CN104076499A - 一种实现显微镜三维定位的装置 - Google Patents

Abstract

一种实现显微镜三维定位的装置，该三维定位装置包括前后定位装置、左右定位装置、上下定位装置及显微镜装置；通过旋转前后进给手柄带动前后定位丝杠运动，调整显微镜的前后位置；通过旋转左右进给手柄带动左右定位丝杠运动，调整显微镜的左右位置；通过旋转上下进给手柄带动上下定位丝杠外套筒运动，调整显微镜的上下位置；通过不断地进行前后、左右、上下位置的调整，将显微镜对准待观察的物体进行实时观察。本发明实现了显微镜三维方向的准确调整，保证显微镜能够准确定位并对物体进行实时观察。

Description

一种实现显微镜三维定位的装置

技术领域

本发明属于机械制造技术领域，特指一种实现显微镜三维定位的装置。

背景技术

丝杠的应用可将旋转运动通过丝杠转变为直线运动，并可获得很高的精度和平稳的运动。丝杠升降机广泛应用于机械、冶金、建筑、水利设备等行业，具有起升、下降等功能。丝杠升降机能够准确地控制并调整提升或推进的高度，可以用电动机或其它动力直接带动，也可以手动。但是，传统的丝杠升降机往往只能实现一个方向或两个方向的进给，满足不了三维方向均需要位置调整的情况。

为克服上述困难，实现三维方向位置的准确调整，本文发明了一种实现显微镜三维定位的装置。

发明内容

本发明的目的是通过丝杠传动将旋转运动转变为直线运动，并对进给量进行准确控制和定位。通过三个丝杠的配合实现三维方向的定位和位置调整，为显微镜准确观测物体提供保证。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为一种实现显微镜三维定位的装置，该装置包括前后定位装置1、左右定位装置2、上下定位装置3、显微镜装置4、箱体5、支柱6、疲劳试验机7；其中，前后定位装置1包括前后进给手柄11、前后进给导轨12、前后定位丝杠13；左右定位装置2包括左右进给手柄21、左右进给导轨22、左右定位丝杠23；上下定位装置3包括上下定位丝杠底座31、上下进给手柄32、上下定位丝杠外套筒33；所述前后定位装置1、左右定位装置2、上下定位装置3共同组成本装置的三向位置调节机构，其工作过程为进给手柄控制定位丝杠，定位丝杠与进给导轨相配合，通过旋转进给手柄实现显微镜的位置移动；具体而言，在箱体5的底部安装有前后定位丝杠13，箱体5的顶部安装有上下定位丝杠外套筒33，箱体5中间安装有左右定位丝杠23，所述左右定位丝杠23可沿水平方向的滑槽随前后定位丝杠13平行移动；前后定位丝杠13与前后进给导轨12相配合，并由前后进给手柄11控制；左右进给导轨22与左右定位丝杠23相配合，并由左右进给手柄21控制；上下定位丝杠外套筒33内通过丝杠与外套筒相配合，并由上下进给手柄32控制，且上下定位丝杠外套筒33、上下进给手柄32均安装在上下定位丝杠底座31上，通过各旋转进给手柄从而实现对箱体5内的显微镜装置三向调节；

上下定位丝杠外套筒33顶部连接有支柱6，支柱6可在上下定位丝杠外套筒33自由调节其高度方向；

所述显微镜装置4固定在支柱6上，其中，支座41与支柱6紧固，支撑柱42一端与支座41连接，另一端通过固定螺栓43与支撑柱42连接，显微镜支座44、显微镜45固定在支撑柱42上，所述支撑柱42为水平位置固定。

该装置的实施步骤为：

步骤1)提供前后定位装置1、左右定位装置2、上下定位装置3、显微镜装置4、箱体5和支柱6，所述前后定位装置1包括前后进给手柄11、前后进给导轨12和前后定位丝杠13，左右定位装置2包括左右进给手柄21、左右进给导轨22和左右定位丝杠23，上下定位装置3包括上下定位丝杠底座31、上下进给手柄32和上下定位丝杠外套筒33，显微镜装置4包括支座41、支撑柱42、固定螺栓43、显微镜支座44和显微镜45；

2)将前后进给导轨固定在箱体内，将左右进给导轨放置在前后进给导轨的上方；

3)将前后定位丝杠依次穿过箱体前方的孔洞及左右进给导轨下方的孔洞，并将前后进给手柄安装到前后定位丝杠露在箱体外的一端；

4)将上下定位丝杠底座放置到左右进给导轨的上方(上下定位丝杠就焊接在上下定位丝杠底座上)，将左右定位丝杠依次穿过箱体右侧的孔洞及上下定位丝杠底座下方的孔洞，并将左右进给手柄安装到左右定位丝杠露在箱体外的一端；

5)将上下进给手柄安装到上下定位丝杠上(上下进给手柄的内壁有内螺纹，与上下定位丝杠的螺纹相匹配)，并将上下进给手柄旋转到与上下定位丝杠底座接触为止；

6)将空心的上下定位丝杠外套筒(其内孔壁是光滑的且尺寸略大于上下定位丝杠的尺寸)套在上下定位丝杠外面，其下端与上下进给手柄接触；

7)将空心的支柱(其外壁的尺寸与上下定位丝杠外套筒的内孔尺寸相同，其内孔壁是光滑的且尺寸略大于上下定位丝杠的尺寸)插入上下定位丝杠外套筒中，用螺栓固定；

8)将支座套在支柱外面，用螺栓将其固定在支柱的上端；

9)将支撑柱的一端插入支座水平位置的内孔中，并用螺栓固定；

10)将显微镜支座套在支撑柱的另一端上，通过拧紧固定螺栓将显微镜固定住；

11)通过旋转前后进给手柄带动前后定位丝杠运动，对显微镜进行前后位置调整；

12)通过旋转左右进给手柄带动左右定位丝杠运动，对显微镜进行左右位置调整；

13)通过旋转上下进给手柄带动上下定位丝杠外套筒运动，对显微镜进行上下位置调整；

14)通过不断地进行前后、左右、上下位置的调整，将显微镜对准待观察的物体进行实时观察。

进一步，所述步骤11)、步骤12)和步骤13)分别能够实现显微镜前后、左右和上下位置的调整。

本文发明的一种实现显微镜三维定位的装置的创新在于：克服了传统丝杠升降机只能实现一个方向或两个方向的进给，实现了前后、左右、上下三个方向的位置调整和定位，为显微镜准确定位观察提供了保证。

本文发明的一种实现显微镜三维定位的装置的有益效果在于：通过旋转前后进给手柄带动前后定位丝杠运动，实现了显微镜前后方向的调整；通过旋转左右进给手柄带动左右定位丝杠运动，实现了显微镜前后方向的调整；通过旋转上下进给手柄带动上下定位丝杠外套筒运动，实现了显微镜上下方向的调整；通过不断地进行前后、左右、上下位置的调整，实现了显微镜准确定位的目的。

附图说明

图1为本发明中三个丝杠传动的原理图。

图2为本发明中三个丝杠组装的示意图，

图3为本发明中实现显微镜三维定位的装置的示意图。

图4为本发明中通过显微镜三维定位实现实时观察疲劳裂纹萌生和扩展的示意图。

图5为本发明中通过显微镜三维定位观察得到的铜薄膜的疲劳裂纹。

图中：1、前后定位装置，2、左右定位装置，3、上下定位装置，4、显微镜装置，5、箱体，6、支柱，7、疲劳试验机，11、前后进给手柄，12、前后进给导轨，13、前后定位丝杠，21、左右进给手柄，22、左右进给导轨，23、左右定位丝杠，31、上下定位丝杠底座，32、上下进给手柄，33、上下定位丝杠外套筒，41、支座，42、支撑柱，43、固定螺栓，44、显微镜支座，45、显微镜。

具体实施方式

下面结合附图，通过举例进一步阐明本发明方法的具体操作流程，请参阅图1至图5。通过显微镜三维方向准确定位对铜薄膜缺口试件的疲劳裂纹的萌生和扩展进行实时观测，其步骤为：

步骤1)提供前后定位装置1、左右定位装置2、上下定位装置3、显微镜装置4、箱体5和支柱6，所述前后定位装置1包括前后进给手柄11、前后进给导轨12和前后定位丝杠13，左右定位装置2包括左右进给手柄21、左右进给导轨22和左右定位丝杠23，上下定位装置3包括上下定位丝杠底座31、上下进给手柄32和上下定位丝杠外套筒33，显微镜装置4包括支座41、支撑柱42、固定螺栓43、显微镜支座44和显微镜45；

2)将前后进给导轨12固定在箱体5内，将左右进给导轨22放置在前后进给导轨12的上方；

3)将前后定位丝杠13依次穿过箱体5前方的孔洞及左右进给导轨22下方的孔洞，并将前后进给手柄11安装到前后定位丝杠13露在箱体5外的一端；

4)将上下定位丝杠底座31放置到左右进给导轨22的上方(上下定位丝杠就焊接在上下定位丝杠底座31上)，将左右定位丝杠23依次穿过箱体5右侧的孔洞及上下定位丝杠底座31下方的孔洞，并将左右进给手柄21安装到左右定位丝杠23露在箱体5外的一端；

5)将上下进给手柄32安装到上下定位丝杠上(上下进给手柄32的内壁有内螺纹，与上下定位丝杠的螺纹相匹配)，并将上下进给手柄32旋转到与上下定位丝杠底座31接触为止；

6)将空心的上下定位丝杠外套筒33(其内孔壁是光滑的且尺寸略大于上下定位丝杠的尺寸)套在上下定位丝杠外面，其下端与上下进给手柄32接触；

7)将空心的支柱6(其外壁的尺寸与上下定位丝杠外套筒33的内孔尺寸相同，其内孔壁是光滑的且尺寸略大于上下定位丝杠的尺寸)插入上下定位丝杠外套筒33中，用螺栓固定；

8)将支座41套在支柱6外面，用螺栓将其固定在支柱6的上端；

9)将支撑柱42的一端插入支座41水平位置的内孔中，并用螺栓固定；

10)将显微镜支座44套在支撑柱42的另一端上，通过拧紧固定螺栓43将显微镜45固定住；

11)将铜薄膜缺口试件安装到疲劳试验机7上进行疲劳试验；

12)通过旋转前后进给手柄11带动前后定位丝杠13运动，对显微镜45进行前后位置调整；

13)通过旋转左右进给手柄21带动左右定位丝杠23运动，对显微镜45进行左右位置调整；

14)通过旋转上下进给手柄32带动上下定位丝杠外套筒33运动，对显微镜45进行上下位置调整；

15)通过不断地进行前后、左右、上下位置的调整，将显微镜45对准铜薄膜缺口处，对其疲劳裂纹的萌生和扩展进行实时观察；

本实例是显微镜通过三维方向准确定位，对铜薄膜缺口处进行实时观察，观察得到的疲劳裂纹扩展的图片如图5所示。

Claims (2)

1.一种实现显微镜三维定位的装置，其特征在于：该装置包括前后定位装置(1)、左右定位装置(2)、上下定位装置(3)、显微镜装置(4)、箱体(5)、支柱(6)、疲劳试验机(7)；其中，前后定位装置(1)包括前后进给手柄(11)、前后进给导轨(12)、前后定位丝杠(13)；左右定位装置(2)包括左右进给手柄(21)、左右进给导轨(22)、左右定位丝杠(23)；上下定位装置(3)包括上下定位丝杠底座(31)、上下进给手柄(32)、上下定位丝杠外套筒(33)；所述前后定位装置(1)、左右定位装置(2)、上下定位装置(3)共同组成本装置的三向位置调节机构，其工作过程为进给手柄控制定位丝杠，定位丝杠与进给导轨相配合，通过旋转进给手柄实现显微镜的位置移动；具体而言，在箱体(5)的底部安装有前后定位丝杠(13)，箱体(5)的顶部安装有上下定位丝杠外套筒(33)，箱体(5)中间安装有左右定位丝杠(23)，所述左右定位丝杠(23)可沿水平方向的滑槽随前后定位丝杠(13)平行移动；前后定位丝杠(13)与前后进给导轨(12)相配合，并由前后进给手柄(11)控制；左右进给导轨(22)与左右定位丝杠(23)相配合，并由左右进给手柄(21)控制；上下定位丝杠外套筒(33)内通过丝杠与外套筒相配合，并由上下进给手柄(32)控制，且上下定位丝杠外套筒(33)、上下进给手柄(32)均安装在上下定位丝杠底座(31)上，通过各旋转进给手柄从而实现对箱体(5)内的显微镜装置三向调节；

上下定位丝杠外套筒(33)顶部连接有支柱(6)，支柱(6)可在上下定位丝杠外套筒(33)自由调节其高度方向；

所述显微镜装置(4)固定在支柱(6)上，其中，支座(41)与支柱(6)紧固，支撑柱(42)一端与支座(41)连接，另一端通过固定螺栓(43)与支撑柱(42)连接，显微镜支座(44)、显微镜(45)固定在支撑柱(42)上，所述支撑柱(42)为水平位置固定。

2.根据权利要求1所述的一种实现显微镜三维定位的装置，其特征在于：该装置的实施步骤为：

步骤1)提供前后定位装置(1)、左右定位装置(2)、上下定位装置(3)、显微镜装置(4)、箱体(5)和支柱(6)，所述前后定位装置(1)包括前后进给手柄(11)、前后进给导轨(12)和前后定位丝杠(13)，左右定位装置(2)包括左右进给手柄(21)、左右进给导轨(22)和左右定位丝杠(23)，上下定位装置(3)包括上下定位丝杠底座(31)、上下进给手柄(32)和上下定位丝杠外套筒(33)，显微镜装置(4)包括支座(41)、支撑柱(42)、固定螺栓(43)、显微镜支座(44)和显微镜(45)；

2)将前后进给导轨固定在箱体内，将左右进给导轨放置在前后进给导轨的上方；

3)将前后定位丝杠依次穿过箱体前方的孔洞及左右进给导轨下方的孔洞，并将前后进给手柄安装到前后定位丝杠露在箱体外的一端；

4)将上下定位丝杠底座放置到左右进给导轨的上方，将左右定位丝杠依次穿过箱体右侧的孔洞及上下定位丝杠底座下方的孔洞，并将左右进给手柄安装到左右定位丝杠露在箱体外的一端；

5)将上下进给手柄安装到上下定位丝杠上，并将上下进给手柄旋转到与上下定位丝杠底座接触为止；

6)将空心的上下定位丝杠外套筒套在上下定位丝杠外面，其下端与上下进给手柄接触；

7)将空心的支柱插入上下定位丝杠外套筒中，用螺栓固定；

8)将支座套在支柱外面，用螺栓将其固定在支柱的上端；

9)将支撑柱的一端插入支座水平位置的内孔中，并用螺栓固定；

10)将显微镜支座套在支撑柱的另一端上，通过拧紧固定螺栓将显微镜固定住；

11)通过旋转前后进给手柄带动前后定位丝杠运动，对显微镜进行前后位置调整；

12)通过旋转左右进给手柄带动左右定位丝杠运动，对显微镜进行左右位置调整；

13)通过旋转上下进给手柄带动上下定位丝杠外套筒运动，对显微镜进行上下位置调整；

14)通过不断地进行前后、左右、上下位置的调整，将显微镜对准待观察的物体进行实时观察。