一種基于超聲電機驅動的顯微鏡調焦器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種電動調焦器，具體涉及一種以超聲電機直驅的電動調焦器。
【背景技術】
[0002]傳統的顯微鏡在使用中，當需要調整物鏡對被測物體的焦距時，主要是通過調焦器來實現的。調角器主要由相對固定座上下運動的托板以及調焦旋鈕構成，通過轉動調教旋鈕帶動托板運動，而顯微鏡的光學部分安裝在托板上。傳統的顯微鏡還需要手動調焦，并通過雙眼觀測其清晰度，旋轉調焦旋鈕的過程中，經常要順時針和逆時針來回運動，很難控制調整的幅值，不容易找到最清晰的焦距；同時來回調節時存在機械誤差。而電子顯微鏡的放大倍數和控制均十分高，但其結構復雜且造價昂貴，許多普通的實驗并不需要用到這一級別的顯微鏡。
【發明內容】
[0003]發明目的:針對上述現有技術，提出一種基于超聲電機驅動的顯微鏡調焦器，提高傳統顯微鏡的調焦精度。
[0004]
【發明內容】
:一種基于超聲電機驅動的顯微鏡調焦器，其特征在于:包括固定座、托板、超聲電機、旋轉編碼器、超聲電機控制器；所述托板上沿托板運動方向平行設置兩條鈄齒條，所述超聲電機和旋轉編碼器分別設置在所述固定座的兩側；所述超聲電機的芯軸位于所述托板的上方并垂直所述鈄齒條，所述旋轉編碼器固定在超聲電機的芯軸一端，所述芯軸上還固定兩個鈄齒輪，每個鈄齒輪均與一條所述鈄齒條嚙合；在一個鈄齒輪和超聲電機之間、另一個鈄齒輪與旋轉編碼器均設有一個調節機構，所述調節機構包括套在芯軸上的圓環和碟簧，所述圓環固定在芯軸上，所述碟簧的內徑大于芯軸的直徑，碟簧的一端與鈄齒輪端面接觸，碟簧的另一端與圓環接觸；所述旋轉編碼器包括讀盤和讀頭。
[0005]作為本實用新型的優選方案，所述超聲電機包括定子、轉子、芯軸、底座、以及與底座連接的外殼，所述定子安裝在底座上，定子下表面粘貼有壓電陶瓷，壓電陶瓷的引線通過外殼與底座之間預留的縫隙引出；所述轉子安裝在芯軸上，轉子上端粘貼有阻尼材料，轉子下端面粘貼有摩擦材料層并與定子接觸。
[0006]有益效果:本實用新型的一種基于超聲電機驅動的顯微鏡調焦器，通過超聲電機、鈄齒輪、鈄齒條的配合工作實現了托板上下運動的電動控制，結構十分簡單。在使用過程中，超聲電機是利用壓電陶瓷的逆壓電效應、使定子在超聲頻段內產生振動，通過定子、轉子之間的摩擦獲得運動和扭矩，通過超聲電機的驅動，可以控制任意尺度的托板運動，從而容易找到最清晰的焦距；選用的超聲電機斷電時間為3毫秒，啟動時間為6毫秒，從而使得使用者的調控能得到快速響應。超聲電機在往復運動時是沒有慣性的，同時在一個鈄齒輪和超聲電機之間、另一個鈄齒輪與旋轉編碼器均設有一個調節機構，通過該調節結構能夠始終讓鈄齒輪和鈄齒條緊密嚙合，在控制托板上下來回運動時，避免了傳統結構的機械誤差；利用超聲電機、鈄齒輪、鈄齒條的配合方案，通過實驗得到托板的運動精度可達到± 2 μ m，相比傳統調焦結構，大大提高了其調焦精度。
[0007]此外，本實用新型的電動調焦器結構中，利用超聲電機的芯軸直接連接鈄齒輪，省去了傳動齒輪等機構，從而避免了可能存在的機械誤差，保證了其調焦精度。將超聲電機直接驅動調焦器，利用超聲電機的斷電自鎖特性，從而省掉了傳統調焦器的鎖緊裝置，簡化了結構。
【附圖說明】
[0008]圖1為本實用新型的顯微鏡調焦器結構示意圖。
【具體實施方式】
[0009]下面結合附圖對本實用新型做更進一步的解釋。
[0010]如圖1所示，一種基于超聲電機驅動的顯微鏡調焦器，包括固定座1、托板2、超聲電機3、旋轉編碼器4。托板2與固定座I之間設有滾珠導軌，托板2上沿托板運動方向平行設置兩條鈄齒條5，鈄齒條5具有水平的斜度。超聲電機3和旋轉編碼器4分別設置在所述固定座I的兩側，超聲電機3的芯軸6位于托板2的上方并垂直所述鈄齒條5，旋轉編碼器4固定在超聲電機3的芯軸6—端。芯軸6上還固定兩個鈄齒輪7，鈄齒輪7也具有水平斜度，每個鈄齒輪均與一條鈄齒條嚙合；為了使得兩者適配，鈄齒輪和鈄齒條水平斜度應一致，其模數和壓力角也應一致。在一個鈄齒輪7和超聲電機3之間、另一個鈄齒輪7與旋轉編碼器4均設有一個調節機構8，調節機構8包括套在芯軸6上的圓環81和碟簧82，圓環81固定在芯軸6上，碟簧82的內徑大于芯軸6的直徑，碟簧82的一端與鈄齒輪7端面接觸，碟簧82的另一端與圓環81接觸。
[0011]超聲電機3包括定子31、轉子32、芯軸6、底座33、以及與底座33連接的外殼34。定子31安裝在底座33上，定子31下表面粘貼有壓電陶瓷35，壓電陶瓷35的引線通過外殼34與底座33之間預留的縫隙引出。轉子32安裝在芯軸6上，轉子32上端粘貼有阻尼材料36，轉子32下端面粘貼有摩擦材料層37并與定子31接觸。超聲電機連接超聲電機控制器，超聲電機控制器包括上下控制按鈕以及支持具體調焦值的輸入；旋轉編碼器的信號輸出端連接超聲電機控制器。選用斷電時間為3毫秒，啟動時間為6毫秒的超聲電機，旋轉編碼器4包括讀盤41和讀頭42。
[0012]使用時，使用者可以通過超聲電機控制器上的上下控制按鈕直接控制超聲電機的上下運動。旋轉編碼器采集超聲電機芯軸轉動的角度，并將采集值反饋到超聲電機的控制器中形成對超聲電機的閉環控制，調高控制精度。使用者還可以通過在超聲電機控制器上輸入調焦值，以此定量控制托板的運動行程，從而容易找到最清晰的焦距。
[0013]以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種基于超聲電機驅動的顯微鏡調焦器，其特征在于:包括固定座(I)、托板(2)、超聲電機(3)、旋轉編碼器(4)、超聲電機控制器；所述托板(2)上沿托板運動方向平行設置兩條鈄齒條(5)，所述超聲電機(3)和旋轉編碼器(4)分別設置在所述固定座(I)的兩側；所述超聲電機(3)的芯軸(6)位于所述托板(2)的上方并垂直所述鈄齒條(5)，所述旋轉編碼器(4 )固定在超聲電機(3 )的芯軸(6 ) —端，所述芯軸(6 )上還固定兩個鈄齒輪(7 )，每個鈄齒輪均與一條所述鈄齒條嗤合；在一個鈄齒輪(7)和超聲電機(3)之間、另一個鈄齒輪(7)與旋轉編碼器(4)均設有一個調節機構(8)，所述調節機構(8)包括套在芯軸(6)上的圓環(81)和碟簧(82)，所述圓環(81)固定在芯軸(6)上，所述碟簧(82)的內徑大于芯軸(6)的直徑，碟簧(82)的一端與鈄齒輪(7)端面接觸，碟簧(82)的另一端與圓環(81)接觸；所述旋轉編碼器包括讀盤(41)和讀頭(42 )。2.根據權利要求1所述的一種基于超聲電機驅動的顯微鏡調焦器，其特征在于:所述超聲電機(3)包括定子(31)、轉子(32)、芯軸(6)、底座(33)、以及與底座(33)連接的外殼(34)，所述定子(31)安裝在底座(33)上，定子(31)下表面粘貼有壓電陶瓷(35)，壓電陶瓷(35)的引線通過外殼(34)與底座(33)之間預留的縫隙引出；所述轉子(32)安裝在芯軸(6 )上，轉子(32 )上端粘貼有阻尼材料(36 )，轉子(32 )下端面粘貼有摩擦材料層(37 )并與定子(31)接觸。
【專利摘要】本實用新型的一種基于超聲電機驅動的顯微鏡調焦器，通過超聲電機、鈄齒輪、鈄齒條的配合工作實現了托板上下運動的電動控制，結構十分簡單。在使用過程中，通過超聲電機的驅動，可以控制任意尺度的托板運動，從而容易找到最清晰的焦距。超聲電機在往復運動時是沒有慣性的，同時在一個鈄齒輪和超聲電機之間、另一個鈄齒輪與旋轉編碼器均設有一個調節機構，通過該調節結構能夠始終讓鈄齒輪和鈄齒條緊密嚙合，在控制托板上下來回運動時，避免了傳統結構的機械誤差。通過超聲電機、鈄齒輪、鈄齒條的配合，通過實驗得到托板的運動精度可達到±2μm，相比傳統調焦結構，大大提高了其調焦精度。
【IPC分類】G02B21/24, H02N2/12
【公開號】CN204883037
【申請號】CN201520465818
【發明人】蘇勛濤
【申請人】蘇勛濤, 江蘇紫金東方超聲電機有限公司
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年7月1日