用于切片机手轮的平衡块、切片机手轮及切片机的制作方法

本实用新型涉及机电设备领域；具体地说，本实用新型涉及一种用于切片机手轮的平衡块，并进而涉及一种切片机手轮及一种切片机。

背景技术：

随着科技进步和时代发展，切片机（microtome）已被广泛应用于制作细胞或组织切片，以便提供给光学或电子显微镜等装置进行观察诊断，从而为诸如病理分析、手术治疗等提供可靠的判断依据。

图1是一种镜检切片机的立体示意图。在切片机的手动切削模式中，如图1中所示，操作者通过转动手轮10'来驱动试件夹头20'上下移动，从而用刀片切削组织块30'。刀片夹持在实心基座中的刀架上。

当操作者释放手轮10'停止切削时，手轮需要停止转动并且保持在任意期望的停止位置。在这种情况下，为了操作者转动手轮时舒适方便，手轮内的平衡块相对于试件夹头组件具有平衡的重量和转动惯量。这种平衡对于手轮设计而言是很重要的。

现有技术中切片机手轮的平衡块是铅制成的单件部件，但铅材料本身是有毒材料。从性能上来看，适于替代铅的材料包括金、银等贵金属，但它们本身的成本非常高，并且难以成型和加工、制造成本高。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种不含铅且成本可接受的用于切片机手轮的平衡块，并进一步提供包括前述平衡块的切片机手轮及切片机。

为了实现前述目的，本实用新型的第一方面提供了一种用于切片机手轮的平衡块，其中，所述平衡块包括本体和至少一个配重，所述至少一个配重固定在所述本体上。对于这样设置的用于切片机手轮的平衡块，不仅提供了不同于现有技术的平衡块设计，而且使得以低成本及简便设计的方式避免采用不符合要求的铅材料成为可能。

可选地，在如前所述的平衡块中，所述至少一个本体由第一材料制成，所述至少一个配重中的至少一个或多个由第二材料制成，所述第二材料的密度大于所述第一材料。通过如此设置，避免了整个配重均使用高密度材料制成、有效地降低了成本。通常而言高密度材料的成本较高。

可选地，在如前所述的平衡块中，所述本体上形成有至少一个孔，所述至少一个配重嵌接在所述至少一个孔内。可以理解，这样的设计不仅易于加工，而且装配方便。

可选地，在如前所述的平衡块中，所述至少一个孔沿所述本体的中间线对称分布。通过如此设置有助于保证平衡块重量平衡。

可选地，在如前所述的平衡块中，所述本体上形成有凹槽或镂空部，所述凹槽或镂空部沿所述本体的中间线对称分布。通过如此设置有助于保证平衡块重量平衡。

可选地，在如前所述的平衡块中，所述本体和所述配重具有使所述切片机手轮和所述切片机之间处于动平衡状态的相对布置位置。通过如此设置能够保证切片机手轮的操控更加舒适，保持手轮的动静均更加稳定。

可选地，在如前所述的平衡块中，所述平衡块紧固于所述切片机手轮的内腔。通过如此设置能够使得平衡块的固定更加稳固，同时布置紧凑。

可选地，在如前所述的平衡块中，所述配重具有由钨或含钨合金制成的部分。通过采用钨或钨合金作为配重材料，结合其成本和密度等考虑能够得到有利的成本和配重效果。

为了实现前述目的，本实用新型的第二方面提供了一种切片机手轮，所述切片机手轮具有如前述第一方面中任一项所述的平衡块。如此设置的切片机手轮将具有如前述第一方面中任一项平衡块所带来的有利效果。

可选地，在如前所述的切片机手轮中，所述本体一体地形成在所述切片机手轮上，和/或，所述至少一个配重一体地形成在所述切片机手轮上。可以了解，如果设计的切片机手轮能够避免一体形成部件的组装，减少了组装步骤、同时降低相应的人力物力成本。

为了实现前述目的，本实用新型的第三方面提供了一种切片机，所述切片机具有前述第二方面中任一项所述的切片机手轮。

可选地，如前所述的切片机为镜检切片机。

可以了解，如此设置的切片机及镜检切片机将具有如前述第二方面中任一项的切片机手轮所带来的有利效果。

附图说明

参照附图，本实用新型的公开内容将更加显然。应当了解，这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本实用新型的保护范围构成限制。图中：

图1是一种镜检切片机的立体示意图；

图2是根据本实用新型的一种实施方式的切片机手轮的示意图；以及

图3是图2中切片机手轮的平衡块的组装示意图。

具体实施方式

下面参照附图详细地说明本实用新型的具体实施方式。在各附图中，相同的附图标记表示相同或相应的技术特征。

图2是根据本实用新型的一种实施方式的切片机手轮的示意图。如图2的示例中，该切片机手轮10具有内腔，内腔中固定有平衡块20。平衡块20使得在停止切片机操作时手轮能够停止在任意期望的位置，增进了操作者操作手轮时舒适性和便利性。

在图示示例中，平衡块20为呈半圆环状的部件，并且平衡块20通过螺栓连接件30固定在手轮10内。本示例中的平衡块20的形状和固定方式有利地与图中手轮10的具体形状和结构相匹配，但这不是必需的。所属领域的技术人员可以根据需要设计平衡块20的具体形状。可以想到，在可选的实施方式中，根据切片机手轮的具体形状和结构，所属领域的技术人员可以考虑到平衡块的其它常规形状（例如但不限于多边形、圆形等）及其它常规固定方式（例如但不限于焊接、粘接、卡接等）。

图3是图2中切片机手轮的平衡块的组装示意图。

从图中可以看出，根据该实施方式的用于切片机手轮的平衡块20包括本体21和两个配重22，配重22固定在本体21上。本示例中，平衡块20的配重22嵌接在本体21内；具体是在平衡块20的本体21上形成有两个孔23，配重22例如通过过盈配合等嵌接在孔23内。根据此教示，所属领域的技术人员在不脱离本实用新型的原理的情况下，在其它实施方式中，可以根据具体情况确定本体21、配重22及孔23的具体数量，不限于一个或两个，可以设置得更多。另外，虽然图中示出呈圆棒状的配重22、圆形的孔23，所属领域的技术人员也可以想到例如但不限于三角形、方形、椭圆形等常规形状的配重22和孔23。

孔23可以是通孔或盲孔。在图中示例中，孔23可选为盲孔，并且在组装状态下配重22在平衡块20的内侧朝向切片机手轮10的内腔，因此在图2中并不能直观看到配重22的存在。可以了解，当孔23为通孔时，在与图2相同的视角中将能够看到配重22。

为了在成本允许的前提下提供更好的配重效果，在本实施方式中优选地采用不同的材料制造本体21和配重22。例如，本体21由第一材料制成，则配重22中的至少一个或多个可以由不同于第一材料的第二材料制成。该第一材料和第二材料优选为非铅材料，以保证材料无毒并且满足例如欧洲RoHS等相关标准。

通常来说，密度较大的材料通常为稀有金属，例如但不限于金、银或其合金等，其成本高得多，所以通常以其作为第二材料来制造体积较小（相对于本体21而言）的配重22；而本体21则可选用较轻且较便宜的钢或其它材料。所属领域的技术人员根据需要也可以采用相反的设置，尤其是在配重的体积大于本体的体积的情况下更是如此。可以想到，此处的材料并不局限于金属或合金。

本实用新型示例性地优选采用了钨或钨合金来作为第二材料，或者，配重22可以具有由例如但不限于钨或者含钨合金制成的部分。

在本实用新型的教示下，所属领域的技术人员可以了解，本体21和配重22具有使切片机手轮和镜检切片机之间处于动平衡状态的相对布置位置。例如，为了实现该目的，孔23优选为沿本体21的中间线（左右对称轴）对称分布，在本示例中为在平衡块本体21的左右侧各布置一个配重22。

在图示示例中，为了使平衡块20适配于切片机手轮10的内腔，本体21上形成有凹槽或镂空部24，凹槽或镂空部24优选为沿本体21的中间线对称分布。可以想到，该凹槽或镂空部24除了与切片切手轮10的内腔结构匹配的功能作用，还能起到调节平衡块20的重量的作用。在其它实施方式中，可以考虑在本体21的左右两侧中分别布置另外的凹槽或镂空部来调节平衡块20的重量和转动惯量的平衡。

考虑到实际的加工和组装工艺，在可选的实施方式中还可以考虑将本体21一体地形成在切片机手轮上，和/或，将至少一个或多个配重22一体地形成在切片机手轮上。可以了解，通过将本体21和/或配重22直接与切片机手轮一体成型，能够减少相应的后续组装步骤，提高组装效率。例如，在本体21一体地形成在手轮上的情况下，在组装时只需将配重22装配至切片机手轮的本体21即可完成组装。具体地，一体成型的方式可以为例如但不限于通过铸造等常规加工方式成型。

下面以钨合金配重和钢材料本体组合的平衡块替代现有技术中的铅制平衡块的示例说明本实用新型的可行性。

已知的是，铅的密度是11.34 g/cm^3；钨的密度比铅高，即，钨合金（95 w）的密度是18 g/cm^3。但是，钨合金（95 w）的成本比铅高得多（高达10-20倍），因此，高成本限制了用钨材料替代铅的应用。

本实施方式结合了相对便宜的钢材料（密度为7.8 g/cm^3）和钨合金。平衡块采用图2和3中的具体结构，本体由钢材料制成，预留几个孔用于保持钨棒式的配重。可以了解，保证本实施方式概念正确性的两个标准为：计算和检查平衡块的质量，使其等于原来的铅材料设计；以及保证转动惯量相同。

在整个平衡块采用铅材料的情况下，重量为3650 g、从COM（质心）到旋转中心的距离是34.1 mm、COM从平衡块的前表面偏离8.5 mm，这被计算和验证为舒适的，以平衡来自样本夹头和组织组件的重量/转动惯量。在采用钢材料的本体和钨棒式配重的情况下，钢重2650 g、钨合金重544.7g*2 = 544.7 g，总重为3649.4 g。COM到旋转中心的距离是34.5 mm，COM从平衡块的前表面偏离8.5 mm，这被计算和验证为舒适的，以平衡来自样本夹头和组织组件的重量/转动惯量。既然钨合金的密度大，如果插入位置稍有改变，则从COM（质心）到旋转中心的距离将会显著变化。这为设计带来了柔性化。这意味着，假如体积和重量相同，则仅通过改变钨合金的位置易于改变手轮的转动惯量。

借助于Solidworks的质量属性功能能够计算出手轮的质量（除手柄外）以及COM参数：

铅材料平衡块情况下手轮的质量:m = 4420.81 g；

质心和旋转中心之间的距离:r = 27.49 mm；

利用简化的计算公式，手轮的转动惯量是:

I（铅） = m*r^2 = 4420.81*27.49^2 = 3340806.56 g.mm^2。

混合的钢钨合金材料平衡块情况下手轮的质量:m = 4420.81 g；

质心和旋转中心之间的距离:r = 27.50 mm；

利用简化的计算公式，手轮的转动惯量是:

I（钢+钨） = m*r^2 = 4420.86*27.50^2 = 3343275.38 g.mm^2。

因此，新的混合材料概念和原来的铅材料概念之间的差别是（I（钢+钨）-I（铅））/I（铅）*100 = （3343275.38-3340806.56）/3340806.56*100 = 0.074%。考虑到原来概念中的设计误差，该差别是可以忽略不计的。

相似地，使用铅材料作为平衡块的任何其它切片机手轮或其它仪器可以用本实用新型的两种材料组合的概念替代。

可以了解，本实用新型的概念并不限于在本体中使用多少配重材料。本体材料可以是钢、合金或其它材料，既可以直接通过模制切片机手轮的形状制成，使得手轮作为基础部件，并且插有配重材料。插入的配重材料可以是钨或其它比铅材料重或轻的材料。插入的配重材料可以呈棒状、杆状、三角形或长方形或其它几何形状。

根据以上描述，所属领域的技术人员易于将这种切片机手轮应用于切片机，尤其是镜检切片机。

本实用新型的技术范围不仅仅局限于上述说明中的内容，本领域技术人员可以在不脱离本实用新型技术思想的前提下，对上述实施方式进行多种变形和修改，而这些变形和修改均应当属于本实用新型的范围内。