CN117310964B - 一种带有内置式调节装置的显微镜载物台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有内置式调节装置的显微镜载物台，涉及光学显微成像技术领域，其包括载物台本体，载物台本体包括自下而上依次设置的底座、中平台和上平台，还包括设置在载物台本体内部的X向驱动单元、Y向驱动单元、X向支撑平衡单元、Y向支撑平衡单元和系统控制板；X向驱动单元与底座和中平台相连接，Y向驱动单元与中平台和上平台相连接，X向支撑平衡单元穿设在底座的内部；Y向支撑平衡单元穿设在中平台的内部，系统控制板安装在底座的内部，系统控制板分别与X向驱动单元、Y向驱动单元、X向支撑平衡单元和Y向支撑平衡单元相连接。本发明外观简约、集成度高、总体积小。并且降低了零部件的加工精度、装配精度和调节难度。

Description

一种带有内置式调节装置的显微镜载物台

技术领域

本发明涉及光学显微成像技术领域，尤其涉及一种带有内置式调节装置的显微镜载物台。

背景技术

显微镜载物台是显微镜系统的关键组成部分，用于支持和定位待观察的样本。在光学显微成像领域，载物台的设计和性能对于获得高质量的显微镜图像和进行精确的样本分析至关重要。

传统的显微镜载物台通常由手动操作的平台构成，操作者需要手动调整样本的位置。这限制了显微镜的操作效率和样本定位的准确性。为了解决这些问题，近年来出现了电动载物台技术。这些电动载物台具有自动定位、高精度样本移动功能，可以提高显微镜系统的性能和用户体验。

然而，尽管电动载物台在显微镜技术中的应用已经取得了一定的进展，但仍然存在一些挑战，如步进电机系统集成体积大、双导轨精确尺寸加工要求高、双导轨装配精度调节难度大等方面的问题需要解决。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种带有内置式调节装置的显微镜载物台。

一种带有内置式调节装置的显微镜载物台，包括载物台本体，所述载物台本体包括自下而上依次设置的底座、中平台和上平台，其还包括设置在所述载物台本体内部的X向驱动单元、Y向驱动单元、X向支撑平衡单元、Y向支撑平衡单元和系统控制板；

所述X向驱动单元与所述底座和所述中平台相连接，所述X向驱动单元用于驱动所述中平台相对于所述底座沿X方向进行移动；

所述Y向驱动单元与所述中平台和所述上平台相连接，所述Y向驱动单元用于驱动所述上平台相对于所述中平台沿Y方向进行移动；

所述X向支撑平衡单元穿设在所述底座的内部，所述X向支撑平衡单元用于对所述中平台进行滑动支撑和平衡调节；

所述Y向支撑平衡单元穿设在所述中平台的内部，所述Y向支撑平衡单元用于对所述上平台进行滑动支撑和平衡调节；

所述系统控制板安装在所述底座的内部，所述系统控制板分别与所述X向驱动单元、Y向驱动单元、X向支撑平衡单元和Y向支撑平衡单元相连接。

在其中一个实施例中，所述X向驱动单元包括：

X向驱动电机，固定在所述中平台的内部前侧，所述X向驱动电机与X向驱动轴相连接；

X向固定块，固定在所述底座的前部上表面，所述X向驱动轴沿X向水平穿过所述X向固定块，且所述X向驱动轴与所述X向固定块螺纹配合；

X向滑槽，固定在所述底座的后部上表面；

X向导轨，固定在所述中平台上，所述X向滑槽与所述X向导轨相配合。

在其中一个实施例中，所述Y向驱动单元包括：

Y向驱动电机，固定在所述中平台的内部左侧，所述Y向驱动电机与Y向驱动轴相连接；

Y向固定块，固定在所述上平台的底部，所述Y向驱动轴沿Y向水平穿过所述Y向固定块，且所述Y向驱动轴与所述Y向固定块螺纹配合；

Y向导轨，固定在所述上平台的下表面；

Y向滑槽，固定在所述中平台上，所述Y向滑槽与所述Y向导轨相配合。

在其中一个实施例中，所述X向支撑平衡单元包括：

X向台阶孔，开设在所述底座的前部左右两侧；

X向耐磨块，设置在所述X向台阶孔的内部上方，所述X向耐磨块的顶部与所述中平台的底部相接触；

X向微米级调节螺钉，螺纹连接在所述X向台阶孔的内部下方，所述X向微米级调节螺钉的顶部与所述X向耐磨块相接触。

在其中一个实施例中，所述Y向支撑平衡单元包括：

Y向台阶孔，开设在所述中平台的右侧前后两端；

Y向耐磨块，设置在所述Y向台阶孔的内部上方，所述Y向耐磨块的顶部与所述上平台的底部相接触；

Y向微米级调节螺钉，螺纹连接在所述Y向台阶孔的内部下方，所述Y向微米级调节螺钉的顶部与所述Y向耐磨块相接触。

在其中一个实施例中，所述底座前后两端的两个Y向台阶孔的圆心连线与所述Y向滑槽的轴线呈一夹角。

在其中一个实施例中，所述X向固定块和Y向固定块的一侧分别固定有X向轴套和Y向轴套，所述X向轴套和Y向轴套分别螺纹套设在所述X向驱动轴和Y向驱动轴上。

在其中一个实施例中，所述X向驱动电机和Y向驱动电机的两侧设有向外延伸的安装块，所述安装块经螺栓与所述中平台固定连接。

在其中一个实施例中，所述底座和所述中平台之间、所述中平台和所述上平台之间分别设有X向位置传感器和Y向位置传感器。

在其中一个实施例中，所述上平台的上表面设有片夹。

上述带有内置式调节装置的显微镜载物台，通过将X向驱动单元、Y向驱动单元、X向支撑平衡单元、Y向支撑平衡单元和系统控制板均设置在载物台本体的内部，载物台本体的外部无外置零部件，其外观简约、集成度高、总体积小。并且，利用X向驱动单元和Y向驱动单元分别驱动中平台和上平台进行位置调节，而X向支撑平衡单元、Y向支撑平衡单元则分别对中平台和上平台进行滑动支撑和平衡调节，其降低了零部件的加工精度、装配精度和调节难度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的带有内置式调节装置的显微镜载物台的结构示意图；

图2是本发明的带有内置式调节装置的显微镜载物台的去除上平台后的结构示意图；

图3是本发明的带有内置式调节装置的显微镜载物台的去除中平台后的结构示意图；

图4是本发明的中平台的结构示意图；

图5是本发明的X向支撑平衡单元的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

参阅图1-5所示，本发明一实施例提供一种带有内置式调节装置的显微镜载物台，包括载物台本体，所述载物台本体包括自下而上依次设置的底座1、中平台2和上平台3，还包括设置在所述载物台本体内部的X向驱动单元4、Y向驱动单元5、X向支撑平衡单元6、Y向支撑平衡单元7和系统控制板；

所述X向驱动单元4与所述底座1和所述中平台2相连接，所述X向驱动单元4用于驱动所述中平台2相对于所述底座1沿X方向进行移动；

所述Y向驱动单元5与所述中平台2和所述上平台3相连接，所述Y向驱动单元5用于驱动所述上平台3相对于所述中平台2沿Y方向进行移动；

所述X向支撑平衡单元6穿设在所述底座1的内部，所述X向支撑平衡单元6用于对所述中平台2进行滑动支撑和平衡调节；

所述Y向支撑平衡单元7穿设在所述中平台2的内部，所述Y向支撑平衡单元7用于对所述上平台3进行滑动支撑和平衡调节；

所述系统控制板安装在所述底座1的内部，所述系统控制板分别与所述X向驱动单元4、Y向驱动单元5、X向支撑平衡单元6和Y向支撑平衡单元7相连接。

上述带有内置式调节装置的显微镜载物台，通过将X向驱动单元4、Y向驱动单元5、X向支撑平衡单元6、Y向支撑平衡单元7和系统控制板均设置在载物台本体的内部，载物台本体的外部无外置零部件，其外观简约、集成度高、总体积小。并且，利用X向驱动单元4和Y向驱动单元5分别驱动中平台2和上平台3进行位置调节，而X向支撑平衡单元6、Y向支撑平衡单元7则分别对中平台2和上平台3进行滑动支撑和平衡调节，其降低了零部件的加工精度、装配精度和调节难度。

在本发明一实施例中，所述X向驱动单元4包括：

X向驱动电机41，固定在所述中平台2的内部前侧，所述X向驱动电机41与X向驱动轴42相连接；

X向固定块43，固定在所述底座1的前部上表面，所述X向驱动轴42沿X向水平穿过所述X向固定块43，且所述X向驱动轴42与所述X向固定块43螺纹配合；

X向滑槽44，固定在所述底座1的后部上表面；

X向导轨45，固定在所述中平台2上，所述X向滑槽44与所述X向导轨45相配合。

本实施例中，X向驱动电机41可以带动X向驱动轴42进行正向或反向转动，X向驱动轴42与X向固定块43相互配合，从而可以带动中平台2和上平台3沿X方向进行向左或向右移动，实现载物台在X向位置的调节。进一步地，X向导轨45和X向滑槽44的相互配合，可以对中平台2的X向移动进行导向，从而可以使中平台2相对于底座1的移动更加平稳和精准。需要说明的是，本实施例中，X向驱动电机41和X向导轨45可以分布在中平台2的同一侧或不同侧。

在本发明一实施例中，所述Y向驱动单元5包括：

Y向驱动电机51，固定在所述中平台2的内部左侧，所述Y向驱动电机51与Y向驱动轴52相连接；

Y向固定块53，固定在所述上平台3的底部，所述Y向驱动轴52沿Y向水平穿过所述Y向固定块53，且所述Y向驱动轴52与所述Y向固定块53螺纹配合；

Y向导轨54，固定在所述上平台3的下表面；

Y向滑槽55，固定在所述中平台2上，所述Y向滑槽55与所述Y向导轨54相配合。

本实施例中，Y向驱动电机51可以带动Y向驱动轴52进行正向或反向转动，Y向驱动轴52与Y向固定块53相互配合，从而可以带动上平台3沿Y方向进行向前或向后移动，实现载物台在Y向位置的调节。进一步地，Y向导轨54和Y向滑槽55的相互配合，可以对上平台3的Y向移动进行导向，从而可以使上平台3相对于中平台2的移动更加平稳和精准。需要说明的是，本实施例中，Y向驱动电机51和Y向滑槽55可以分布在中平台2的同一侧或不同侧。

在本发明一实施例中，所述X向支撑平衡单元6包括：

X向台阶孔61，开设在所述底座1的前部左右两侧；

X向耐磨块62，设置在所述X向台阶孔61的内部上方，所述X向耐磨块62的顶部与所述中平台2的底部相接触；

X向微米级调节螺钉63，螺纹连接在所述X向台阶孔61的内部下方，所述X向微米级调节螺钉63的顶部与所述X向耐磨块62相接触。

本实施例中，X向支撑平衡单元6设置在远离X向滑槽44和所述X向导轨45的一侧，这样可以对中平台2的前后两侧进行同时支撑，使中平台2的移动更加平稳。进一步地，通过旋转底座1左右两侧的X向微米级调节螺钉63，可以分别调节X向耐磨块62在X向台阶孔61内的高度位置，从而可以分别调节中平台2的左右两侧高度，进而使中平台2能够始终保持水平状态。

在本发明一实施例中，所述Y向支撑平衡单元7包括：

Y向台阶孔71，开设在所述中平台2的右侧前后两端；

Y向耐磨块72，设置在所述Y向台阶孔71的内部上方，所述Y向耐磨块72的顶部与所述上平台3的底部相接触；

Y向微米级调节螺钉73，螺纹连接在所述Y向台阶孔71的内部下方，所述Y向微米级调节螺钉73的顶部与所述Y向耐磨块72相接触。

本实施例中，Y向支撑平衡单元7的结构与X向支撑平衡单元6的结构基本相同。具体地，Y向支撑平衡单元7设置在远离Y向导轨54和Y向滑槽55的一侧，这样可以对上平台3的左右两侧进行同时支撑，使上平台3的移动更加平稳。进一步地，通过旋转底座1前后两侧的Y向微米级调节螺钉73，可以分别调节Y向耐磨块72在Y向台阶孔71内的高度位置，从而可以分别调节上平台3的前后两侧高度，从而可以使上平台3能够始终保持水平状态。

在本发明一实施例中，所述底座1前后两端的两个Y向台阶孔71的圆心连线与所述Y向滑槽55的轴线呈一夹角。如此，可以使其中一个Y向耐磨块72的支撑位置靠近上平台3的中心位置处，其不仅可以增加上平台3的承载能力，减少上平台3的变形，而且当旋转靠近上平台3的中心位置处的Y向微米级调节螺钉73时，其对应的Y向耐磨块72的高度位置变化趋势会进一步减缓，从而可以达到高精度的调节效果。

在本发明一实施例中，所述X向固定块43和Y向固定块53的一侧分别固定有X向轴套8和Y向轴套9，所述X向轴套8和Y向轴套9分别螺纹套设在所述X向驱动轴42和Y向驱动轴52上。

本实施例中，X向轴套8和Y向轴套9可以增加X向驱动轴42和Y向驱动轴52的接触面积，从而可以减低X向驱动轴42和Y向驱动轴52旋转时的振动，提高中平台2和上平台3移动的稳定性。

在本发明一实施例中，所述X向驱动电机41和Y向驱动电机51的两侧设有向外延伸的安装块10，所述安装块10经螺栓与所述中平台2固定连接。如此，方便了X向驱动电机41和Y向驱动电机51的安装固定，降低了X向驱动电机41和Y向驱动电机51的安装难度。

在本发明一实施例中，所述底座1和所述中平台2之间、所述中平台2和所述上平台3之间分别设有X向位置传感器11和Y向位置传感器12。通过X向位置传感器11和Y向位置传感器12可以分别感应中平台2和所述上平台3的移动位置变化情况，从而方便系统控制板的控制。

在本发明一实施例中，所述上平台3的上表面设有片夹13。如此，通过片夹13可以方便夹持载玻片等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种带有内置式调节装置的显微镜载物台，包括载物台本体，所述载物台本体包括自下而上依次设置的底座、中平台和上平台，其特征在于，还包括设置在所述载物台本体内部的X向驱动单元、Y向驱动单元、X向支撑平衡单元、Y向支撑平衡单元和系统控制板；

所述X向驱动单元与所述底座和所述中平台相连接，所述X向驱动单元用于驱动所述中平台相对于所述底座沿X方向进行移动；

所述Y向驱动单元与所述中平台和所述上平台相连接，所述Y向驱动单元用于驱动所述上平台相对于所述中平台沿Y方向进行移动；

所述X向支撑平衡单元穿设在所述底座的内部，所述X向支撑平衡单元用于对所述中平台进行滑动支撑和平衡调节；

所述Y向支撑平衡单元穿设在所述中平台的内部，所述Y向支撑平衡单元用于对所述上平台进行滑动支撑和平衡调节；

所述系统控制板安装在所述底座的内部，所述系统控制板分别与所述X向驱动单元、Y向驱动单元、X向支撑平衡单元和Y向支撑平衡单元相连接；

所述X向驱动单元包括：

X向驱动电机，固定在所述中平台的内部前侧，所述X向驱动电机与X向驱动轴相连接；

X向固定块，固定在所述底座的前部上表面，所述X向驱动轴沿X向水平穿过所述X向固定块，且所述X向驱动轴与所述X向固定块螺纹配合；

X向滑槽，固定在所述底座的后部上表面；

X向导轨，固定在所述中平台上，所述X向滑槽与所述X向导轨相配合；

所述Y向驱动单元包括：

Y向驱动电机，固定在所述中平台的内部左侧，所述Y向驱动电机与Y向驱动轴相连接；

Y向固定块，固定在所述上平台的底部，所述Y向驱动轴沿Y向水平穿过所述Y向固定块，且所述Y向驱动轴与所述Y向固定块螺纹配合；

Y向导轨，固定在所述上平台的下表面；

Y向滑槽，固定在所述中平台上，所述Y向滑槽与所述Y向导轨相配合；

所述X向支撑平衡单元包括：

X向台阶孔，开设在所述底座的前部左右两侧；

X向耐磨块，设置在所述X向台阶孔的内部上方，所述X向耐磨块的顶部与所述中平台的底部相接触；

X向微米级调节螺钉，螺纹连接在所述X向台阶孔的内部下方，所述X向微米级调节螺钉的顶部与所述X向耐磨块相接触；

其中，X向支撑平衡单元设置在远离X向滑槽和所述X向导轨的一侧；

所述Y向支撑平衡单元包括：

Y向台阶孔，开设在所述中平台的右侧前后两端；

Y向耐磨块，设置在所述Y向台阶孔的内部上方，所述Y向耐磨块的顶部与所述上平台的底部相接触；

Y向微米级调节螺钉，螺纹连接在所述Y向台阶孔的内部下方，所述Y向微米级调节螺钉的顶部与所述Y向耐磨块相接触；

其中，Y向支撑平衡单元设置在远离Y向导轨和Y向滑槽的一侧；

所述底座前后两端的两个Y向台阶孔的圆心连线与所述Y向滑槽的轴线呈一夹角。

2.如权利要求1所述的带有内置式调节装置的显微镜载物台，其特征在于，所述X向固定块和Y向固定块的一侧分别固定有X向轴套和Y向轴套，所述X向轴套和Y向轴套分别螺纹套设在所述X向驱动轴和Y向驱动轴上。

3.如权利要求2所述的带有内置式调节装置的显微镜载物台，其特征在于，所述X向驱动电机和Y向驱动电机的两侧设有向外延伸的安装块，所述安装块经螺栓与所述中平台固定连接。

4.如权利要求1所述的带有内置式调节装置的显微镜载物台，其特征在于，所述底座和所述中平台之间、所述中平台和所述上平台之间分别设有X向位置传感器和Y向位置传感器。