CN107329230B - 一种用于光学收集镜头手动三维调节的结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于光学收集镜头手动三维调节的结构，包括X向调节机构、Y向调节机构以及Z向调节机构，所述X、Y、Z向调节机构分别用于对光学收集镜头的X、Y、Z方向的移动进行调节，所述光学收集镜头设置在X向调节机构和Y向调节机构之间，所述光学收集镜头随Z向调节机构在竖直方向上同步移动且在水平方向上相对于Z向调节机构沿X方向或Y方向水平移动。本发明突破了传统方案中三个方向调节板从上至下依次堆叠的结构，将安装后光学镜头的轴心高度下移至与其他光学元件相匹配的高度，避免了现有方案中需设置高度调节架进行轴心高度匹配的问题，简化了整体结构设计，而且通过驱动机构的结构设计，有效缩小了结构体积，减小了占用面积。

Description

一种用于光学收集镜头手动三维调节的结构

技术领域

本发明属于生命科学和临床诊断仪器技术领域，特别涉及一种适用于大口径光学收集镜头手动三维调节的紧凑型结构。

背景技术

在生命科学和临床诊断仪器中，如荧光显微镜、流式细胞仪、共焦扫描仪、核酸测序仪、实时荧光分析仪等设备中，都采用了高灵敏度荧光激发与检测的原理，在目前商业化的设备中通常都是由激发光源，如半导体激光器、汞灯或卤素灯等，照射至待测样品、玻片、皿、腔室的表面或内部，再进行透射光、散射光以及发射荧光信号的收集。

由于待检测的细胞表面抗原、与核酸特异性结合的荧光探针等生物分子的含量通常较少，其被收集到的光学信号强度非常有限，而大数值孔径的光学镜头是决定系统灵敏度的关键，故通常需要用到较大口径的镜头。同时，由于这些生物分子的尺寸非常小，而透镜系统的视场、光电检测器件的敏感面积均有限，因此激发光源照明区域相对于光学收集镜头焦点的位置、以及荧光分子经过收集镜头后成像点相对于光电检测器件的位置，都将极大影响光信号的强弱。

故目前常用的荧光分析设备中的光学系统均需要经过精密设计，并设置光学收集镜头的三维调节装置，例如荧光显微镜中常用的电动位移调节台、手动平板载物台、物镜竖直方向调整的微调焦螺旋，这些结构通常尺寸较大，成本高，不适合用于较紧凑、成本敏感的光学系统。

因此研究者及厂家提出了手动位移台的设计，例如北京卓立汉光仪器有限公司的APFP-XYZ型三维调整架以及申请号为201710066702.3的中国专利，均采用了镜头固定架下方连接Y方向调节板、Y方向调节板连接X方向调节板、X方向调节板连接Z方向调节板的结构方案，其三个调节维度从上至下依次堆叠，并通过转动丝杠使得三个方向上的调节板相对于丝杠移动，进行三个方向自由度的调节。

现有方案中三维调整架的典型例100，如图1和2所示，该方案虽然尺寸和成本已较为优异，但依然存在三大主要问题：

1、三个调节板依次堆叠在一起，导致整个底座偏高，镜头安装后的轴心位置相应升高，高于常规光学元件的轴心高度，导致在其使用时，需要在所有光学元件上增加一个高度方向的调节架，如图3中102所示，进而导致系统复杂度和成本的成倍上升。

2、采用了带刻度的高精度螺纹副101来进行位移调节，虽然调节分辨率较高，但由于高精度螺纹副101伸出平移台侧面，导致三维调节架整体空间占用较多，不利于紧促型场合的使用，例如商业化仪器的内部。

3、最上层镜头固定架较窄，不适用于较大口径镜头的固定。

因此，针对当前高精度、高灵敏的光学检测与分析仪器中，所需求的兼容大口径收集镜头、可三维自由调节、有限成本和空间占用的需求，急需提供一种用于安装后光学轴心低、可手动三维自由调节的紧凑型结构。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够适用于大口径光学收集镜头，且光学收集镜头安装轴心高度与常规光学元件匹配，同时能在三个正交垂直的自由维度手动精确调节的结构。

本发明的技术方案是这样实现的：一种用于光学收集镜头手动三维调节的结构，包括X向调节机构、Y向调节机构以及Z向调节机构，所述X向调节机构、Y向调节机构以及Z向调节机构分别用于对光学收集镜头的X、Y、Z方向的移动进行调节，其特征在于：所述光学收集镜头设置在X向调节机构和Y向调节机构之间，所述光学收集镜头随Z向调节机构在竖直方向上同步移动且在水平方向上相对于Z向调节机构沿X方向或Y方向水平移动。

本发明所述的用于光学收集镜头手动三维调节的结构，其所述Y向调节机构包括Y向基座、Y向调节板以及Y向驱动机构，所述Y向基座用于将三维调节结构固定至仪器底板，所述Y向调节板与Y向基座滑动连接，所述Y向调节板在Y向驱动机构作用下相对于Y向基座沿Y向移动；

所述Z向调节机构包括镜头固定架以及Z向驱动机构，所述镜头固定架与Y向调节板滑动连接，所述镜头固定架在Z向驱动机构作用下相对于Y向调节板沿Z向移动，所述光学收集镜头套接在镜头固定架上，在沿Y向及Z向移动过程中，所述光学收集镜头与镜头固定架相对静止且同步移动，在沿X向移动过程中，所述光学收集镜头相对于镜头固定架作水平移动；

所述X向调节机构包括X向调节板以及X向驱动机构，所述X向调节板与镜头固定架上端部滑动连接，所述X向调节板在X向驱动机构作用下相对于镜头固定架沿X向移动，所述光学收集镜头固定安装于X向调节板下方，所述光学收集镜头位于X向调节板与Y向调节板之间。

本发明所述的用于光学收集镜头手动三维调节的结构，其所述Y向基座中部设置有工字形条状突出部，所述Y向调节板整体呈U形结构，所述Y向调节板的中空腔底部设置有与Y向基座上工字形条状突出部对应配合的Y向滑槽，所述镜头固定架呈箱形结构且置于Y向调节板的中空腔内，在所述镜头固定架前端面设置有用于光学收集镜头穿过的通孔，在所述镜头固定架两侧对称地设置有与Y向调节板的U形上部竖直段对应配合的Z向滑槽，在所述镜头固定架顶部设置有与X向调节板对应配合的X向滑槽，所述X向调节板可滑动地置于X向滑槽内。

本发明所述的用于光学收集镜头手动三维调节的结构，其在所述Y向基座的工字形条状突出部两侧设置有Y向基座导轨槽，在所述Y向调节板的Y向滑槽内侧壁设置有与Y向基座导轨槽对应配合的调节板Y向导轨槽；在所述Y向调节板上部竖直段的两侧端面分别设置有调节板Z向导轨槽，在所述镜头固定架的Z向滑槽内侧壁设置有与调节板Z向导轨槽对应配合的固定架Z向导轨槽；在所述镜头固定架的X向滑槽内侧壁设置有固定架X向导轨槽，在所述X向调节板两侧对称地设置有与固定架X向导轨槽对应配合的调节板X向导轨槽；

在所述Y向基座导轨槽与调节板Y向导轨槽之间、所述调节板Z向导轨槽与固定架Z向导轨槽之间以及所述固定架X向导轨槽与调节板X向导轨槽之间分别设置有用于直线移动的导轨组成。

本发明所述的用于光学收集镜头手动三维调节的结构，其所述导轨组成包括钢丝导轨、滚珠片以及若干球形滚珠，在所述滚珠片上设置有若干与球形滚珠一一对应的安装孔，所述钢丝导轨分为两组且分别设置在对应的导轨槽内，每组钢丝导轨由至少两根钢丝组成，装配有若干球形滚珠的滚珠片整体被装夹于设置有钢丝导轨的对应导轨槽内，所述装配有若干球形滚珠的滚珠片能够沿钢丝导轨作直线运动。

本发明所述的用于光学收集镜头手动三维调节的结构，其在所述X向调节板、Y向基座、Y向调节板以及镜头固定架上的各导轨槽两端均设置有销钉孔，置于各导轨槽内的钢丝导轨两端分别通过固定销钉固定于导轨槽两端的销钉孔处，在所述Y向滑槽、Z向滑槽以及X向滑槽的侧面分别设置有多个预紧通孔，在所述预紧通孔处设置有紧定螺钉。

本发明所述的用于光学收集镜头手动三维调节的结构，其所述Y向驱动机构包括Y向调节螺杆和Y向螺杆座，所述Y向螺杆座固定设置在Y向调节板上，所述Y向调节螺杆沿Y向穿过Y向螺杆座且相互螺纹连接，所述Y向调节螺杆的端部抵靠在Y向基座的底部侧壁，通过旋动Y向调节螺杆使Y向调节板相对于Y向基座沿Y向移动，在所述Y向基座与Y向调节板之间设置有Y向复位机构；

所述Z向驱动机构包括Z向调节螺杆和Z向螺杆座，所述Z向螺杆座固定设置在镜头固定架上部，所述Z向调节螺杆沿Z向穿过Z向螺杆座且相互螺纹连接，所述Z向调节螺杆的端部抵靠在Y向调节板的U形竖直段上端面，通过旋动Z向调节螺杆使镜头固定架相对于Y向调节板沿Z向移动，在所述Y向调节板与镜头固定架之间设置有Z向复位机构；

所述X向驱动机构包括挡块、X向调节螺杆和X向螺杆座，所述挡块固定设置在X向调节板上，所述X向螺杆座固定设置在镜头固定架的上端部，所述X向调节螺杆沿X向穿过X向螺杆座且相互螺纹连接，所述X向调节螺杆的端部抵靠在挡块的侧壁，通过旋动X向调节螺杆使X向调节板相对于镜头固定架沿X向移动，在所述镜头固定架与X向调节板之间设置有X向复位机构，在所述镜头固定架顶部设置有导向滑槽，置于镜头固定架内的光学收集镜头通过穿过导向滑槽的连接件固定连接在X向调节板的下方。

本发明所述的用于光学收集镜头手动三维调节的结构，其所述Y向复位机构包括Y向拉伸弹簧，所述Y向拉伸弹簧设置于Y向基座中部工字形条状突出部的长条过孔内，所述Y向拉伸弹簧的一端与长条过孔内一端的Y向拉簧销柱连接，其另一端与连接至Y向调节板底部的螺柱连接，所述Y向拉伸弹簧用于提供Y向基座与Y向调节板之间的回复力。

本发明所述的用于光学收集镜头手动三维调节的结构，其所述Z向复位机构包括Z向拉伸弹簧，所述Z向拉伸弹簧一端与Z向螺杆座连接，其另一端与连接至Y向调节板侧面的Z向拉簧销柱连接，所述Z向拉伸弹簧用于提供Y向调节板与镜头固定架之间的回复力。

本发明所述的用于光学收集镜头手动三维调节的结构，其所述X向复位机构包括X向拉伸弹簧，所述X向拉伸弹簧一端通过连接件与X向调节板连接，其另一端与X向螺杆座底部上设置的X向拉簧销柱连接，所述X向拉伸弹簧用于提供镜头固定架与X向调节板之间的回复力。

本发明通过在镜头固定架下方只连接一块Y向调节板，而将X和Z两个方向的调节结构设置在镜头固定架上方，突破了传统方案中三个方向调节板从上至下依次堆叠的结构，将安装后光学镜头的轴心高度下移至与其他光学元件相匹配的轴心高度，避免了现有方案中需设置高度调节架进行轴心高度匹配的问题，简化了整体结构设计，而且通过三个方向驱动机构的结构设计，有效缩小了结构体积，减小了占用面积；另外，通过镜头固定架的箱型结构设计，能够兼容大口径光学收集镜头，且能保证光学收集镜头与固定架的同轴心，便于安装、共轴调整，消除调节时三个正交自由度的相互耦合。本发明可用于对单细胞或其他生物粒子进行定量分析的高灵敏、高分辨检测仪器与设备中。

附图说明

图1和图2是现有技术中光学收集镜头手动三维调节的结构示意图。

图3是现有技术中光学收集镜头手动三维调节结构的经典使用示意图。

图4是本发明的结构示意图。

图5是本发明中Y向基座的结构示意图。

图6是本发明中Y向调节板的结构示意图。

图7是本发明中镜头固定架的结构示意图。

图8是本发明中X向调节板的结构示意图。

图9是本发明中Y向基座与导轨组成的装配示意图。

图10是本发明中Y向调节板与导轨组成的装配示意图。

图11是本发明中Y向调节板经导轨组成与镜头固定架进行装配的示意图。

图12是本发明中镜头固定架经导轨组成与X向调节板进行装配的示意图。

图13是本发明中Y向基座、Y向调节板以及Y向驱动机构的装配示意图。

图14是本发明中镜头固定架分别与Z向驱动机构及X向驱动机构的装配示意图。

图15是本发明中镜头固定架与X向驱动机构装配的剖视图。

图16是本发明的Y向驱动机构中Y向调节螺杆和Y向螺杆座的装配示意图。

图17是本发明的X向驱动机构中X向调节螺杆和X向螺杆座的装配示意图。

图中标记：1为X向调节机构，2为Y向调节机构，3为Z向调节机构，4为光学收集镜头，5为导轨组成，6为销钉孔，7为预紧通孔，8为镜头转接件，11为X向调节板，12为挡块，13为X向调节螺杆，14为X向螺杆座，15为X向拉伸弹簧，16为X向拉簧销柱，21为Y向基座，22为Y向调节板，23为Y向调节螺杆，24为Y向螺杆座，25为Y向拉伸弹簧，26为Y向拉簧销柱，27为螺柱，31为镜头固定架，32为Z向调节螺杆，33为Z向螺杆座，34为Z向拉伸弹簧，35为Z向拉簧销柱，51为钢丝导轨，52为滚珠片，53为球形滚珠，54为固定销钉，100为现有方案中三维调整架的典型例，101为现有三维调整架中带刻度的高精度螺纹副，102为高度方向的调节架，111为调节板X向导轨槽，211为工字形条状突出部，212为Y向基座导轨槽，213为长条过孔，221为中空腔，222为Y向滑槽，223为调节板Y向导轨槽，224为调节板Z向导轨槽，311为通孔，312为Z向滑槽，313为固定架Z向导轨槽，314为X向滑槽，315为固定架X向导轨槽，316为导向滑槽。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图3-12所示，一种用于光学收集镜头手动三维调节的结构，包括X向调节机构1、Y向调节机构2以及Z向调节机构3，所述X向调节机构1、Y向调节机构2以及Z向调节机构3分别用于对光学收集镜头4的X、Y、Z方向的移动进行调节，所述光学收集镜头4设置在X向调节机构1和Y向调节机构2之间，所述光学收集镜头4随Z向调节机构3在竖直方向上同步移动且在水平方向上相对于Z向调节机构3沿X方向或Y方向水平移动。

其中，所述Y向调节机构2包括Y向基座21、Y向调节板22以及Y向驱动机构，在所述Y向基座21底部四个端角处分别设置有安装通孔，用于将三维调节结构固定至仪器底板，所述Y向调节板22与Y向基座21滑动连接，所述Y向调节板22在Y向驱动机构作用下相对于Y向基座21沿Y向移动；所述Z向调节机构3包括镜头固定架31以及Z向驱动机构，所述镜头固定架31与Y向调节板22滑动连接，所述镜头固定架31在Z向驱动机构作用下相对于Y向调节板22沿Z向移动，所述光学收集镜头4套接在镜头固定架31上，在沿Y向及Z向移动过程中，所述光学收集镜头4与镜头固定架31相对静止且同步移动，在沿X向移动过程中，所述光学收集镜头4相对于镜头固定架31作水平移动；所述X向调节机构1包括X向调节板11以及X向驱动机构，所述X向调节板11与镜头固定架31上端部滑动连接，所述X向调节板11在X向驱动机构作用下相对于镜头固定架31沿X向移动，所述光学收集镜头4固定安装于X向调节板11下方，所述光学收集镜头4位于X向调节板11与Y向调节板22之间。

作为另一种结构，光学收集镜头4壳体上并没有设置安装螺纹孔，可采用镜头转接件8的方式对光学收集镜头4进行固定。如图15所示，镜头转接件8可为中空的圆管，其上部通过两个螺纹孔固定至X向调节板11上的通孔，并在镜头转接件8一端面内壁设有内螺纹，该内螺纹孔尺寸与常用光学收集镜头的螺旋纹匹配。通过该转接形式，本申请的手动三维调节结构能兼容绝大多数的光学收集镜头，且不产生穿孔损伤。

整体上，镜头固定架31下方滑动连接一块Y向调节板22、并滑动配合提供Z向调节的功能，镜头固定架31同时套接光学收集镜头4并提供滑动限制，镜头固定架31上方滑动连接至X向调节机构1、并滑动配合提供X向调节的功能，Y向调节板22下方滑动连接至Y向基座21、并滑动配合提供Y向调节的功能。

在本实施例中，所述Y向基座21整体为长方形块状结构且中部设置有工字形条状突出部211，所述Y向调节板22整体呈U形结构，所述Y向调节板22的中空腔221底部设置有与Y向基座21上工字形条状突出部211对应配合的Y向滑槽222，所述镜头固定架31呈箱形结构且置于Y向调节板22的中空腔221内，在所述镜头固定架31前端面设置有用于光学收集镜头4穿过的通孔311，所述通孔311的内径略大于光学收集镜头4的外径，光学收集镜头4可插入至通孔311中，并沿前后X方向直线滑动，在所述镜头固定架31两侧对称地设置有与Y向调节板22竖直段对应配合的Z向滑槽312，在所述镜头固定架31顶部设置有与X向调节板11对应配合的X向滑槽314，在所述镜头固定架31底部设置有凹陷台阶，所述凹陷台阶的高度与Y向调节板的底部高度相同，所述X向调节板11整体为长方体状结构且可滑动地置于X向滑槽314内。

其中，在所述Y向基座21的工字形条状突出部211两侧设置有Y向基座导轨槽212，在所述Y向调节板22的Y向滑槽222两内侧壁设置有与Y向基座导轨槽212对应配合的调节板Y向导轨槽223；在所述Y向调节板22两侧端面分别设置有两个调节板Z向导轨槽224，在所述镜头固定架31的Z向滑槽312两内侧壁设置有与调节板Z向导轨槽224对应配合的固定架Z向导轨槽313；在所述镜头固定架31的X向滑槽314两内侧壁设置有固定架X向导轨槽315，在所述X向调节板11两侧对称地设置有与固定架X向导轨槽315对应配合的调节板X向导轨槽111；在所述Y向基座导轨槽212与调节板Y向导轨槽223之间、所述调节板Z向导轨槽224与固定架Z向导轨槽313之间以及所述固定架X向导轨槽315与调节板X向导轨槽111之间分别设置有用于直线移动的导轨组成5。

如图9-12所示，所述导轨组成5为直线移动的钢丝滚珠无间隙导轨结构，其包括钢丝导轨51、滚珠片52以及若干球形滚珠53，所述滚珠片52为长条形薄金属片，在所述滚珠片52上设置有若干与球形滚珠53一一对应且等间距布置的安装孔，所述安装孔的直径与球形滚珠53的直径相等，所述钢丝导轨51分为两组且分别设置在对应的导轨槽内，每组钢丝导轨51由至少两根钢丝组成，装配有若干球形滚珠53的滚珠片52整体被装夹于设置有钢丝导轨51的对应导轨槽内，所述装配有若干球形滚珠53的滚珠片52能够沿钢丝导轨51作直线运动。所述导轨组成5主要提供平滑的直线运动，其中球形滚珠53可沿着钢丝导轨51发生转动，进而转换为直线运动，所述滚珠片52上的安装孔数与球形滚珠53的数量一致，如均为6～9个。

其中，在所述X向调节板11、Y向基座21、Y向调节板22以及镜头固定架31上的各导轨槽两端均设置有销钉孔6，置于各导轨槽内的钢丝导轨51两端分别通过固定销钉54固定于导轨槽两端的销钉孔6处，在所述Y向滑槽222、Z向滑槽312以及X向滑槽314的侧面分别设置有多个预紧通孔7，在所述预紧通孔7处设置有紧定螺钉，通过向预紧通孔7内拧入紧定螺钉，从而避免因部件加工误差而在滑动中产生的横向间隙。

在本实施例中，镜头固定架31通过四个导轨组成5与Y向调节板22滑动连接，其中Y向调节板22两侧臂外壁的调节板Z向导轨槽224与镜头固定架31的固定架Z向导轨槽313之间通过四个导轨组成5连接。安装时可先固定一侧面两个导轨组成5，再将另一侧面的两个导轨组成5中的滚珠片52与多个球形滚珠53一起小心插入钢丝导轨51形成的缝隙中，再固定该组的固定销钉54，最后将紧定螺钉拧入预紧通孔7，调节预紧的程度，以使导轨滑动顺畅的同时保证与导轨组垂直的两个方向没有间隙。

如图13-17所示，所述Y向驱动机构包括Y向调节螺杆23和Y向螺杆座24，所述Y向螺杆座24固定设置在Y向调节板22上，所述Y向调节螺杆23沿Y向穿过Y向螺杆座24且相互螺纹连接，所述Y向调节螺杆23的端部抵靠在Y向基座21的底部侧壁，通过旋动Y向调节螺杆23使Y向调节板22相对于Y向基座21沿Y向移动，在所述Y向螺杆座24的一侧还设有顶丝螺纹孔，可用于锁定调节好后的Y向位置，在所述Y向基座21与Y向调节板22之间设置有Y向复位机构，其中，Y向螺杆座24连接至Y向调节板22上的方式包含多种情况，如通过侧向螺钉或者通过竖直方向螺钉安装至Y向调节板22的竖臂侧面的台阶等；所述Z向驱动机构包括Z向调节螺杆32和Z向螺杆座33，所述Z向螺杆座33固定设置在镜头固定架31上部，所述Z向调节螺杆32沿Z向穿过Z向螺杆座33且相互螺纹连接，所述Z向调节螺杆32的端部抵靠在Y向调节板22的上端面，通过旋动Z向调节螺杆32使镜头固定架31相对于Y向调节板22沿Z向移动，所述Z向驱动机构还包括锁定片，所述锁定片一侧通过螺纹固定至Y向调节板22的竖臂侧面上，其另一侧通过微调顶丝可固定至镜头固定架31的外侧壁上，可用于锁定调节好后的Z向位置，在所述Y向调节板22与镜头固定架31之间设置有Z向复位机构；所述X向驱动机构包括挡块12、X向调节螺杆13和X向螺杆座14，所述挡块12固定设置在X向调节板11上，所述X向螺杆座14固定设置在镜头固定架31的上端部，所述X向调节螺杆13沿X向穿过X向螺杆座14且相互螺纹连接，所述X向调节螺杆13的端部抵靠在挡块12的侧壁，通过旋动X向调节螺杆13使X向调节板11相对于镜头固定架31沿X向移动，所述X向驱动机构还包括锁定片，所述锁定片一侧通过螺纹固定至镜头固定架31上，其另一侧通过微调顶丝可固定至X向调节板11，可用于锁定调节好后的X向位置，在所述镜头固定架31与X向调节板11之间设置有X向复位机构，在所述镜头固定架31顶部设置有导向滑槽316，置于镜头固定架31内的光学收集镜头4通过穿过导向滑槽316的连接件固定连接在X向调节板11的下方。

其中，所述Y向复位机构包括Y向拉伸弹簧25，所述Y向拉伸弹簧25设置于Y向基座21中部工字形条状突出部211的长条过孔213内，所述Y向拉伸弹簧25的一端与长条过孔213内一端的Y向拉簧销柱26连接，其另一端与连接至Y向调节板22底部的螺柱27连接，所述Y向拉伸弹簧25用于提供Y向基座21与Y向调节板22之间的回复力；所述Z向复位机构包括Z向拉伸弹簧34，所述Z向拉伸弹簧34一端与Z向螺杆座33连接，其另一端与连接至Y向调节板22侧面的Z向拉簧销柱35连接，所述Z向拉伸弹簧34用于提供Y向调节板22与镜头固定架31之间的回复力；所述X向复位机构包括X向拉伸弹簧15，所述X向拉伸弹簧15一端通过连接件与X向调节板11连接，其另一端与X向螺杆座14上设置的X向拉簧销柱16连接，所述X向拉伸弹簧15用于提供镜头固定架31与X向调节板11之间的回复力。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，如本发明中对于X和Y方向的描述，仅为方便本技术方案的理解，而并非对X和Y方向的绝对限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于光学收集镜头手动三维调节的结构，包括X向调节机构（1）、Y向调节机构（2）以及Z向调节机构（3），所述X向调节机构（1）、Y向调节机构（2）以及Z向调节机构（3）分别用于对光学收集镜头（4）的X、Y、Z方向的移动进行调节，其特征在于：所述光学收集镜头（4）设置在X向调节机构（1）和Y向调节机构（2）之间，所述光学收集镜头（4）随Z向调节机构（3）在竖直方向上同步移动且在水平方向上相对于Z向调节机构（3）沿X方向或Y方向水平移动；

所述Y向调节机构（2）包括Y向基座（21）、Y向调节板（22）以及Y向驱动机构，所述Y向基座（21）用于将三维调节结构固定至仪器底板，所述Y向调节板（22）与Y向基座（21）滑动连接，所述Y向调节板（22）在Y向驱动机构作用下相对于Y向基座（21）沿Y向移动；

所述Z向调节机构（3）包括镜头固定架（31）以及Z向驱动机构，所述镜头固定架（31）与Y向调节板（22）滑动连接，所述镜头固定架（31）在Z向驱动机构作用下相对于Y向调节板（22）沿Z向移动，所述光学收集镜头（4）套接在镜头固定架（31）上，在沿Y向及Z向移动过程中，所述光学收集镜头（4）与镜头固定架（31）相对静止且同步移动，在沿X向移动过程中，所述光学收集镜头（4）相对于镜头固定架（31）作水平移动；

所述X向调节机构（1）包括X向调节板（11）以及X向驱动机构，所述X向调节板（11）与镜头固定架（31）上端部滑动连接，所述X向调节板（11）在X向驱动机构作用下相对于镜头固定架（31）沿X向移动，所述光学收集镜头（4）固定安装于X向调节板（11）下方，所述光学收集镜头（4）位于X向调节板（11）与Y向调节板（22）之间；

所述Y向基座（21）中部设置有工字形条状突出部（211），所述Y向调节板（22）整体呈U形结构，所述Y向调节板（22）的中空腔（221）底部设置有与Y向基座（21）上工字形条状突出部（211）对应配合的Y向滑槽（222），所述镜头固定架（31）呈箱形结构且置于Y向调节板（22）的中空腔（221）内，在所述镜头固定架（31）前端面设置有用于光学收集镜头（4）穿过的通孔（311），在所述镜头固定架（31）两侧对称地设置有与Y向调节板（22）的U形上部竖直段对应配合的Z向滑槽（312），在所述镜头固定架（31）顶部设置有与X向调节板（11）对应配合的X向滑槽（314），所述X向调节板（11）可滑动地置于X向滑槽（314）内。

2.根据权利要求1所述的用于光学收集镜头手动三维调节的结构，其特征在于：在所述Y向基座（21）的工字形条状突出部（211）两侧设置有Y向基座导轨槽（212），在所述Y向调节板（22）的Y向滑槽（222）内侧壁设置有与Y向基座导轨槽（212）对应配合的调节板Y向导轨槽（223）；在所述Y向调节板（22）上部竖直段的两侧端面分别设置有调节板Z向导轨槽（224），在所述镜头固定架（31）的Z向滑槽（312）内侧壁设置有与调节板Z向导轨槽（224）对应配合的固定架Z向导轨槽（313）；在所述镜头固定架（31）的X向滑槽（314）内侧壁设置有固定架X向导轨槽（315），在所述X向调节板（11）两侧对称地设置有与固定架X向导轨槽（315）对应配合的调节板X向导轨槽（111）；

在所述Y向基座导轨槽（212）与调节板Y向导轨槽（223）之间、所述调节板Z向导轨槽（224）与固定架Z向导轨槽（313）之间以及所述固定架X向导轨槽（315）与调节板X向导轨槽（111）之间分别设置有用于直线移动的导轨组成（5）。

3.根据权利要求2所述的用于光学收集镜头手动三维调节的结构，其特征在于：所述导轨组成（5）包括钢丝导轨（51）、滚珠片（52）以及若干球形滚珠（53），在所述滚珠片（52）上设置有若干与球形滚珠（53）一一对应的安装孔，所述钢丝导轨（51）分为两组且分别设置在对应的导轨槽内，每组钢丝导轨（51）由至少两根钢丝组成，装配有若干球形滚珠（53）的滚珠片（52）整体被装夹于设置有钢丝导轨（51）的对应导轨槽内，所述装配有若干球形滚珠（53）的滚珠片（52）能够沿钢丝导轨（51）作直线运动。

4.根据权利要求3所述的用于光学收集镜头手动三维调节的结构，其特征在于：在所述X向调节板（11）、Y向基座（21）、Y向调节板（22）以及镜头固定架（31）上的各导轨槽两端均设置有销钉孔（6），置于各导轨槽内的钢丝导轨（51）两端分别通过固定销钉（54）固定于导轨槽两端的销钉孔（6）处，在所述Y向滑槽（222）、Z向滑槽（312）以及X向滑槽（314）的侧面分别设置有多个预紧通孔（7），在所述预紧通孔（7）处设置有紧定螺钉。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的用于光学收集镜头手动三维调节的结构，其特征在于：所述Y向驱动机构包括Y向调节螺杆（23）和Y向螺杆座（24），所述Y向螺杆座（24）固定设置在Y向调节板（22）上，所述Y向调节螺杆（23）沿Y向穿过Y向螺杆座（24）且相互螺纹连接，所述Y向调节螺杆（23）的端部抵靠在Y向基座（21）的底部侧壁，通过旋动Y向调节螺杆（23）使Y向调节板（22）相对于Y向基座（21）沿Y向移动，在所述Y向基座（21）与Y向调节板（22）之间设置有Y向复位机构；

所述Z向驱动机构包括Z向调节螺杆（32）和Z向螺杆座（33），所述Z向螺杆座（33）固定设置在镜头固定架（31）上部，所述Z向调节螺杆（32）沿Z向穿过Z向螺杆座（33）且相互螺纹连接，所述Z向调节螺杆（32）的端部抵靠在Y向调节板（22）的U形竖直段上端面，通过旋动Z向调节螺杆（32）使镜头固定架（31）相对于Y向调节板（22）沿Z向移动，在所述Y向调节板（22）与镜头固定架（31）之间设置有Z向复位机构；

所述X向驱动机构包括挡块（12）、X向调节螺杆（13）和X向螺杆座（14），所述挡块（12）固定设置在X向调节板（11）上，所述X向螺杆座（14）固定设置在镜头固定架（31）的上端部，所述X向调节螺杆（13）沿X向穿过X向螺杆座（14）且相互螺纹连接，所述X向调节螺杆（13）的端部抵靠在挡块（12）的侧壁，通过旋动X向调节螺杆（13）使X向调节板（11）相对于镜头固定架（31）沿X向移动，在所述镜头固定架（31）与X向调节板（11）之间设置有X向复位机构，在所述镜头固定架（31）顶部设置有导向滑槽（316），置于镜头固定架（31）内的光学收集镜头（4）通过穿过导向滑槽（316）的连接件固定连接在X向调节板（11）的下方。

6.根据权利要求5所述的用于光学收集镜头手动三维调节的结构，其特征在于：所述Y向复位机构包括Y向拉伸弹簧（25），所述Y向拉伸弹簧（25）设置于Y向基座（21）中部工字形条状突出部（211）的长条过孔（213）内，所述Y向拉伸弹簧（25）的一端与长条过孔（213）内一端的Y向拉簧销柱（26）连接，其另一端与连接至Y向调节板（22）底部的螺柱（27）连接，所述Y向拉伸弹簧（25）用于提供Y向基座（21）与Y向调节板（22）之间的回复力。

7.根据权利要求5所述的用于光学收集镜头手动三维调节的结构，其特征在于：所述Z向复位机构包括Z向拉伸弹簧（34），所述Z向拉伸弹簧（34）一端与Z向螺杆座（33）连接，其另一端与连接至Y向调节板（22）侧面的Z向拉簧销柱（35）连接，所述Z向拉伸弹簧（34）用于提供Y向调节板（22）与镜头固定架（31）之间的回复力。

8.根据权利要求5所述的用于光学收集镜头手动三维调节的结构，其特征在于：所述X向复位机构包括X向拉伸弹簧（15），所述X向拉伸弹簧（15）一端通过连接件与X向调节板（11）连接，其另一端与X向螺杆座（14）底部上设置的X向拉簧销柱（16）连接，所述X向拉伸弹簧（15）用于提供镜头固定架（31）与X向调节板（11）之间的回复力。