具有被弹性地支承的可枢转单元的数字显微镜的制作方法_4

文档序号:9726509阅读:来源:国知局
,在该轴上可围绕轴24的纵轴线26转动地支承有枢转单元
14。轴24的纵轴线26因此形成枢转单元14的转动轴线。
[0109]枢转单元14包括棒28,该棒牢固地固定在枢转单元14上并且在台架基座12的运动导路(KuliSSe)30内引导。运动导路30尤其圆弧形地设计,其中该圆的中心点在纵轴线26上。通过运动导路30和用于接合的棒28 —方面引导运动,而另一方面尤其限制最大可能的枢转。
[0110]运动导路30尤其设计为,其覆盖120°的角度,这导致枢转单元从图1和图2中所示的零位置(Nullposit1n)沿着双箭头P2的两个方向可枢转60°。零位置是如下位置,在该位置中枢转单元笔直地取向,即其居中地布置在显微镜载物台18之上并且壳体16的侧向壳体部分垂直地取向。换言之,零位置是如下位置:在该位置中显微镜10的光学轴线15垂直于显微镜载物台18的表面延伸。
[0111]为了将枢转单元14固定在期望的位置中并且对其运动制动,设置有制动单元22,该制动单元具有总共四个径向柱塞32至38,其各通过一个弹簧40来预紧,使得其压靠到轴24的表面,使得形成摩擦连接,其中由此形成的力分别用作制动力或固定力。在图3和图4中分别示出了枢转单元14和轴24的部分的剖视图,其中图3示出了俯视图而图4示出了侧视图。在两个图中在此示出了制动位置,在其中径向柱塞32至38接触轴24的表面并且因此固定枢转单元14。
[0112]径向柱塞32至38分别具有斜切的接触面42,其中该接触面尤其与相应的径向柱塞的端侧32a至38a夹有在45°到70°之间的角度、优选大约60°的角度。通过斜切的面实现了,径向柱塞沿着尽可能大的接触线接触轴线24并且将力F1施加到轴上,通过该力施加必要的摩擦并且因此固定制动单元22。
[0113]在一种可替选的实施形式中,也可以设置多于或少于四个的径向柱塞32至38,例如两个径向柱塞或六个径向柱塞。此外,接触面42也可以具有其他形状。例如,接触面的形状可以与轴24中的形状匹配,使得力传递不仅沿着一条线进行而且面状地进行。
[0114]此外,也可以使用除了径向柱塞32至38之外的其他制动元件,例如制动块。
[0115]此外,也可以利用其他弹性元件、例如橡胶或硅树脂块来代替弹簧40。
[0116]制动单元22可以借助操作元件44来脱开。操作元件44包括杆46,其背向制动单元22的端部可以被操作人员手动地操作。在例如图1和图2中所示的默认位置(Grundposit1n)中,该操作元件44未被操作。为了脱开制动单元22,必须由操作人员使杆46默认位置运动离开所述默认位置。在图1和图2中所示的实施例中,杆46必须由操作人员朝着自己牵拉,使得可以简单地操作。
[0117]此外,操作元件44包括两个中间元件48、50,通过所述中间元件将杆46相对于壳体16可围绕枢转轴线52枢转地支承。此外,中间元件48、50具有凸肩54、56,其分别布置在两个彼此对置布置的径向柱塞32至38之间。在制动位置中,这些凸肩54、56的表面和径向柱塞32至38的端侧大致彼此平行地取向。
[0118]如果杆46由操作者朝向本身即沿着箭头P3的方向(图6)操作,则中间元件48、50与杆46 —起枢转,这导致凸肩54、56被扳倒,由此如在图5和图6的剖视图中所不的那样,径向柱塞32至38彼此远离地运动离开制动位置,朝向脱开的位置运动。在图5和图6所示的脱开的位置中,径向柱塞32至38彼此运动离开,使得它们完全不再接触轴24,使得完全不再提供制动力。而如果杆46不如在图5和图6中的极端情况下那么远地运动,则情况会是,径向柱塞32至38尽管还接触轴24,但力小于制动位置的情况。因此,尽管有制动力,但枢转单元14可以运动,其中制动力因此通过操作人员根据操作人员牵拉杆46多远而能够无级地调节。因此,尤其可以毫无问题地对枢转单元进行精细定位。
[0119]而如果操作人员松开杆46,则径向柱塞32至38通过弹簧40自动地又运动回到制动位置中,使得制动单元22自动地被固定并且避免无意地不受控地使枢转单元14枢转。
[0120]此外,径向柱塞32至38的弹簧40通过径向柱塞32至38与中间元件48、50的接触实现了在松开杆46时该杆自动地又向回运动到默认位置中,而为此不需要其他弹性元件。可替选地,因此也还可以设置其他弹性元件来将杆46预紧在默认位置中。
[0121]在图7中示出了显微镜10的部分的另一示意性立体图,其中在此情况下看向用作“点停机构”的卡锁连接。在设计为销60的第一卡锁元件与设计为凹进部62的第二卡锁元件之间建立卡锁连接。销60在此情况下是枢转单元14的部分,而凹进部62设置在台架基座12的环64中。
[0122]在图8至图10中分别示出了在看到点停结构的情况下的显微镜10的一部分的剖视图,其中剖面选择为使得销60被剖切。在图8至图10中示出了销60的不同状态,其根据对操作元件44的操作而得到。
[0123]在图8中示出了如下状态,在该状态中制动单元22布置在制动位置中,而杆46因此未被操作并布置在其默认位置中。销60经由设计为弹簧66的弹性元件预紧在初始位置中。当枢转单元14布置在其零位置中时,则布置在初始位置中的销60接合到凹进部62中使得建立卡锁连接。由于在杆46布置在默认位置中时制动单元22布置在制动位置中,所以枢转单元14的枢转通常是不可能的。
[0124]杆46通过连接销68与销60连接,其中该连接销68伸入到销60的长孔70中。
[0125]如果杆46在预定的第一操作区域内被操作离开默认位置,则连接销68仅运动离开台架基座12仅足够远到使得其在长孔70内运动,而销60并不能运动离开其初始位置。第一操作区域大致对应于杆46的最大可能的操作路径的半部。
[0126]如果杆46在该第一操作区域内被操作,则制动单元22至少脱开得远到使得枢转单元14的枢转是可能的。如果枢转单元14运动离开零位置,则销60通过与离开其初始位置的环64接触运动离开其初始位置并且相应地在环64上滑动。为了确保运动离开凹进部62,凹进部62尤其具有斜切的边缘并且销尤其具有半球形的端部72,该端部72接合到凹进部62中。
[0127]如果枢转单元14在根据前面那样在第一操作区域内操作杆46时又向回运动到零位置,当到达零位置时,则销60由于弹簧66的复位力自动地又向回运动到初始位置中并且因此到达凹进部62时因此卡入凹进部62中。操作人员以触觉方式通过相应的振动和/或以声学方式通过相应的“咔嗒”感受卡入,使得操作人员任何时刻又可以精确地返回零位置。
[0128]然而如果操作人员比第一操作区域操作得更远而使得杆在预定的第二操作区域内被操作,如例如在图10中所示出的那样,则销60通过与连接销68接触而克服弹簧66的复位力已足够远离地运动离开初始位置,情况如下:当枢转单元14布置在零位置中时,销60并未卡入凹进部62中。这具有如下优点:枢转单元14可以运动通过零位置,而不进行相应的卡入。因此,例如避免振动,这在枢转单元14枢转时获取(拍摄)视频时是有利的。
[0129]在图11中示出了在看到其背侧的情况下的显微镜10的另一示意性立体图,其中台架基座12的壳体的后壁被隐去,以便使内部的部件可见。
[0130]在台架基座12的壳体内布置轴头80,该轴头尤其相对于轴24共轴地布置。在一种可替选的实施形式中,轴头80和轴24也可以一体式地设计。
[0131]在轴头80上支承扭转弹簧82,使得其线圈围绕轴头80环绕,使得扭转弹簧82的轴线相对于轴头80共轴地布置并且因此相对于轴24以及因此又相对于枢转单元14的转动轴线26共轴地布置。
[0132]扭转弹簧82的线材的两个端部84、86向上弯曲并且布置为使得在其之间设计有中间空间88。棒28的背离枢转单元14的端部伸入该中间空间88中。此外,在中间空间88中也布置有与台架基座12牢固连接的突起90。
[0133]在图12至14中分别示出了显微镜10的剖视图,其中剖切面被设置为使得剖切在从背侧的视向上看到的前端部86。在图12中枢转单元14布置在零位置中。在该零位置中,突起部90不接触两个弹簧端部84、86并且扭转弹簧82并不张紧,使得其并未将力并且将扭矩施加到枢转单元14上。
[0134]如果将枢转单元14的重力视为集中的力G,其作用在枢转单元14的重心S,则在零位置中该力G的垂线、即所谓的重力垂线100延伸穿过枢转单元14的转动轴线26,使得通过重力G并不产生围绕转动轴线26的扭矩。
[0135]在图13中,枢转单元14向左沿着第一方向从零位置枢转约60°。扭转弹簧82用其第二端部86支靠在突起90上,其中扭转弹簧的其他端部84通过棒28 —起运动,使得扭转弹簧82被张紧并且复位力匕施加到棒28并且因此枢转单元14上。
[0136]当枢转单元14从零位置枢转时,则重心垂线100不再朝向为使得其与转动轴线26相交。更确切地说,重力G可以根据力的平行四边形划分成径向力匕和切向力FT。径向力Fjft着朝转动轴线26的方向,使得通过其并不产生围绕转动轴线26的扭矩。而切向力产生围绕转动轴线26的相应扭矩(切向力矩)MT,通过该扭矩将枢转单元14向下牵拉。
[0137]弹簧的复位力Ff与切向*FT相反并且平行于该切向力,使得其同样产生围绕转动轴线26的扭矩,所谓的复位力矩MR,但是其中这与切向力矩Μτ相反并且因此称作反作用力矩。由通过切向力FT产生的扭矩Μ 反作用力矩合成得到的力矩因此小于通过切向力?!^产生的切向力矩Μτ。这导致,操作人员必须施加更小的力来使枢转单元14朝向零位置运动。此外
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