿轮,每个钭齿轮均与一条所述钭齿条啮合;在一个钭齿轮和超声电机之间、另一个钭齿轮与旋转编码器均设有一个调节机构,所述调节机构包括套在芯轴上的圆环和碟簧,所述圆环固定在芯轴上,所述碟簧的内径大于芯轴的直径,碟簧的一端与钭齿轮端面接触,碟簧的另一端与圆环接触;所述旋转编码器包括读盘和读头。
[0005]作为本实用新型的优选方案,所述超声电机包括定子、转子、芯轴、底座、以及与底座连接的外壳,所述定子安装在底座上,定子下表面粘贴有压电陶瓷,压电陶瓷的引线通过外壳与底座之间预留的缝隙引出;所述转子安装在芯轴上,转子上端粘贴有阻尼材料,转子下端面粘贴有摩擦材料层并与定子接触。
[0006]有益效果:本实用新型的一种基于超声电机驱动的显微镜调焦器,通过超声电机、钭齿轮、钭齿条的配合工作实现了托板上下运动的电动控制,结构十分简单。在使用过程中,超声电机是利用压电陶瓷的逆压电效应、使定子在超声频段内产生振动,通过定子、转子之间的摩擦获得运动和扭矩,通过超声电机的驱动,可以控制任意尺度的托板运动,从而容易找到最清晰的焦距;选用的超声电机断电时间为3毫秒,启动时间为6毫秒,从而使得使用者的调控能得到快速响应。超声电机在往复运动时是没有惯性的,同时在一个钭齿轮和超声电机之间、另一个钭齿轮与旋转编码器均设有一个调节机构,通过该调节结构能够始终让钭齿轮和钭齿条紧密啮合,在控制托板上下来回运动时,避免了传统结构的机械误差;利用超声电机、钭齿轮、钭齿条的配合方案,通过实验得到托板的运动精度可达到± 2 μ m,相比传统调焦结构,大大提高了其调焦精度。
[0007]此外,本实用新型的电动调焦器结构中,利用超声电机的芯轴直接连接钭齿轮,省去了传动齿轮等机构,从而避免了可能存在的机械误差,保证了其调焦精度。将超声电机直接驱动调焦器,利用超声电机的断电自锁特性,从而省掉了传统调焦器的锁紧装置,简化了结构。
【附图说明】
[0008]图1为本实用新型的显微镜调焦器结构示意图。
【具体实施方式】
[0009]下面结合附图对本实用新型做更进一步的解释。
[0010]如图1所示,一种基于超声电机驱动的显微镜调焦器,包括固定座1、托板2、超声电机3、旋转编码器4。托板2与固定座I之间设有滚珠导轨,托板2上沿托板运动方向平行设置两条钭齿条5,钭齿条5具有水平的斜度。超声电机3和旋转编码器4分别设置在所述固定座I的两侧,超声电机3的芯轴6位于托板2的上方并垂直所述钭齿条5,旋转编码器4固定在超声电机3的芯轴6—端。芯轴6上还固定两个钭齿轮7,钭齿轮7也具有水平斜度,每个钭齿轮均与一条钭齿条啮合;为了使得两者适配,钭齿轮和钭齿条水平斜度应一致,其模数和压力角也应一致。在一个钭齿轮7和超声电机3之间、另一个钭齿轮7与旋转编码器4均设有一个调节机构8,调节机构8包括套在芯轴6上的圆环81和碟簧82,圆环81固定在芯轴6上,碟簧82的内径大于芯轴6的直径,碟簧82的一端与钭齿轮7端面接触,碟簧82的另一端与圆环81接触。
[0011]超声电机3包括定子31、转子32、芯轴6、底座33、以及与底座33连接的外壳34。定子31安装在底座33上,定子31下表面粘贴有压电陶瓷35,压电陶瓷35的引线通过外壳34与底座33之间预留的缝隙引出。转子32安装在芯轴6上,转子32上端粘贴有阻尼材料36,转子32下端面粘贴有摩擦材料层37并与定子31接触。超声电机连接超声电机控制器,超声电机控制器包括上下控制按钮以及支持具体调焦值的输入;旋转编码器的信号输出端连接超声电机控制器。选用断电时间为3毫秒,启动时间为6毫秒的超声电机,旋转编码器4包括读盘41和读头42。
[0012]使用时,使用者可以通过超声电机控制器上的上下控制按钮直接控制超声电机的上下运动。旋转编码器采集超声电机芯轴转动的角度,并将采集值反馈到超声电机的控制器中形成对超声电机的闭环控制,调高控制精度。使用者还可以通过在超声电机控制器上输入调焦值,以此定量控制托板的运动行程,从而容易找到最清晰的焦距。
[0013]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种基于超声电机驱动的显微镜调焦器,其特征在于:包括固定座(I)、托板(2)、超声电机(3)、旋转编码器(4)、超声电机控制器;所述托板(2)上沿托板运动方向平行设置两条钭齿条(5),所述超声电机(3)和旋转编码器(4)分别设置在所述固定座(I)的两侧;所述超声电机(3)的芯轴(6)位于所述托板(2)的上方并垂直所述钭齿条(5),所述旋转编码器(4 )固定在超声电机(3 )的芯轴(6 ) —端,所述芯轴(6 )上还固定两个钭齿轮(7 ),每个钭齿轮均与一条所述钭齿条嗤合;在一个钭齿轮(7)和超声电机(3)之间、另一个钭齿轮(7)与旋转编码器(4)均设有一个调节机构(8),所述调节机构(8)包括套在芯轴(6)上的圆环(81)和碟簧(82),所述圆环(81)固定在芯轴(6)上,所述碟簧(82)的内径大于芯轴(6)的直径,碟簧(82)的一端与钭齿轮(7)端面接触,碟簧(82)的另一端与圆环(81)接触;所述旋转编码器包括读盘(41)和读头(42 )。2.根据权利要求1所述的一种基于超声电机驱动的显微镜调焦器,其特征在于:所述超声电机(3)包括定子(31)、转子(32)、芯轴(6)、底座(33)、以及与底座(33)连接的外壳(34),所述定子(31)安装在底座(33)上,定子(31)下表面粘贴有压电陶瓷(35),压电陶瓷(35)的引线通过外壳(34)与底座(33)之间预留的缝隙引出;所述转子(32)安装在芯轴(6 )上,转子(32 )上端粘贴有阻尼材料(36 ),转子(32 )下端面粘贴有摩擦材料层(37 )并与定子(31)接触。
【专利摘要】本实用新型的一种基于超声电机驱动的显微镜调焦器,通过超声电机、钭齿轮、钭齿条的配合工作实现了托板上下运动的电动控制,结构十分简单。在使用过程中,通过超声电机的驱动,可以控制任意尺度的托板运动,从而容易找到最清晰的焦距。超声电机在往复运动时是没有惯性的,同时在一个钭齿轮和超声电机之间、另一个钭齿轮与旋转编码器均设有一个调节机构,通过该调节结构能够始终让钭齿轮和钭齿条紧密啮合,在控制托板上下来回运动时,避免了传统结构的机械误差。通过超声电机、钭齿轮、钭齿条的配合,通过实验得到托板的运动精度可达到±2μm,相比传统调焦结构,大大提高了其调焦精度。
【IPC分类】G02B21/24, H02N2/12
【公开号】CN204883037
【申请号】CN201520465818
【发明人】苏勋涛
【申请人】苏勋涛, 江苏紫金东方超声电机有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年7月1日
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