CN209656983U - 可旋转实体显微镜装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及实验室设备技术领域，尤其涉及一种可旋转实体显微镜装置。该可旋转实体显微镜装置的机架用于固定显微镜；旋转载物台设置在显微镜的物镜下方，旋转载物台上设有可旋转的夹具，夹具用于固定待观察样品，以使待观察样品的旋转中心位于夹具的旋转轴上；移动机构安装在旋转载物台和机架之间，用于驱动旋转载物台分别沿X轴和Y轴移动。该实体显微镜能够固定条状或环状样品，实现根据不同旋转角度拼合而获取高清完整的环状图像和端面信息，还能实现获取条状样品不同位置连续图像。该可旋转实体显微镜装置同时具备对待观测样品的单向移动和旋转进行控制的功能，大大扩展了实体显微镜的观察角度和观察范围，完善了实体显微镜的应用。

Description

可旋转实体显微镜装置

技术领域

本实用新型涉及实验室设备技术领域，尤其涉及一种可旋转实体显微镜装置。

背景技术

实体显微镜是光学显微镜的一种，它能清晰地观察到标本的外部形态和解剖结构。实体显微镜又称“解剖显微镜”、“立体显微镜”、“体视显微镜”、或“操作显微镜”。实体显微镜通常有两套目镜和一个大的物镜，目镜与物镜之间各有一组三棱镜，能使光路所形成的倒像转为正像，与实物一致，加上两眼可以同时观察，光源是落射光，所以实体感强；又可边解剖、边观察，非常方便。实体显微镜一般可将被观察的实物放大0.68～150倍。

在使用实体显微镜观察样品时，为获得样品表面不同位置的图像，常需手动移动固定在载物台上的样品，而在高精度位移需求条件下，手动方式难以准确定位以获取连续图像，特别是在观察环状样品局部高清图像最终拼合成完整环状图像以获取断面信息时，难以实现精确地在水平面内旋转不同角度获得连续环状图像。

目前现有的利用显微镜观察样品用的X、Y方向移动工作台中，虽然可利用工作台的移动，带动待观察的实物快速在显微镜下移动到所需位置，但很难实现对条状样品不同位置连续图像和环状样品不同角度拼合完整环状图像。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是：解决现有的工作台在获取条状样品不同位置连续图像、以及环状样品不同角度拼合完整环状图像方面难以实现的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种可旋转实体显微镜装置，包括：

机架，用于固定显微镜；

旋转载物台，设置在所述显微镜的物镜下方，所述旋转载物台上设有可旋转的夹具，所述夹具用于固定待观察样品，以使所述待观察样品的旋转中心位于所述夹具的旋转轴上；

移动机构，安装在所述旋转载物台和所述机架之间，用于驱动所述旋转载物台分别沿X轴和Y轴移动。

优选的，所述夹具包括至少三个固定块，至少三个所述固定块分别围设在所述夹具的旋转轴的周围，以用于将所述待观察样品夹紧在至少三个所述固定块之间。

优选的，所述固定块均包括夹持面和顶推面，所述夹持面朝向所述夹具的旋转轴，所述顶推面背向所述夹具的旋转轴。

优选的，所述顶推面为阶梯状。

优选的，所述旋转载物台包括旋转台、连接台和所述夹具，所述连接台固定在所述移动机构上，所述旋转台可旋转的安装在所述连接台上，所述夹具可移动的安装在所述旋转台上，所述夹具的旋转轴与所述旋转台的旋转轴重合。

优选的，所述旋转台与连接台之间安装有固定螺丝，所述固定螺丝用于在所述旋转台旋转至预设位置时，将所述旋转台与所述连接台之间固定。

优选的，所述移动机构包括X轴导轨座和Y轴导轨座，所述X轴导轨座和所述Y轴导轨座分别连接在所述旋转载物台和所述机架之间，所述X轴导轨座用于带动所述旋转载物台在水平面上沿X轴方向移动，所述Y轴导轨座用于带动所述旋转载物台在水平面上沿Y轴方向移动。

优选的，所述X轴导轨座内装有X轴滚珠丝杠副，所述X轴滚珠丝杠副通过回转运动驱动所述旋转载物台沿X轴移动；所述X轴导轨座的一端安装有X轴旋钮，所述X轴旋钮与所述X轴滚珠丝杠副连接。

优选的，所述Y轴导轨座内装有Y轴滚珠丝杠副，所述Y轴滚珠丝杠副通过回转运动驱动所述旋转载物台沿Y轴移动；所述Y轴导轨座的一端安装有Y轴旋钮，所述Y轴旋钮与所述Y轴滚珠丝杠副连接。

优选的，所述机架包括底座和支撑架，所述旋转载物台通过所述移动机构固定在所述底座上，所述支撑架固定在所述底座上并位于所述旋转载物台的侧面；所述支撑架上设有多个安装孔，所述安装孔用于调节所述显微镜的位置。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有以下有益效果：本实用新型可旋转实体显微镜装置中，机架用于固定显微镜；旋转载物台设置在显微镜的物镜下方，旋转载物台上设有可旋转的夹具，夹具用于固定待观察样品，以使待观察样品的旋转中心位于夹具的旋转轴上；移动机构，安装在旋转载物台和机架之间，用于驱动旋转载物台分别沿X轴和Y轴移动。该实体显微镜能够利用夹具固定条状或环状样品，利用旋转载物台实现样品在XOY平面上的可靠旋转，以根据不同旋转角度拼合而获取高清完整的环状图像和端面信息，还能利用移动机构实现样品在X轴和Y轴方向上的连续移动，从而获取条状样品不同位置连续图像。该可旋转实体显微镜装置同时具备对待观测样品的单向移动和旋转进行控制的功能，大大扩展了实体显微镜的观察角度和观察范围，完善了实体显微镜的应用。

附图说明

图1为本实用新型实施例的可旋转实体显微镜装置的立体结构图(显微镜未示出)；

图2为本实用新型实施例的可旋转实体显微镜装置的主视图(显微镜未示出)。

其中，1、夹具；2、旋转台；3、连接台；4、Y轴旋钮；5、Y轴导轨座；6、X轴导轨座；7、底座；8、固定螺丝；9、X轴旋钮；10、支撑架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是三个或三个以上；除非另有说明，“缺口状”的含义为除截面平齐外的形状。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图1和图2所示，本实施例所述的可旋转实体显微镜装置包括机架、旋转载物台和移动机构。与现有的实体显微镜相比，该可旋转实体显微镜装置同时具备对待观测样品的单向移动和旋转进行控制的功能，大大扩展了实体显微镜的观察角度和观察范围，完善了实体显微镜的应用。

为了便于精确设定旋转载物台的移动和旋转，在该装置上设立直角坐标系。该直角坐标系中，旋转载物台上固定的样品旋转中心点为坐标原点O，如图1所示的箭头方向分别为直角坐标系的X轴和Y轴，X轴与Y轴相垂直，且在装置放置在水平面上时，XOY平面与水平面相平行。

该装置中，机架用于固定显微镜，显微镜的物镜朝下设置，以使物镜与旋转载物台相对设置。

旋转载物台设置在显微镜的物镜下方，以便于使待观察物品被固定在物镜的观测范围内。旋转载物台上设有可旋转的夹具1，夹具1用于固定待观察样品，以使待观察样品的旋转中心位于夹具1的旋转轴上。该夹具1除了可以固定一般不规则样品外，还能够固定条状样品和环状样品。该旋转载物台可以通过旋转实现样品在XOY平面上的可靠旋转，以根据不同旋转角度拼合而获取高清完整的环状图像和端面信息。

移动机构安装在旋转载物台和机架之间。移动机构用于驱动旋转载物台分别在XOY平面上沿X轴和Y轴移动。该实体显微镜利用移动机构实现样品在X轴和Y轴方向上的连续移动，从而获取条状样品不同位置连续图像。

本实施例中，夹具1包括至少三个固定块，至少三个固定块分别围设在夹具1的旋转轴的周围，以将待观察样品夹紧在至少三个固定块之间。为了便于移动固定块，每个固定块的前端朝向夹具1的旋转轴，后端固定有调节结构，该调节结构能够驱动固定块紧固在样品周围以对样品施加夹紧力、或者背离样品运动以松开样品。优选该调节结构为弹簧，当弹簧处于部分伸长状态时能推动固定块顶紧在样品外，当手动压缩弹簧时能将固定块自样品外松开，以便于取放样品。该调节结构还可以为顶紧螺钉和螺口的螺纹配合结构，利用螺纹旋转将固定块固定在任一位置，以保证固定块相对样品运动，从而实现夹紧或松开样品。

需要说明的是，本申请的调节结构除了可以采用上述结构外，还可以采用目前现有的常见结构，例如设置涡轮蜗杆机构，只要该调节结构能够控制固定块的移动，并能够将固定块限定在任一位置处，以便于利用多个固定块的对中挤压力夹紧样品即可。

本实施例中，固定块均包括夹持面和顶推面，夹持面朝向夹具1的旋转轴，顶推面背向夹具1的旋转轴，从而实现对不同长度的条状样品或者不同直径的环状样品进行有选择性的固定。优选的，每个固定块为总长度约50mm，总高度约为17mm，总宽度约10mm的阶梯状立体结构。其中，顶推面为阶梯，夹持面为垂直平面。在夹持面上贴敷有锯齿防滑垫，以防止物品滑落。当样品为条状时，可通过多个固定块的夹持面围绕样品对中顶紧，以对样品进行固定；当样品为环状时，可利用多个固定块的阶梯状顶推面向内固定，通过多个固定块的夹持面对其进行卡紧；当样品为不规则形时，同样可利用与固定条形样品或固定环形样品相同的方式利用多个固定块对样品进行固定。

本实施例的旋转载物台包括旋转台2、连接台3和如上所述的夹具1。其中，连接台3固定在移动机构上，旋转台2可旋转的安装在连接台3上，夹具1可移动的安装在旋转台2上，夹具1的旋转轴与旋转台2的旋转轴重合。该旋转载物台可连续精确旋转至任意角度，以获取较大直径的环状样品端面图像，为后续图片信息处理提供便利。

优选的，旋转台2通过竖轴安装在连接台3上。旋转台2与连接台3之间安装有固定螺丝8，固定螺丝8用于在旋转台2旋转至预设位置时，将旋转台2与连接台3之间固定。为了便于安装固定螺丝8，在旋转台2的侧边留有缺口。当旋转台2旋转到正确的实验预设位置时(该预设位置通过旋转台2与连接台3之间的相对角位移确定)，可通过扳手将旋转台2上的固定螺丝8拧紧，以便于固定工作台，防止误触导致样品位置变化。连接台3为固定在移动机构上的圆台，该连接台3上标有刻度以便于确定旋转台2旋转精确角度。

本实施例中，移动机构包括X轴导轨座6和Y轴导轨座5，X轴导轨座6和Y轴导轨座5分别连接在旋转载物台和机架之间，X轴导轨座6用于带动旋转载物台在水平面上沿X轴方向移动，Y轴导轨座5用于带动旋转载物台在水平面上沿Y轴方向移动。移动机构在带动旋转载物台进行平面内的移动时，通过X轴导轨座6和Y轴导轨座5的移动分别控制旋转载物台在X轴和Y轴方向的移动，从而获取样品的连续图像，进而可保证带动旋转载物台在X轴和Y轴方向上实现连续移动，以获得条状物体完整图像表面信息。

需要说明的是，在观察环状样品时，需保证所获得图像为一个圆心，以便于后续处理时获得完整的环状。具体的，可先根据显微镜图像获得其某个角度的样品图像，并将X轴导轨座6和Y轴导轨座5的位置同时固定，再驱动旋转载物台旋转以获取下一角度的样品图像，从而最终获得该环状样品的完整图像。

为了便于实现X轴导轨座6和Y轴导轨座5的移动，在X轴导轨座6内装有X轴滚珠丝杠副，X轴滚珠丝杠副通过回转运动驱动旋转载物台沿X轴移动；X轴导轨座6的一端安装有X轴旋钮9，X轴旋钮9与X轴滚珠丝杠副连接。X轴旋钮9通过该X轴滚珠丝杠副将回转运动转化为旋转载物台在X轴的直线运动。通过滚珠丝杠副旋转的周长确定旋转载物台在水平面X方向上的移动距离，其移动范围为0～150mm。在X轴导轨座6上标有刻度，以满足X轴导轨座6在X轴方向上移动距离精度为1mm。

同理的，在Y轴导轨座5内装有Y轴滚珠丝杠副，Y轴滚珠丝杠副通过回转运动驱动旋转载物台沿Y轴移动；Y轴导轨座5的一端安装有Y轴旋钮4，Y轴旋钮4与Y轴滚珠丝杠副连接。Y轴旋钮4通过该Y轴滚珠丝杠副将回转运动转化为旋转载物台在Y轴的直线运动。通过滚珠丝杠副旋转的周长确定旋转载物台在水平面Y方向上的移动距离，其移动范围为0～150mm。在Y轴导轨座5上标有刻度，以满足Y轴导轨座5在Y轴方向上移动距离精度为1mm。

该移动机构中，X轴滚珠丝杠副内的齿杆和Y轴滚珠丝杠副内的齿杆分别可以独立转动而互不干扰。

为了便于固定显微镜和旋转载物台，合理安置显微镜和旋转载物台的相对位置，确保能够满足不同尺寸的样品观测需要，本实施例的机架包括底座7和支撑架10，旋转载物台通过移动机构固定在底座7上，支撑架10固定在底座7上并位于旋转载物台的侧面；支撑架10上设有多个安装孔，安装孔用于通过连接架连接显微镜，从而利用选择不同位置的安装孔来调节显微镜的位置。

本实施例中，支撑架10上设有三个固定安装孔进行固定，可满足对更多形态的样品进行观察。且显微镜架上设有预留安装孔，可满足更大尺寸样品的精细化观察。

以下分别采用条状木方和毛竹竹环作为条状样品和环形样品，以对装置的使用方法进行详细介绍。

旋转载物台上固定有长度为10cm的条状木方。在观察条状样品时，X轴导轨座6在X轴方向上每移动2cm，显微镜的2x模式下记录一次图像，共计移动15次，以获取条状木方表面的连续图像。

旋转载物台上固定有直径为10cm的毛竹竹环。分别通过X轴导轨座6和Y轴导轨座5调整旋转载物台的在X轴和Y轴上的位置；通过显微镜获得图像以观察旋转载物台移动到的位置是否合适；在旋转载物台移动到合适的位置后，先将X轴和Y轴上的位置进行固定；然后通过旋转载物台对其进行调整，将旋转载物台旋转合适的角度以获得样品在同一平面内的环状局部图像。显微镜在3x模式下记录一次毛竹竹环局部图像；以上述方式将旋转载物台顺次旋转一周，并记录多个局部图像；最终将多个局部图像拼合，以获得竹环的完整高清图像和端面信息。

本实施例的装置中，旋转载物台能够固定条状样品或圆环样品。在旋转载物台固定条状样品后，旋转X轴旋钮9和Y轴旋钮4以使得旋转载物台上夹持的样品在X轴和Y轴方向上连续移动，从而配合实体显微镜获取物体完整图像和表面信息。

本实施例的装置中，旋转载物台上能够固定直径为2-15cm的圆环状物体。在XOY平面内精确控制旋转载物台的旋转，以配合实体显微镜获取圆环截面局部高清图，最终拼合成完整的环状图，用于计算圆环截面信息(该圆环截面信息包括维管束分数和竹缠绕纤维分数)。

本实施例的装置中，机架上设有至少三个安装孔，利用多个安装孔可以根据实验需要调节显微镜的位置，从而尽可能满足各类形状的样品图像采集。同时，还可以在机架上增加五组备用孔，从而尽可能满足大样品图像的精确采集。

综上所述，本实施例的可旋转实体显微镜装置中，机架用于固定显微镜；旋转载物台设置在显微镜的镜头下方，旋转载物台上设有可旋转的夹具1，夹具1用于固定待观察样品，以使待观察样品的旋转中心位于夹具1的旋转轴上；移动机构，安装在旋转载物台和机架之间，用于驱动旋转载物台分别在水平面上沿X轴和Y轴移动。该实体显微镜能够利用夹具1固定条状或环状样品，利用旋转载物台实现样品在XOY平面上的可靠旋转，以根据不同旋转角度拼合而获取高清完整的环状图像和端面信息，还能利用移动机构实现样品在X轴和Y轴方向上的连续移动，从而获取条状样品不同位置连续图像，进而扩大了实体显微镜的观察角度和观察范围，大大完善了实体显微镜的应用。

本实用新型的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (10)

1.一种可旋转实体显微镜装置，其特征在于，包括：

机架，用于固定显微镜；

旋转载物台，设置在所述显微镜的物镜下方，所述旋转载物台上设有可旋转的夹具，所述夹具用于固定待观察样品，以使所述待观察样品的旋转中心位于所述夹具的旋转轴上；

移动机构，安装在所述旋转载物台和所述机架之间，用于驱动所述旋转载物台分别沿X轴和Y轴移动。

2.根据权利要求1所述的可旋转实体显微镜装置，其特征在于，所述夹具包括至少三个固定块，至少三个所述固定块分别围设在所述夹具的旋转轴的周围，以用于将所述待观察样品夹紧在至少三个所述固定块之间。

3.根据权利要求2所述的可旋转实体显微镜装置，其特征在于，所述固定块均包括夹持面和顶推面，所述夹持面朝向所述夹具的旋转轴，所述顶推面背向所述夹具的旋转轴。

4.根据权利要求3所述的可旋转实体显微镜装置，其特征在于，所述顶推面为阶梯状。

5.根据权利要求1所述的可旋转实体显微镜装置，其特征在于，所述旋转载物台包括旋转台、连接台和所述夹具，所述连接台固定在所述移动机构上，所述旋转台可旋转的安装在所述连接台上，所述夹具可移动的安装在所述旋转台上，所述夹具的旋转轴与所述旋转台的旋转轴重合。

6.根据权利要求5所述的可旋转实体显微镜装置，其特征在于，所述旋转台与连接台之间安装有固定螺丝，所述固定螺丝用于在所述旋转台旋转至预设位置时，将所述旋转台与所述连接台之间固定。

7.根据权利要求1所述的可旋转实体显微镜装置，其特征在于，所述移动机构包括X轴导轨座和Y轴导轨座，所述X轴导轨座和所述Y轴导轨座分别连接在所述旋转载物台和所述机架之间，所述X轴导轨座用于带动所述旋转载物台在水平面上沿X轴方向移动，所述Y轴导轨座用于带动所述旋转载物台在水平面上沿Y轴方向移动。

8.根据权利要求7所述的可旋转实体显微镜装置，其特征在于，所述X轴导轨座内装有X轴滚珠丝杠副，所述X轴滚珠丝杠副通过回转运动驱动所述旋转载物台沿X轴移动；所述X轴导轨座的一端安装有X轴旋钮，所述X轴旋钮与所述X轴滚珠丝杠副连接。

9.根据权利要求7所述的可旋转实体显微镜装置，其特征在于，所述Y轴导轨座内装有Y轴滚珠丝杠副，所述Y轴滚珠丝杠副通过回转运动驱动所述旋转载物台沿Y轴移动；所述Y轴导轨座的一端安装有Y轴旋钮，所述Y轴旋钮与所述Y轴滚珠丝杠副连接。

10.根据权利要求1-9任一项所述的可旋转实体显微镜装置，其特征在于，所述机架包括底座和支撑架，所述旋转载物台通过所述移动机构固定在所述底座上，所述支撑架固定在所述底座上并位于所述旋转载物台的侧面；所述支撑架上设有多个安装孔，所述安装孔用于调节所述显微镜的位置。