[实用新型]一种平面微动操纵结构

说明书

本实用新型涉及一种用于平面微动行程驱动的操纵结构，它的原理和制造涉及精密机械，应用于显微操作器的平面二维快速微距驱动的机械传动。

现有的技术是通过双球偏心结构产生一个微移动量再通过一个二维平面导轨将微移动量转换成直线移动量^[1]，通过二个过程实现的微量移动导致了装置的制造成本和结构的复杂性增高，

本实用新型的目的是提供一种装置，既能实现平面快速微动驱动又具有简单的结构，

本实用新型的目的是这样实现的：在已有的基座上设置一个具有平底的竖直圆孔，设置一个定位螺母套与竖直孔以螺纹连接，定位螺母套的位于竖直孔内一端带有向轴线倾斜的斜端面，定位螺母套的斜端面与一个定向半球体的球面接触。设置了一操纵杆，操纵杆穿过定位螺母套与定向半球体连结，操纵杆与定向半球体共轴且连结经过球面直至定向半球的底面。在与定向半球连结的操纵杆的一端设置了一个与操纵杆共轴的孔，在孔内设置一根球轴，球轴伸出孔的一端与一个超半球的底面连结，连结后球轴与超半球共轴，超半球的直径大于定向半球的直径，  超半球的底与定向半球体的底面相对，在超半球的底上设置一光孔，光孔与超半球共轴，光孔的直径大于定向半球底面的直径小于超半球底的直径并与球轴共轴，光孔底平面到球面的垂直距离小于超半球的半径。在光孔底平面设置一环形凹槽，环形凹槽与超半球共轴，环形凹槽的外径小于定向半球底面的直径，环形凹槽的内径大于球轴的直径。在环形凹槽中放置一顶球压簧，顶球压簧处于蓄能状态其一端与环形凹槽的底接触另一端与定向半球的底接触，顶球压簧的作用是使定向半球与定位螺母套的斜面紧密接触。在竖直孔的平底设置一挡圈，在挡圈上设置了三等分半圆缺口，在半圆缺口内放置滚珠，滚珠与竖直孔的平底相接触同时与超半球的球面接触。在基座的中部设置二个水平圆孔，二个水平圆孔的轴线相互垂直且与竖直孔的轴线垂直。在水平圆孔内设置推管，推管一段伸出基座，推管的另一端伸出竖直孔的径向面并与超半球的过球心水平面处的球面紧密接触，在推管与水平圆孔边缘之间设置复位压簧。当旋转定位螺母套使定超半球与定向半球的球心重合时，摇动操纵杆超半球以定向半球的球心为圆心转动，当用定位螺母套使超半球与定向半球的球心之间有一距离L时，摇动操纵杆时超半球的过球心水平面与推管相接触的球面点是做非圆周运动，其中超半球的在水平面方向的移动量D可表达为：D＝-(L×tgθ)，θ：操纵杆摇动时与竖直孔轴线的角度，负号表示操纵杆摇动的方向与超半球球心的移动方向相反，即可通过改变二个半球的球心距离来设定在同样的摇动角度下不同的推管移动量，移动量通过推管给出，推管将超半球过球心水平面处球面上一点的非圆周运动转变成水平直线移动，推管移动的速度与操纵杆摇动的速度成正比，由推管的移动去驱动其它的物体，当操纵杆回零时推管受弹簧作用也同步回零。

由于采用了上述方案，能够迅速地设定平面上任何方位的微动量，微动量的大小能够任意设定而且结构简单。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说理。^[1]细胞微小操作技术(日)，株式会社成茂科学器械研究所，p9。

图1是现有技术的结构性纵向剖面结构图。

图2是本实用新型平面微动操纵结构纵向剖面结构图。

在附图1中，操纵杆1与定位球2相连结，球体3与定位球2的内孔动连接，球轴4与球体3和平面导轨滑块5相连结，当摇动操纵杆角度为θ时，由于定位球2与球体3的球心之间有一距离L，球体3沿水平面移动带动平面导轨滑块5移动同步推动油缸6移动一距离D，D＝-L×tgθ。

在附图2中，基座1与套管2连结并由螺丝26固定，推管3，缸筒4，压簧5依次放置在套管2中，推管3与超半球10的外圆面相接触并且推管3的轴线过超半球10的球心，超半球10的球面还与滚珠11相接触，滚珠11受到挡圈12的限制使超半球10座落在其上面并且可以滚动和平移，滚珠11和挡圈12放置在孔底部平面13上，球轴14与超半球10的中心孔连接，另一端与操纵杆16的内孔17动连结，操纵杆16的内孔端与半球体15连结，在超半球10的环形凹槽18内放置了顶球压簧19，顶球压簧19与半球体15相接触，使半球体15的球面与定位螺母套20的斜端面接触，定位螺母套20与基座1的竖直孔27螺纹连结，转动定位螺母套20能改变超半球10与半球15之间的球心距离，当在由操纵杆16的轴线和套管2的轴线所构成的平面内摇动操纵杆16时，超半球10均以半球15的球心为圆心转动，受顶球压簧19的推力作用在超半球10以半球15的球心为圆心转动的同时超半球10的球心还有沿水平向平移，推动推管3逆球心移动，当操纵杆16恢复到竖直状态时受压簧5的作用推管3向球心移动。