CN107065161A - 鞘流拍摄光学成像调节平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种鞘流拍摄光学成像调节平台，包括基于水平底板设置的鞘流池调节装置和显微镜调焦装置，鞘流池调节装置设于显微镜调焦装置前方安装于水平底板上的竖直面板上，包括鞘流池垂直度调节机构和鞘流池左右平移机构，鞘流池垂直度调节机构包括调节板，调节板上设有两颗可调整调节板垂直度的精密调整螺钉，调节板通过套装有压缩弹簧的固定螺钉于竖直面板上安装；鞘流池左右平移机构包括鞘流池安装板，鞘流池安装板通过直线导轨安装于调节板内部，调节板的一侧设有精密调节螺钉，精密调节螺钉将鞘流池安装板顶压在调节板另一侧的弹性回位组件上。本发明提高了稳定性和使用寿命，采用模块化装配和拆卸，维修方便。

Description

鞘流拍摄光学成像调节平台

技术领域

本发明涉及光学成像调节机构，具体为一种用于医疗设备的鞘流拍摄光学成像调节平台。

背景技术

利用鞘流(一种特定类型的层流，其中一层流体或粒子在一个以上的侧面上被另一种流体所包围，从而将粒子流限制在流体中的过程)技术和显微拍摄技术拍摄样本中的细胞和其他粒子，在医疗设备中已广泛应用。现有拍摄设备中已有如长春迪瑞医疗科技股份有限公司申请的《流动池四自由度调节机构》专利和桂林优利特医疗电子有限公司申请的《用于尿沉渣检测设备中的双镜筒显微镜装置》专利。

在进行鞘流拍摄时，显微拍摄系统需要精密调节焦距，要求鞘流层与拍摄的显微镜镜筒垂直，这样才能更清楚准确地拍摄到鞘流层中的有形成分；同时需要调节显微镜镜头拍摄鞘流层的范围，以便选取最稳定的鞘流范围进行拍摄。

现有拍摄设备存在的缺点有：

1、结构复杂，拆卸和维修不方便。

2、稳定性较差，尤其是拍摄设备经历运输振动或其他较剧烈振动后不能自动回复。

3、由于螺杆和螺母的磨损，导致精度下降，使用寿命较低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出了一种拆卸和维修方便、稳定性高、使用寿命长的鞘流拍摄光学成像调节平台。

能够解决上述技术问题的鞘流拍摄光学成像调节平台，其技术方案包括基于水平底板设置的鞘流池调节装置和显微镜调焦装置，所不同的是所述鞘流池调节装置设于显微镜调焦装置前方的竖直面板上，所述竖直面板安装于水平底板上，鞘流池调节装置包括鞘流池垂直度调节机构和鞘流池左右平移机构，所述鞘流池垂直度调节机构包括调节板，所述调节板上旋合有可调整调节板垂直度的两颗前端设有钢珠的精密调整螺钉和一颗设于调节板底部作为调整垂直度基准点的钢珠，调节板通过套装有压缩弹簧的固定螺钉于竖直面板上安装而将三颗钢珠抵压在竖直面板上；所述鞘流池左右平移机构包括鞘流池安装板，所述鞘流池安装板通过左右向的直线导轨安装于调节板内部，所述调节板的左或右侧设有带钢珠的精密调节螺钉，所述精密调节螺钉通过钢珠将鞘流池安装板顶压在调节板另一侧设置的弹性回位组件上；对应于鞘流池安装板中安装的的鞘流池，于所述调节板和鞘流池安装板上开设有光照通孔。

进一步，三颗钢珠设计为呈直角分布，作为基准点的钢珠设于直角顶点处，作为调整垂直度的两颗钢珠中，一颗钢珠抵压在竖直面板内凹处的上、下水平杆体之间(防止上、下移动)，另一颗钢珠抵压在竖直面板内凹槽处的抗压垫块上。

所述显微镜调焦装置的一种结构包括显微镜夹持平台，所述显微镜夹持平台通过左、右直线导轨(前后方向)安装于水平底板上，所述水平底板上设有作用在显微镜夹持平台前端的弹性限位机构，显微镜夹持平台后端的底板上设有调节其前、后移动量(相当于调节焦距)的丝杆螺母传动副，所述丝杆螺母传动副的螺母安装于显微镜夹持平台上，丝杆螺母传动副的丝杆由轴承座支撑安装于水平底板上并通过具有至少一级减速传动比的齿轮传动副连接调焦步进电机。

所述齿轮传动副的一种结构包括相啮合的主动小齿轮和从动大齿轮，所述主动小齿轮安装于调焦步进电机的输出轴上，所述从动大齿轮安装于丝杆上，所述调焦步进电机上装配有手动调焦的手柄(通过转动输出轴而实现)。

所述调焦步进电机的分度精度设为0.9°，所述丝杆的螺距设为0.3mm(小导程)，所述主动小齿轮和从动大齿轮的齿数分别设计为22齿和60齿，(在调焦步进电机不细分的情况下)所述显微镜夹持平台的调节范围可达到±4.0mm，调节精度可达到0.275μm/步；所述手动调焦的灵敏度可达到0.44μm，调节范围可达到±4.0mm。

为提高丝杆的刚性和直线度，所述丝杆由轴承座内设置的一对角接触球轴承支撑。

为减少丝杆和螺母的磨损，保证丝杆和丝杆螺母之间的啮合精度，提高使用寿命，所述丝杆采用耐磨材料制作，所述螺母采用自润滑材料制作。

本发明的有益效果：

本发明光学成像调节平台采用模块化装配和拆卸，维修方便。

本发明提高了稳定性，使机构在经历运输振动或其他较剧烈振动重新调节后能正常使用。

本发明结构中关键零件磨损后还能保持配合精度，提高了使用寿命。

附图说明

图1为本发明一种实施方式的主视图。

图2为图1实施方式的俯视图。

图3(a)为图1、图2实施方式中鞘流池调节装置的主视图。

图3(b)为图3的侧视图。

图4为图1、图2实施方式中显微镜调焦装置的主视图。

图5为图4的俯视图。

图号标识：1、水平底板；2、显微镜调焦装置；3、鞘流池调节装置；4、显微镜夹持平台；5、丝杆；6、螺母；7、调焦步进电机；8、竖直面板；9、轴承座；10、光照通孔；11、角接触球轴承；12、调节板；13、压缩弹簧；14、固定螺钉；15、钢珠；16、精密调整螺钉；17、鞘流池安装板；18、精密调节螺钉；19、直线导轨；20、杆体；21、主动小齿轮；22、从动大齿轮；23、锁紧块；24、手柄；25、机座；26、限位块；27、抗压垫块；28、弹性回位组件。

具体实施方式

下面结合附图所示实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。

本发明鞘流拍摄光学成像调节平台包括鞘流池调节装置3和显微镜调焦装置2，所述显微镜调焦装置2设于水平底板1上并可前、后调节调焦位置，所述鞘流池调节装置3于显微镜调焦装置2前方设于水平底板1上，如图1、图2所示。

所述显微镜调焦装置2包括显微镜夹持平台4、丝杆螺母传动副、齿轮传动副和调焦步进电机7。所述显微镜夹持平台4通过前后向的左、右直线导轨19(交叉滚柱导轨)安装于水平底板1上；所述丝杆螺母传动副、齿轮传动副和调焦步进电机7均于显微镜夹持平台4后方设置，丝杆螺母传动副包括相互旋合的丝杆5(前、后方向设置，采用耐磨材料制作)和螺母6(采用自润滑材料制作)，所述螺母6设于显微镜夹持平台4的后端部，所述丝杆5通过轴承座9内的一对角接触球轴承11支撑于水平底板1上；所述齿轮传动副(啮合的主动小齿轮21与从动大齿轮22)和调焦步进电机7设于机座25上，所述主动小齿轮21于调焦步进电机7的输出轴上安装，所述从动大齿轮22于丝杆5的后端上安装，所述调焦步进电机7上还安装有可手动转动输出轴的手柄24；所述显微镜夹持平台4前端设有作用在其上的弹性限位机构，所述弹性限位机构包括限位块26，所述限位块26固定安装于水平底板1上，限位块26与显微镜夹持平台4之间预紧有压缩弹簧13，如图4、图5所示。

所述调焦步进电机7的分度精度设为0.9°，所述主动小齿轮21的齿数设为22齿，所述从动大齿轮22的齿数设计为60齿，所述丝杆5的螺距设计为0.3mm(小导程)，从而达到调焦的理论精度为0.275μm/步(调焦步进电机7不细分的情况下)，手动调焦的理论灵敏度为0.44μm，调焦范围为±4.0mm。

所述显微镜调焦装置2的焦距调节方法：

控制调焦步进电机7或手动调节调焦步进电机7上的手柄24使其输出轴旋转，进而通过齿轮传动副带动丝杆螺母传动副的丝杆5转动，丝杆5通过螺母6带动显微镜夹持平台4和装配在显微镜夹持平台4上的显微镜沿交叉滚柱导轨前、后移动，从而实现焦距调节功能。

在显微镜调焦装置2的前、后调焦过程中，压缩弹簧13向后的作用力使丝杆5和螺母6始终密切接触在一起而消除配合间隙，提高了传动精度，降低了丝杆5的加工精度，保证了丝杆5和螺母6在经受一定磨损后还能保证啮合精度，保证了机构的调节精度，提高了机构的稳定性。

所述鞘流池调节装置3包括基于竖直面板8(垂直安装于显微镜调焦装置2前方)设置的鞘流池垂直度调节机构和鞘流池左右平移机构。所述鞘流池垂直度调节机构包括调节板12和精密调整螺钉16，竖直调节板12通过四颗固定螺钉14安装于竖直面板8上，安装方式为所述固定螺钉14前端穿过调节板12上的两级阶梯螺钉孔(孔径逐渐减小)与竖直面板8上对应的螺纹孔旋合连接，固定螺钉14上套装有压缩弹簧13，所述压缩弹簧13预紧在阶梯螺钉孔的外侧大孔中，所述调节板12右下角的底部设有一颗钢珠15(作为基准点)，调节板12的左下角和右上角处还旋合有两颗精密调整螺钉16，各精密调整螺钉16穿过调节板12，使得精密调整螺钉16前端的钢珠15(作为调节点)抵压在竖直面板8上，一颗钢珠15抵压于竖直面板8凹槽内粘接的上、下杆体20之间，另一颗钢珠15抵压于竖直面板8凹槽内设置的抗压垫块27上，四颗固定螺钉14完全旋紧后松动2圈，留出压簧压缩13的变形空间；所述鞘流池左右平移机构包括鞘流池安装板17，所述鞘流池安装板17于调节板12内部的左右向直线导轨19上安装，所述鞘流池安装板17限位在左侧的精密调节螺钉18与右侧的弹性回位组件28(螺钉与压缩弹簧13的组合)上，所述精密调节螺钉18旋合于调节板12的左侧面，精密调节螺钉18前端的钢珠15抵压在鞘流池安装板17左侧面上对应设置的抗压垫块27上，如图3(a)、图3(b)所示。

为使光线照射到鞘流池安装板17内安装的鞘流池上，于所述调节板12和鞘流池安装板17上开设有贯通的光照通孔10，如图3(a)所示。

所述水平底板1上设有可从侧面夹紧固定显微镜夹持平台4的锁紧块23，如图4、图5所示。

上述结构中，通过一颗作为基准点的钢珠15和两颗作为调节点的钢珠15定位调节板12的垂直度，方法为以作为基准点的钢珠15为基准点，旋转调节另外两颗精密调整螺钉16，使调节板12以基准点的钢珠15为支点进行旋转摆动而实现垂直度的调节；所述精密调整螺钉16的螺距选择为0.25mm，所述钢珠15的直径选择为5mm，理论上垂直调节灵敏度可达到0.000025°～0.00004°，调节范围达到±1.5°；所述精密调节螺钉18的螺距设计为0.25mm，实现手动平移鞘流池安装板17的精密调节，灵敏度约为2μm，调节范围为±2.5mm。

所述鞘流池调节装置3的垂直度调节方式：

手动旋转调节板12上的两颗精密调整螺钉16，使调节板12相对于竖直面板8的位置发生变化，进而使调节板12以基准点的钢珠15为基准点转动，使调节板12和竖直面板8的空间夹角发生变化，从而实现垂直度的调节，反复调节两颗精密调整螺钉16，直到调节板12垂直于显微镜的轴线。

所述鞘流池调节装置3的平移调节方式：

手动旋转精密调节螺钉18使鞘流池安装板17沿着左右向的交叉滚柱导轨移动，从而实现鞘流池安装板17的平移调节。

Claims (7)

1.鞘流拍摄光学成像调节平台，包括基于水平底板(1)设置的鞘流池调节装置(3)和显微镜调焦装置(2)，其特征在于：所述鞘流池调节装置(3)设于显微镜调焦装置(2)前方的竖直面板(8)上，所述竖直面板(8)安装于水平底板(1)上，鞘流池调节装置(3)包括鞘流池垂直度调节机构和鞘流池左右平移机构，所述鞘流池垂直度调节机构包括调节板(12)，所述调节板(12)上旋合有可调整调节板(12)垂直度的两颗前端设有钢珠(15)的精密调整螺钉(16)和一颗设于调节板(12)底部作为调整垂直度基准点的钢珠(15)，调节板(12)通过套装有压缩弹簧(13)的固定螺钉(14)于竖直面板(8)上安装而将三颗钢珠(15)抵压在竖直面板(8)上；所述鞘流池左右平移机构包括鞘流池安装板(17)，所述鞘流池安装板(17)通过左右向的直线导轨(19)安装于调节板(12)内部，所述调节板(12)的左或右侧设有带钢珠(15)的精密调节螺钉(18)，所述精密调节螺钉(18)通过钢珠(15)将鞘流池安装板(17)顶压在调节板(12)另一侧设置的弹性回位组件(28)上；对应于鞘流池安装板(17)中安装的的鞘流池，于所述调节板(12)和鞘流池安装板(17)上开设有光照通孔(10)。

2.根据权利要求1所述的鞘流拍摄光学成像调节平台，其特征在于：三颗钢珠(15)呈直角分布，作为基准点的钢珠(15)设于直角顶点处，作为调整垂直度的两颗钢珠(15)中，一颗钢珠(15)抵压在竖直面板(8)内凹处的上、下水平杆体(20)之间，另一颗钢珠(15)抵压在竖直面板(8)内凹槽处的抗压垫块(27)上。

3.根据权利要求1或2所述的鞘流拍摄光学成像调节平台，其特征在于：所述显微镜调焦装置(2)包括显微镜夹持平台(4)，所述显微镜夹持平台(4)通过左、右直线导轨(19)安装于水平底板(1)上，所述水平底板(1)上设有作用在显微镜夹持平台(4)前端的弹性限位机构，显微镜夹持平台(4)后端的底板(1)上设有调节其前、后移动量的丝杆螺母传动副，所述丝杆螺母传动副的螺母(6)安装于显微镜夹持平台(4)上，丝杆螺母传动副的丝杆(5)由轴承座(9)支撑安装在水平底板(1)上并通过具有至少一级减速传动比的齿轮传动副连接调焦步进电机(7)。

4.根据权利要求3所述的鞘流拍摄光学成像调节平台，其特征在于：所述齿轮传动副包括相啮合的主动小齿轮(21)和从动大齿轮(22)，所述主动小齿轮(21)安装于调焦步进电机(7)的输出轴上，所述从动大齿轮(22)安装于丝杆(5)上，所述调焦步进电机(7)上装配有手动调焦的手柄(24)。

5.根据权利要求3所述的鞘流拍摄光学成像调节平台，其特征在于：所述水平底板(1)上设有可从侧面夹紧固定显微镜夹持平台(4)的锁紧块(23)。

6.根据权利要求3所述的鞘流拍摄光学成像调节平台，其特征在于：所述轴承座(9)内设有一对支撑在丝杆(5)的角接触球轴承(11)。

7.根据权利要求3所述的鞘流拍摄光学成像调节平台，其特征在于：所述丝杆(5)采用耐磨材料制作，所述螺母(6)采用自润滑材料制作。