CN211043788U - 一种现场用便携式电动xy平移台显微镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种现场用便携式电动XY平移台显微镜，涉及光学无损检测设备领域；其包括显微镜头、升降模组、电动XY平移台及壳体，显微镜头上配设有照明光源，电动XY平移台上设置有支撑块，显微镜头通过连接块与升降模组连接并安装在支撑块上，以使显微镜头随着支撑块沿观察平面的X方向及Y方向移动，升降模组上设有一旋转把手，壳体上开设有沿竖直方向的调节槽，旋转把手穿过调节槽延伸至壳体的外侧，用以调节显微镜头竖直方向位置；通过实施本技术方案，可有效解决现有现场显微镜难以精准寻找观察点并容易对观察样品造成损害的技术问题；能够无损观察样品的同时现场大面积观察样品细微缺陷表现情况，且具有轻便易携、单人快速操作的特点。

Description

一种现场用便携式电动XY平移台显微镜

技术领域

本实用新型涉及光学无损检测设备领域，更具体的是涉及一种现场用便携式电动XY平移台显微镜。

背景技术

现场显微镜是实验室显微镜的重要补充，因为有很多大型样品或特种样品无法切割成小样品放在显微镜下面观察，由此人们发明了现场显微镜直接观察样品的表观。现场显微镜是一种检测特种样品表观质量的检验重要的方法，光学显微镜自发明以来，显微镜的原理决定了显微视野范围小这个问题，一直限制着生产和科研中显微镜的使用。便携现场显微镜属于显微镜的分支，同样面临这个问题，但随着科技得到迅速的发展，普通显微镜因为固有的特点致使它的视野范围受到很大的限制，有限的视野将会给研究人员观察显微样本时带来诸多不便之处。

由此本申请发明人在实现本发明实施例的过程中，发现现有现场显微镜至少存在如下技术问题：一是方面显微视野范围较小，其直接导致精准寻找观察点难度大并存在容易对观察样品造成损害的技术问题；另一方面显微镜在试验观察样本时呈现出的样品显微图像仅仅是所要求关注区域很少的部分，不足以全面准确表达图像表面的微观情况，由此无法精确测量大面积图像内部的精准尺寸，也无法精准定位图像的边界，故难以满足显微图像的测量精度及测量尺寸要求。

实用新型内容

为解决上述现有现场显微镜难以精准寻找观察点并容易对观察样品造成损害的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种现场用便携式电动XY平移台显微镜，能够无损观察样品的同时现场大面积观察样品细微缺陷表现情况，且具有轻便易携、单人快速操作的特点。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种现场用便携式电动XY平移台显微镜，包括

显微镜头，所述显微镜头上配设有照明光源；

升降模组，所述显微镜头通过连接块与升降模组连接，所述升降模组上设有一旋转把手；

电动XY平移台，所述电动XY平移台上设置有支撑块，所述升降模组安装在所述支撑块上，以使显微镜头随着支撑块沿观察平面的X方向及Y方向移动；

壳体，所述显微镜头和升降模组均位于所述壳体内侧，所述壳体上开设有沿竖直方向的调节槽，所述旋转把手穿过所述调节槽延伸至壳体的外侧，用以调节显微镜头竖直方向位置。

本技术方案的工作原理：将现场待观察样品置于电动XY平移台显微镜头下方水平面上，待观察样品的观察平面即X方向与Y方向构成的水平面，如此现场检测工作者通过旋转把手精确调节显微镜头竖直方向位置，直到通过显微镜头能够对现场观察样品细微缺陷进行观察；同时通过电动XY平移台调节显微镜头随着支撑块沿观察平面观察平面X方向及Y方向移动，即能够在无损观察样本的情况下现场大面积观察样品细微缺陷表现情况，如此通过本实施方案，既可大面积观察目标，也可在无损观察样品的情况下便捷精确寻找到观察点；且其通过壳体安装，具有轻便易携、单人快速操作的特点；可有效解决现有现场显微镜限于局部观察样品细微表观质量，在质量分析时出现以点代面的情况，具有较好的实用性。

可选地，还包括图像采集模块、一体化控制电路板以及与一体化控制电路板连接的移动终端，所述图像采集模块位于所述显微镜头的上端，图像采集模块被配置为用于采集所述显微镜头下方的观察样本图像，所述图像采集模块与一体化控制电路板连接，所述一体化控制电路板上设有与图像采集模块相对应的图像输出接口以及电源模组。如此图像采集模块可通过一体化控制电路板将采集的图像信息反馈给移动终端，显示成供检测工作者观察的图像，能够对现场观察样品进行细微缺陷实时观察，利于现场检测工作者无损观察样品的同时大面积观察样品细微缺陷表观情况。

可选地，所述一体化控制电路板上设有步进电机控制器模组、双轴步进电机驱动器模组及对应的控制信号接口，所述电动XY平移台内配置有用于驱动支撑块沿观察平面X方向及Y方向移动的步进电机，所述步进电机与双轴步进电机驱动器模组连接，所述步进电机控制器模组被配置为用于控制双轴步进电机驱动器模组驱动步进电机带动支撑块沿观察平面的X方向及Y方向移动。结合上述一体化控制电路板与移动终端连接，及图像采集模块与一体化控制电路板连接，如此通过步进电机控制器模组和双轴步进电机驱动器模组控制步进电机驱动支撑块以及位于支撑块上的显微镜头沿观察平面X方向及Y方向移动，能够动态地对面积较大的待观察样品细微缺陷进行实时观察，结合移动终端内图像快速拼接测量软件，动态实时的显示图像拼接，最终实现超精细节观察与超大图像的统一的观察效果，进而利于现场检测工作者对样品细微质量进行精确全面的分析，以获得精确的样品细微质量信息。

可选地，所述步进电机与一体化控制电路板上的双轴步进电机驱动器模组的接口连接，所述移动终端与所述步进电机控制器模组的控制信号接口连接。本技术方案中步进电机优选为五相步进电机。

可选地，所述显微镜头上安装有为其提供照明光源的同轴照明器或环形照明器，所述照明光源为LED光源。如此，显微镜头的镜身上安装有具有高亮度LED光源的同轴照明器或环形照明器，利用照明光源发出的光线照射至物镜下方待观察样品的观察平面，并实现将照射图像传输至显微镜头目镜上方的图像采集模块，图像采集模块将采集的图像信息传输至移动终端，以使移动终端显示的图样清晰可见。

可选地，所述同轴照明器或环形照明器与一体化控制电路板上的电源模组接口连接。如此可通过与一体化控制电路板连接的移动终端控制同轴照明器或环形照明器开关，操作便捷；同时，可通过一体化控制电路板上的电源模组为同轴照明器或环形照明器供电。

可选地，所述壳体上设置有通讯接口，所述一体化控制电路板与所述通讯接口连接，所述移动终端通过通讯接口与一体化控制电路板连接。

可选地，移动终端优选为移动电脑。如此通讯接口与移动电脑连接，移动电脑实时接收图像采集模块传输的图像信息并记录电动XY平移台的水平位置，操作便捷，检测过程中结合移动电脑内现有的图像快速拼接测量软件，动态实时的显示图像拼接，进而实现整个系统快速图像采集与图像拼接。

可选地，所述壳体为底面呈开口状的长方体，所述显微镜头和支撑块分别位于长方体壳体内侧两端，所述电动XY平移台位于所述壳体的开口下方，所述壳体的顶部设置有一手柄。如此电动XY平移台显微镜整体体积小，便于手持操作，适用于各类缺陷、瑕疵面积较大同时又需要看清楚细节的不同场合，轻巧便携且操作简单，同时便于现场快速移动，具有较好的实用性。

可选地，所述一体化控制电路板固定在所述壳体内侧，且所述壳体内侧还安装有充电电池组，所述充电电池组安装在所述支撑块靠近所述壳体的一侧，所述壳体上还设置有与充电电池组相适配并连接的充电接口，所述充电电池组与所述一体化控制电路板连接。如此壳体可对位于其内侧的一体化控制电路板、充电电池组及显微镜头和升降模组起到较好的防护作用，同时开设在壳体上的调节槽也可对升降模组及显微镜头起到较好的定位作用，无需额外定位，便可精确调节显微镜头竖直方向位置。

如上所述，本实用新型至少具有如下有益效果：

1.本实用新型显微镜整体体积小，位于壳体内轻巧便携；同时具有一手动旋转把手调节的升降模组，并结合沿壳体上开设的调节槽结构设计，可精确定位调节显微镜头竖直方向位置，无需额外精确定位，可有效解决现有现场显微镜定位操作复杂的技术问题；更关键地是，本实用新型显微镜结合有电动XY平移台结构设计，能够在无损观察样本的情况下现场大面积观察样品细微缺陷表现情况，既可大面积观察目标，也可在无损观察样品的情况下便捷精确寻找到观察点；同时具有轻便易携、单人快速操作的特点，具有较好的实用性。

2.本实用新型显微镜配设有图像采集模、一体化控制电路板以及与一体化控制电路板连接的移动终端，一体化控制电路板采用微型设计内置于壳体内侧，其集合有图像采集模块、步进电机控制器模组、双轴步进电机驱动器模组、电源模组和对应的图像输出接口，控制信号接口于一体，其信号传输稳定且结构设计巧妙，如此图像采集模块可将采集的图像信息反馈给移动终端，显示成供检测工作者观察的图像，能够对现场观察样品进行细微缺陷实时观察，利于现场检测工作者无损观察样品的同时大面积观察样品细微缺陷表观情况。

3.本实用新型显微镜电动XY平移台采用其步进电机结构设计与一体化控制电路板上步进电机控制器模组和双轴步进电机驱动器模组配合连接，能够动态地对面积较大的待观察样品细微缺陷进行实时观察，结合移动终端内图像快速拼接测量软件，动态实时的显示图像拼接，最终实现超精细节观察与超大图像的统一的观察效果，进而利于现场检测工作者在无损观察样品的情况下对样品细微质量进行精确全面的观察分析，以获得精确的样品细微质量信息。

4.本实用新型壳体结构的设计不仅可位于其内侧的一体化控制电路板、充电电池组及显微镜头和升降模组起到较好的防护作用，且便于不同场合手持操作，便于现场快速移动；同时壳体上通讯接口的设计可便于操作中与移动终端连接，移动终端接收图像传感器的图像信息，并通过电动XY平移台驱动显微镜头沿观察平面快速移动，获得样品观察平面方向上不同位置的有一定重叠度的图像，配合快速拼接软件，实现对样品微观表面的大面积成像及检测；壳体上充电接口的设计可实现为充电电池组反复充电，以使显微镜具有更好的使用性能。

5.本实用新型显微镜上安装有具有高亮度LED光源的同轴照明器或环形照明器，利用照明光源发出的光线照射至物镜下方待观察样品的观察平面，并实现将照射图像传输至显微镜头目镜上方的图像采集模块，图像采集模块将采集的图像信息传输至移动终端，以使移动终端显示的图样清晰可见，具有更好的成像效果。

6.本实用新型显微镜尤其适用于各类缺陷、瑕疵面积较大同时又需要看清楚细节的场合，可有效解决现场显微镜难以精准寻找观察点并容易对观察样品造成损害的技术问题，同时也解决了传统显微镜限于局部观察细微表观质量，在质量分析时候出现以点代面的情况，在现场实践中具有较好的实用性。

附图说明

图1为本实用新型具体实施方式提供的现场用便携式电动XY平移台显微镜的示意图；

图2为图1另一视角的示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

说明书附图中的附图标记包括：1-显微镜头；11-镜身；12-物镜；2-照明器；3-图像采集模块；4-一体化控制电路板；5-连接块；6-升降模组；61-旋转把手；7-支撑块；8-充电电池组；9-电动XY平移台；10-壳体；13-手柄。

实施例1

实施例基本如图1所示：本实施例提供一种现场用便携式电动XY平移台显微镜，包括显微镜头、调节显微镜头竖直方向位置升降模组6以及使显微镜头沿观察平面的X方向及Y方向移动的电动XY平移台9，显微镜头即可选用现有高倍显微镜，也可选用工业单筒低倍显微镜，其具体结构及工作原理为现有技术，并不为本公开的发明点，故在此不作赘述；在显微镜头上配设有照明光源，具体地，显微镜头上安装有为其提供照明光源的同轴照明器2或环形照明器2，照明光源为LED光源，本实施例优选为使用环形照明器2为显微镜头提供高亮度LED光源，如此本实施例显微镜头集合高倍率物镜镜身11、环形照明器2和物镜12为一体的现场显微镜头。

为确保显微镜头随着升降模组6沿竖直方向移动以实现正确对焦，显微镜头通过连接块5与升降模组6牢固连接，本实施例提供的升降模组6为手动升降模组6，在电动XY平移台9上固定安装有支撑块7，而手动升降模组6固定安装在支撑块7上；具体地，升降模组6上设有一旋转把手61，手动升降模组6的具体传动结构可采用齿轮齿条机构，旋转把手61与齿轮同轴传动连接，显微镜头通过连接块与齿条固定连接，以使驱动旋转把手61转动而带动齿轮转动，进而带动与齿轮相互啮合的齿条沿竖直方向移动，由此可通过旋转把手61精密调节显微镜头竖直方向位置，本实施例中齿轮齿条传动机构及驱动方式为现有技术，而本技术方案采用手动升降模组达到显微镜头准确对焦的目的。

本实施例还提供壳体10结构，壳体10为底面呈开口状的长方体结构，显微镜头位于壳体10内部左侧，支撑块7及与支撑块7连接的手动升降模组6位于壳体10右侧，电动XY平移台9位于壳体10开口右侧下方，壳体10的顶部设置有一手柄13，整个现场显微镜设备重量低于五公斤，电动XY平移台9显微镜具有整体体积小，便于手持操作，同时便于现场快速移动的特点，同时结合电动XY平移台9设计，显微镜头随着支撑块7沿观察平面的X方向及Y方向移动，适用于各类缺陷、瑕疵面积较大同时又需要看清楚细节的不同场合，轻巧便携且操作简单。如图2所示，在壳体10上开设有沿竖直方向的调节槽，旋转把手61穿过调节槽延伸至壳体10的外侧，以便于通过调节旋转把手61上的调节旋钮进而调节显微镜头竖直方向位置，直到通过能够清晰观察检测平面的图像，调节槽的设计可对升降模组6及显微镜头起到较好的定位作用，无需额外定位，便可精确调节显微镜头竖直方向位置。

为实现大面积对现场观察样品细微缺陷实时观察，并显示成供检测工作者观察的图像，本实施例还提供有图像采集模块3、一体化控制电路板4以及与一体化控制电路板4连接的移动终端，图像采集模块3位于显微镜头的上端，图像采集模块3被配置为用于采集显微镜头下方的观察样本图像，图像采集模块3可以直接安装在一体化控制电路板4上，也可以通过信号线或电源线与一体化控制电路板4连接，一体化控制电路板上设有与图像采集模块相对应的图像输出接口以及电源模组，移动终端对应与图像输出接口连接。具体地，图像采集模块3采用现有彩色CCD或彩色CMOS芯片，能够对现场观察样品真实图像进行采集，并将采集的图像信息反馈给移动终端(未示出)，显示成供检测工作者观察的图像，能够对现场观察样品进行细微缺陷实时观察，利于现场检测工作者无损观察样品的同时大面积观察样品细微缺陷表观情况；结合移动终端内图像快速拼接测量软件，能够实现大面积对现场观察样品细微缺陷实时观察，并结合电动XY平移台9调节显微镜头沿观察平面X方向及Y方向移动，实现动态实时的显微图像拼接，最终实现超精细节与超大图像的统一，利于现场检测工作者无损观察样品的同时大面积观察样品细微缺陷表观情况。

本实施例中一体化控制电路板4的整体尺寸长宽高控制在120mm×80mm×20mm之内，一体化控制电路板4固定安装在壳体10内侧并位于显微镜头和支撑块7上方，以满足移动观察检测方便和现场显微镜小型化的需求，一体化控制电路板4上设有步进电机控制器模组和双轴步进电机驱动器模组及其对应的控制信号接口，同时在电动XY平移台9内配置有用于驱动支撑块7沿观察平面X方向及Y方向移动的步进电机(未示出)，步进电机与一体化控制电路板4上的步进电机控制器模组和双轴步进电机驱动器模组接口连接，移动终端与步进电机控制器模组的控制信号接口连接，步进电机控制器模组被配置为用于控制双轴步进电机驱动器模组驱动步进电机带动支撑块沿观察平面的X方向及Y方向移动，本实施例提供的步进电机为五相步进电机，以保证移动的平稳性，防止移动过程中出现丢步的现象，保证每次移动的准确性，防止图像拼接过程出现错位的情况，进而利于现场检测工作者对样品细微质量进行精确全面的分析，以获得精确的样品细微质量信息。

本实施例提供的环形照明器2与一体化控制电路板4上的电源模组接口连接，显微镜头的镜身11上安装有具有高亮度LED光源的同轴照明器2或环形照明器2，利用照明光源发出的光线照射至物镜12下方待观察样品的观察平面，并实现将照射图像传输至显微镜头目镜上方的图像采集模块3，图像采集模块3将采集的图像信息传输至移动终端，以使移动终端显示的图样清晰可见；作为优选方案，本实施例在壳体10内侧还安装有充电电池组8，充电电池组8固定安装在支撑块7靠近壳体10的一侧，在壳体10上还设置有与充电电池组8相适配并连接的充电接口，充电电池组8与一体化控制电路板4连接，如此充电电池组8通过供电给一体化控制电路板4而为环形照明器2以及步进电机供电，且壳体10的设计还可对位于其内侧的一体化控制电路板4、充电电池组8及显微镜头和升降模组6起到较好的防护作用。

本实施例提供的移动终端优选为移动电脑，在壳体10上配设有与一体化控制电路板4连接的通讯接口，如此移动电脑可通过通讯接口与一体化控制电路板4连接，移动电脑接收图像采集模块3采集的图像信号和并记录电动XY平移台9调节显微镜头沿观察平面移动的水平位置，并结合移动电脑内现有的图像快速拼接测量软件，本实施例并未对图像快速拼接测量软件本身作出改动，本实施例的主要贡献包括从现有技术中选取带有图像快速拼接测量软件的终端，动态实时的显示图像拼接，进而实现整个系统快速图像采集与图像拼接；此外，可在电动XY平移台9上加配磁性支座或V型支座，能够对金属类管材、圆形样品等检查样品实现任意角度的吸附或压紧，以使观察样品过程中夹持稳定而不会对观察样品造成损害，实用性好。

本实施例的具体实施方式：通过调节旋转把手61上的调节旋钮转动，精确调节显微镜头竖直方向位置，在移动电脑屏幕上观察到清晰的平面显微图像，将此位置的显微图像设置为起点，在移动电脑上向步进电机控制器模组发出X方向连续移动指令，双轴步进电机驱动器模组驱动电动XY平移台9内步进电机执行该指令，带动支撑块7以及位于支撑块7上的手动升降模组6沿X方向移动，进而带动通过连接块55安装在升降模组6上的显微镜头沿X方向移动，完成X方向移动后；在Y方向重复上述步骤，直到完成Y方向移动后，将此位置的显微图像设置为终点。通过移动电脑内现有的图像快速拼接测量软件完成图像拼接，电动XY平移台9带动显微镜头回到起点位置(原点)，图像快速拼接测量软件根据电动XY平移台9移动距离和单张图像对应的实际尺寸，自动设置采集图像的张数，相邻两张图像应该保持有30％的重叠度；系统每步进一次，采集图像一张，如此循环，行进路程按照“弓”字型方向行走直至终点位置，移动电脑将所有采集到的图像自动调入拼接软件，快速拼接完成，最终实现超精细节观察与超大图像的统一的观察效果。

由此，本实施例现场显微镜不仅能够在无损观察样本的情况下大面积观察样品细微缺陷表观情况，同时具有轻便易携、单人快速操作的特点，也可有效解决传统现场显微镜只能局部观察细微表观质量，在质量分析时候出现以点代面的情况，具有较好的实用性。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种现场用便携式电动XY平移台显微镜，其特征在于：包括

显微镜头，所述显微镜头上配设有照明光源；

升降模组，所述显微镜头通过连接块与升降模组连接，所述升降模组上设有一旋转把手；电动XY平移台，所述电动XY平移台上设置有支撑块，所述升降模组安装在所述支撑块上，以使显微镜头随着支撑块沿观察平面X方向及Y方向移动；

壳体，所述显微镜头和升降模组均位于所述壳体内侧，所述壳体上开设有沿竖直方向的调节槽，所述旋转把手穿过所述调节槽延伸至壳体的外侧，用以调节显微镜头竖直方向位置。

2.根据权利要求1所述的现场用便携式电动XY平移台显微镜，其特征在于：还包括图像采集模块、一体化控制电路板以及与一体化控制电路板连接的移动终端，所述图像采集模块位于所述显微镜头的上端，图像采集模块被配置为用于采集所述显微镜头下方的观察样本图像，所述图像采集模块与一体化控制电路板连接，所述一体化控制电路板上设有与图像采集模块相对应的图像输出接口以及电源模组。

3.根据权利要求2所述的现场用便携式电动XY平移台显微镜，其特征在于：所述一体化控制电路板上设有步进电机控制器模组、双轴步进电机驱动器模组及对应的控制信号接口，所述电动XY平移台内配置有用于驱动支撑块沿观察平面X方向及Y方向移动的步进电机，所述步进电机与双轴步进电机驱动器模组连接，所述步进电机控制器模组被配置为用于控制双轴步进电机驱动器模组驱动步进电机带动支撑块沿观察平面的X方向及Y方向移动。

4.根据权利要求3所述的现场用便携式电动XY平移台显微镜，其特征在于：所述步进电机与一体化控制电路板上的双轴步进电机驱动器模组的接口连接，所述移动终端与所述步进电机控制器模组的控制信号接口连接。

5.根据权利要求2所述的现场用便携式电动XY平移台显微镜，其特征在于：所述显微镜头上安装有为其提供照明光源的同轴照明器或环形照明器，所述照明光源为LED光源。

6.根据权利要求5所述的现场用便携式电动XY平移台显微镜，其特征在于：所述同轴照明器或环形照明器与一体化控制电路板上的电源模组接口连接。

7.根据权利要求2-6任一项所述的现场用便携式电动XY平移台显微镜，其特征在于：所述壳体上设置有通讯接口，所述一体化控制电路板与所述通讯接口连接，所述移动终端通过通讯接口与一体化控制电路板连接。

8.根据权利要求7所述的现场用便携式电动XY平移台显微镜，其特征在于：所述移动终端为移动电脑。

9.根据权利要求7所述的现场用便携式电动XY平移台显微镜，其特征在于：所述壳体为底面呈开口状的长方体，所述显微镜头和支撑块分别位于长方体壳体内侧两端，所述电动XY平移台位于所述壳体的开口下方，所述壳体的顶部设置有一手柄。

10.根据权利要求9所述的现场用便携式电动XY平移台显微镜，其特征在于：所述一体化控制电路板固定在所述壳体内侧，且所述壳体内侧还安装有充电电池组，所述充电电池组安装在所述支撑块靠近所述壳体的一侧，所述壳体上还设置有与充电电池组相适配并连接的充电接口；所述充电电池组与所述一体化控制电路板连接。

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