[发明专利]一种线性电动物镜切换装置

说明书

技术领域

本发明涉及显微镜技术领域，特别涉及一种线性电动物镜切换装置。

背景技术

物镜是生物显微镜的核心器件。为了观察不同尺度的生物组织信息，显微镜通常配置多种不同放大倍数、数值孔径的物镜。随着全自动扫描显微镜的发展，出现了各种电动物镜切换装置，大多数是转盘式物镜切换装置。目前，已经出现多种非标显微物镜，例如一种压电式显微物镜，用于Z轴方向的纳米级微位移，以满足全自动扫描显微镜对高精度、响应快及全自动对焦技术的要求。鉴于目前技术水平的限制，压电式物镜体积较大、存在电控连接线缆，这些问题限制了压电式物镜在转盘式物镜切换器上的应用，除此以外，转盘式物镜切换装置还存在结构复杂、切换速度慢等缺点。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种线性电动物镜切换装置，具有响应速度快，切换运动平稳，定位精确高，既可安装非标物镜也可安装标准物镜等特点。

发明内容

为了解决以上存在的问题，即现有转盘式物镜切换装置不宜对非标结构、大体积物镜模块进行快速切换的问题，本发明提供了一种能够沿直线方向运动的物镜切换装置，该装置可以根据压电式物镜或其他非标结构物镜的体积进行合理布局，电控线缆连接方便。该装置采用线性磁轴电机驱动，响应速度快，切换运动平稳，定位精确高，既可安装非标物镜也可安装标准物镜。

为实现上述目的，本发明提供了一种线性电动物镜切换装置，包括固定板、切换板、物镜安装板、非标物镜；所述装置采用层叠嵌入式结构，所述固定板水平安装在样品上方，所述切换板在所述固定板的下方，所述固定板和所述切换板之间通过精密直线导轨与滚珠滑块作为移动副来连接，所述物镜安装板安装在所述切换板下方，所述非标物镜安装在所述物镜安装板上；所述装置通过线性磁轴电机驱动所述物镜安装板沿直线方向进行切换，每个所述非标物镜在光栅尺上对应一个位置，上位机通过光栅尺读头判断所述切换板所在位置并控制所述线性磁轴电机对所述非标物镜进行切换。

进一步地，所述固定板中间有一个圆形成像通孔，所述固定板下方安装有所述线性磁轴电机的定子、两条所述精密直线导轨和所述光栅尺读头。

进一步地，两条所述精密直线导轨相互平行，平行度控制在3μm以内。

进一步地，所述定子和所述光栅尺读头位于所述精密直线导轨两侧，所述定子与光栅尺读头部分嵌入在所述固定板内。

进一步地，所述切换板上方安装有所述线性磁轴电机的磁轴、光栅尺及所述滚珠滑块，所述切换板中间配置有一个矩形通孔，所述矩形通孔长度大于所述切换板的行程，所述矩形通孔宽度大于所述非标物镜接口的直径。

进一步地，所述线性磁轴电机的磁轴与所述光栅尺相互平行，所述滚珠滑块的滚珠嵌入所述固定板下方的所述精密直线导轨的凹槽内，使得所述切换板与所述固定板在垂直方向相互约束，并且能沿所述精密直线导轨自由滑动。

进一步地，所述物镜安装板中间配置有一个矩形凸台，所述凸台的尺寸与所述切换板上的所述矩形通孔一致，所述凸台上配置有若干与所述凸台上表面垂直的物镜安装孔，所述物镜安装孔螺纹规格与显微物镜的接口螺纹一致。

进一步地，所述凸台的四周配置有四个通孔，所述通孔的位置与所述切换板下方螺纹孔的位置对应，所述物镜安装板通过四颗螺丝将固定在所述切换板的下方；所述物镜安装板上的所述凸台能够完全嵌入所述切换板上的所述矩形通孔中。

进一步地，所述直线电动物镜切换装置的工作流程如下：

1)接通电源，所述光栅尺读头检测到所述切换板所在位置；

2)所述线性磁轴电机带动所述切换板向零点位置移动并停留在零点位置；

3)上位机向所述线性磁轴电机驱动器发送命令；

4)所述线性磁轴电机驱动器执行接收到的所述命令，所述线性磁轴电机带所述动切换板移动，实现所述非标物镜的切换。

进一步地，所述命令包含所述线性磁轴电机所要移动的方向和距离。

本发明提出一种线性电动物镜切换装置，它包括固定板、线性磁轴电机、光栅尺、切换板、物镜安装板、非标物镜。固定板、切换板、物镜安装板的安装顺序是：固定板在上方，切换板在中间，物镜安装板在下方。固定板水平安装在所要观察的样品上方，使整个线性电动物镜切换装置安装好后物镜与所要观察的样品垂直。该装置采用层叠嵌入式结构，切换板通过滚珠滑块吊装在固定板下方，物镜安装板嵌入安装在切换板下方，非标物镜可通过物镜安装孔安装在物镜安装板上。

所述固定板的中间有一圆形成像通孔，其下方安装有所述线性磁轴电机的定子、两条精密直线导轨、光栅尺读头，其中，所述两条精密直线导轨相互平行。