專利名稱：顯微鏡粗微調機構的制作方法
技術領域：
本發明屬于光學顯微鏡領域，具體地說是一種具有同軸式粗微調節和過載打滑保護功能的顯微鏡調焦機構。
目前，國外的中高級顯微鏡已普遍采用了同軸粗微調機構，這種機構通常采用的傳動方式有蝸輪蝸桿、行星輪系、齒輪組等。雖然采用這些傳動方式的機構都有較好的性能，但普遍存在結構復雜、工藝要求高、成本較高等不足之處。國內的一種同軸式粗微動調節機構，采用的是日本奧林巴斯的早期產品齒輪組結構，粗動部分包括粗動手輪、轉軸、齒輪和齒條;微動部分包括微動手動、連桿、四對嚙合齒輪、三根轉軸、齒輪和齒條。由于是齒輪組傳動，不可能得到較大的速比，齒輪嚙合次數多，靈敏度差，回差也大。同時體積大，結構復雜，加工費時費料。
本發明的目的則是針對上述存在的問題，提出了一種具有體積小、結構緊湊、工藝性好、減速比大、靈敏度高、經濟高效的同軸式粗微動調焦機構，并加有過載打滑保護性能。
本發明的技術解決方案
在轉軸(5)外圓上依次裝有齒輪(4)、壓圈(6)、鋼球、襯圈(7)和蝶形彈簧(8);在轉軸(5)右側依次裝有止推軸承(9)、粗動摩擦輪(10)、固定中心輪(3)、鋼球、從動中心輪(1)、防動圈(11)和六角螺母(12);在轉軸右側裝有滑動軸承(13)和粗動手輪(14)。聯桿(15)橫串在轉軸(5)中心孔內，左端用螺釘與微動手輪(16)固定，右端用螺釘與轉臂輪(17)固定，重聯行星齒輪(2)，用螺釘和夾板(18)安裝在轉臂輪(17)上。整個機構由滑動軸承(13)和止推軸承(9)支撐著，并用螺釘緊固在顯微鏡鏡架上。
為了獲得較大的減速比，傳動方式采用了微差齒輪傳動。微差齒輪傳動是由兩對嚙合齒輪分別選用不同模數值，使兩中心輪的分度圓直徑形成一個微量差值△D的行星輪傳動。即兩對行星齒輪分度圓直徑相等，D2＝D′2。兩中心齒輪分度圓直徑有一差值，△D＝D1-D3，當轉臂H回轉時，重聯齒輪Z2、Z′2圍繞兩中心齒輪作行星同步運動，其角速度Wz＝Wz′，Z2與從動中心輪Z1嚙合，由于兩中心輪分度圓直徑存在一微量差值△D，而固定中心輪Z3是固定不回轉的，那么從動中心輪Z1相對固定中心輪Z3必定有一微量角速度W1的回轉運動。這一微量角速度W1可以滿足本機構較大減速比的要求。這樣，只需兩對嚙合齒輪即能實現較大減速比的目的。為了適應這一方法，將本機構在選用不同模數值時，常用的速比和所需的齒輪齒數列于
圖1、圖2、圖3中。
為了避免顯微鏡調焦時物鏡筒碰壞被觀察切片，本發明加有過載打滑保護功能。隨滑板升降構件的總重量作用在齒輪(4)上產生驅動力M，由于齒輪(4)與轉軸(5)之間在蝶形彈簧(8)的反作用力下存在著一定的摩擦力，所以齒輪(4)與轉軸(5)接觸表面是不會滑動的，如果繼續增大驅動力M+M′，直至增大到能夠克服齒輪(4)與轉軸(5)表面間的最大摩擦力對轉軸(5)中心所形成的摩擦力距Mf時，齒輪(4)與轉軸(5)表面開始等速滑動。則機構起打滑保護作用。這時，后增加的驅動力M′，就是被觀察切片所承受的最大壓力。調節從動中心輪(1)在轉軸(5)右端螺紋上的軸向位置，便可調節蝶形彈簧(8)的反作用力Q的大小和摩擦力距Mf的大小。裝校時，可在顯微鏡工作臺上放置一塊重量與M′相等的重物，調節從動中心輪(1)的軸向位置。直至工作臺能等速下滑為準。調好后，裝上防動圈(11)，擰緊六角螺母(12)，打滑保護功能即調整完畢。粗動摩擦輪(10)與止推軸承(9)之間以及固定中心輪(3)與從動中心輪(1)之間在蝶形彈簧(8)的作用下，也分別產生滑動摩擦力距Mf′和滾動摩擦力距Mf″。根據摩擦力距計算分式可得Mf′＞Mf+Mf″。
顯微鏡的粗動調節是通過轉動粗動手輪(14)或粗動摩擦輪(10)來實現的。粗動手輪(14)是用止定螺釘緊固在轉軸(5)上，形成一體回轉，而粗動摩擦輪(10)是通過行星輪系的增速形式與轉軸(5)聯接，由于行星輪系在增速時一般都具有自鎖性，所以轉動粗動摩擦輪(10)和粗動手輪(14)一樣，都直接通過轉軸(5)，齒輪(4)，齒條(20)等構件實現工作臺的粗動調節功能。
微動手輪(16)和轉臂輪(17)是用螺釘固定在聯桿(15)上成為一體的。根據微差齒輪傳動原理，轉動轉臂輪(17)或微動手輪(16)，兩中心輪開始相對轉動，由于粗動摩擦輪(10)和固定中心輪(3)采用過盈配合，則二構件成為一體。在摩擦力距Mf′的作用下，與止推軸承(9)保持靜止狀態。而從動中心輪(1)的微量角速度通過轉軸(5)，齒輪(4)，齒條(20)等實現工作臺的微動調節功能。
本發明相對目前國內外現有的顯微鏡同軸式粗，微動調焦機構有如下優點由于本機構只用兩對嚙合齒輪即可達到大減速比的目的，因而傳動誤差少，速比可靠，靈敏度高;本機構粗、微動調焦和過載打滑保護功能在導軌全程任何位置都能起作用，因而適用范圍廣，操作方便;本機構左側粗動手輪部位仍有足夠的位置，還可增設預調焦限位等裝置;本機構零件形狀簡單，數量少;對材質、加工工藝、機床設備等各方面都無特殊要求。因而工藝性好，裝校容易，實施方便，經濟高效;本機構不僅適用于生物、全相、偏光等多種顯微鏡，也可用于其它精密儀器和精密機械中。
圖1是本發明不等模數值m為0.3和0.4，傳動比iH1和齒數z對照表。
注1重聯行星齒輪Z2和Z′2的齒數取3和4的共倍數，其分度圓直徑相等。
2兩對嚙合齒輪中，齒數多的齒輪模數值為0.3，齒數少的齒輪模數為0.4。
圖2是本發明不等模數值m為0.4和0.5，傳動比iH1和齒數Z對照表。
注1重聯行星齒輪Z2和Z′2的齒數取4和5的共倍數，其分度圓直徑相等。
2兩對嚙合齒輪中，齒數多的齒輪模數值為0.4，齒數少的齒輪模數為0.5。
圖3是本發明不等模數值m為0.5和0.6，傳動比iH1和齒數Z對照表。
注1重聯行星齒輪Z2和Z′2的齒數取5和6的共倍數，其分度圓直徑相等。
2兩對嚙合齒輪中，齒數多的齒輪模數值為0.5，齒數少的齒輪模數值為0.6。
圖4是本發明結構示意圖。
圖5是本發明傳動原理圖。
實施例要求①粗動調節范圍20mm。②微動調節范圍20mm，微動手輪回轉一周，工作臺升降值為0.2mm，格值0.002mm。③工作臺升降需有過載打滑保護功能。
圖4所示的顯微鏡同軸式粗、微動調焦機構則是根據上述要求而設計的。粗動手輪外徑為45mm，微動手輪外徑為23mm。內部參數的確定按下列步序①選擇齒輪(4)模數m4＝0.5齒數Z4＝26，分度圓直徑D4＝13mm。②調節時，由于從動中心輪(1)與齒輪(4)是屬同步回轉，回轉一周，工作臺的升降值等于齒輪(4)分度圓的圓周長D4·π≈40.84mm。
轉臂輪(17)和微動手輪(16)組合成一體回轉，根據設計要求回轉一周，工作臺升降值為0.2mm，轉臂輪(17)和從動中心輪(1)的相對速比等于各自回轉一周后工作臺相應的升降值之比，即iH1＝ (D4·π)/0.2 ≈204.2③微差齒輪傳動中兩嚙合齒輪不同模數值分別取0.4、0.5，參照圖2，轉臂輪(17)和從動中心輪(1)相對速比iH1就近選用205。在圖5中分別選用Z1＝41、Z1＝16、Z′1＝20、Z3＝51;D1＝20.5、D2＝8、D′2＝8、D3＝20.4;m1＝0.5、m2＝0.5、m′2＝0.4、m3＝0.4。其中D1、D2、D′2、D3和m1、m2、m′2、m3分別為齒輪Z1、Z2、Z′2、Z3對應的分度圓直徑和模數。
④驗算在圖4所示的輪系中，由于Z3為固定輪，(即n3＝0)故該輪系為一行星輪的周轉輪系。因而i1H=1-
=1-(± (Z2………Zn)/(Z1……In-1) )求得為i1H＝1-iH13，而
(I2·I3)/(Z1·Z2) = (16×51)/(41×20) = 204/205 ，故i1H＝1- 204/205 ＝ 1/205 或iH1＝205即當轉臂H回轉一周，Z1才轉 1/205 轉，其工作臺升降值為40.84/205，約等于0.1992mm(與設計理論要求相差0.0008mm)轉臂輪上刻有100等分線，格值約等于0.002mm。(與理論要求相差0.000008mm)
權利要求
1.粗動部分由粗動手輪、轉軸、齒輪和齒條，微動部分由微動手輪、連桿、嚙合齒輪、轉軸、齒輪和齒條組成的顯微鏡粗微調機構，其特征是在轉軸(5)中間外圓上依次裝有齒輪(4)、壓圈(6)、鋼球、襯圈(7)和蝶形彈簧(8)，在轉軸右側依次裝有止推軸承(9)、粗動摩擦輪(10)、固定中心輪(3)、鋼球、從動中心輪(1)、防動圈(11)和六角螺母(12)，在轉軸左側裝有滑動軸承(13)和粗動手輪(14)；聯桿(15)橫串在轉軸中心孔內，左端用螺釘與微動手輪(16)固定，右端用螺釘與轉臂輪(17)固定；重聯行星輪(2)用螺釘和夾板(18)安裝在轉臂輪(17)上；整個機構由滑動軸承(13)和止推軸承(9)支撐，并用螺釘緊固在顯微鏡鏡架上。
2.根據權利要求1所述的顯微鏡粗微調機構，其特征是微動調節由兩對嚙合齒輪和一個行星轉臂組成，兩對嚙合齒輪分別選用不同模數值，兩中心輪Z1Z3之間的分度圓直徑有一個微量差值，△D＝D1-D3。
3.根據權利要求1所述的顯微鏡粗微調機構，其特征是粗微動調節和過載打滑保護均用一副轉軸、齒輪、齒條和導軌。
全文摘要
本發明是一種具有同軸式粗微調節和過載打滑保護功能的顯微鏡調焦機構，其特征在于粗微動同軸調節，采用了微差齒輪傳動，由兩對嚙合齒輪和一個行星轉臂組成，兩對嚙合齒輪分別選用不同模數值，使兩中心輪Z
文檔編號G02B21/32GK1049413SQ8910243
公開日1991年2月20日 申請日期1989年8月11日 優先權日1989年8月11日
發明者郭衛國, 華連有 申請人:郭衛國, 華連有