顯微掃描平臺的製作方法

2023-09-11 11:09:30

專利名稱：顯微掃描平臺的製作方法
技術領域：
本發明涉及微小物體分析、計算、分類以及臨床病理分析研究、細胞觀察分類、圖象分析的顯微技術領域，具體是一種顯微掃描平臺。
背景技術：
在臨床上常通過採血、組織切片細胞培養等，用顯微鏡來觀察分析細胞結構及組織生長過成。臨床上需要通過一種裝置將它安裝在顯微鏡上，以達到能夠快速準確的測量、觀察細胞結構，以及進行分類病理觀察研究，及時確診病因，帶來事半功倍的效果。
目前，國外已有達到類似功能的裝置，它們能夠實現在顯微鏡上的X、Y軸方向的運動，但結構複雜，X、Y軸運動通常是用滾珠絲杆來完成的。其中一些裝置在Z軸能進行移動，但它是通過調節顯微鏡Z軸來實現的，只能用於特定的顯微鏡，通用性受到影響，且價格昂貴，通常在5000-10000美金左右。而國內同類的裝置，是對顯微鏡進行了改裝，其應用範圍受到影響，且價格較貴。

發明內容
為克服現有技術的不足，本發明提供一種顯微掃描平臺，用於安裝在現有的顯微鏡上，可實現X、Y乃至Z軸方向三維空間的精確運動，重複精度高，製造成本低。
本發明的技術方案如下本發明設計的顯微掃描平臺是獨立於顯微鏡的裝置，它由底座(固定在顯微鏡上)、X軸滑塊及其雙向移動牽引機構、Y軸滑塊及其雙向移動牽引機構組成，X軸滑塊及其雙向移動牽引機構設置在Y軸滑塊上，隨Y軸滑塊一體移動，Y軸滑塊及其雙向移動牽引機構設置在底座上，Y軸滑塊在其雙向移動牽引機構的牽引下雙向移動。
上述X軸和Y軸的雙向移動牽引機構都是由步進電機、柔性鋼絲、收絲輪、放絲輪和轉向滾輪構成。收絲輪、放絲輪套在步進電機軸上，分別將兩根柔性鋼絲一端按順時針和反時針方向纏繞收絲輪、放絲輪相同轉數，然後各通過一個轉向滾輪將兩根鋼絲的另一端固定在滑塊的兩邊，滑塊在牽引機構作用下保持張緊狀態.。
上述的X軸滑塊形狀為一長方體且中間保持透光，用於平穩地承受醫學研究分析的載玻片。
本發明進一步還設計了Z軸運動的機構，由Z軸升降組件和牽引組件組成，它們位於整個平臺的底座與Y軸滑塊之間。其中Z軸升降組件包括升降絲杆、升降絲輪、升降螺母、滾動軸承和軸承座。升降絲杆套上滾動軸承，軸承座固定在底座上，升降絲輪固定在升降絲杆上端，升降螺母與Y軸滑塊固定在一起。牽引組件包括步進電機、柔性鋼絲、收絲輪、放絲輪，收絲輪、放絲輪套在步進電機軸上，將一根鋼絲兩端按順時針和反時針方向分別纏繞收絲輪、放絲輪相同轉數，鋼絲的中間段分別纏繞在升降絲輪上。
本掃描平臺在三維運動時，X軸滑塊、Y軸滑塊以及Z軸平臺能持各自運動狀態且不會相互幹擾。
本發明能實現載玻片在顯微平臺上按軟體規定的路線在X，Y軸方向移動，並能在Z軸方向升降，以便在不同位置分析調焦並採圖，載玻片移動到不同位置後，能按醫生的要求精確回到上一個觀測位，並且能夠實現載玻片的微動，直接將本裝置安裝於現有的顯微鏡上，不用改裝原顯微鏡，在大部分顯微鏡上都能使用，結構簡單，製作成本低。


圖1是本發明的總結構示意圖；圖2是掃描平臺的X軸向移動結構示意圖；圖3是掃描平臺的Y軸向移動結構示意圖；圖4是掃描平臺的Z軸向運動結構示意圖；圖5是Z軸升降組件的結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明參見圖1，本顯微掃描平臺由底座1、X軸滑塊2及其雙向移動牽引機構3、Y軸滑塊4及其雙向移動牽引機構5和Z軸升降組件6和牽引組件7組成，X軸滑塊2及其雙向移動牽引機構3設置在Y軸滑塊4之上，隨Y軸滑塊4一體移動，同時X軸滑塊可雙向牽引機構3的牽引下在Y軸滑塊上左右(沿X軸)滑動，X軸滑塊2上可放載玻片。Y軸滑塊4及其雙向移動牽引機構5設置在Z軸升降組件6之上，Y軸滑塊4在其雙向移動牽引機構5的牽引下在Z軸升降組件6上雙向移動。Z軸升降組件6和牽引組件7位於整個平臺的底座1上，託起Y軸滑塊4和X軸滑塊2。底座1固定在顯微鏡上。
以下是X、Y、Z軸方向運動的詳細結構X軸方向參見圖2它的雙向移動牽引機構由步進電機3-2、柔性鋼絲3-3、收絲輪3-1a、放絲輪3-1b和轉向滾輪3-4構成。步進電機3-2軸上套上一個收絲輪3-1a和一個放絲輪3-1b，先把柔性鋼絲3-3一端固定在收絲輪3-1a上，再把鋼絲在收絲輪3-1a上順時針纏繞3轉，通過轉向滾輪3-4將鋼絲另一端固定在X軸滑塊2右邊。在放絲輪3-1b上同樣用一根鋼絲固定纏繞在上面，區別是反時針纏繞3轉，通過轉向滾輪3-4將鋼絲另一端固定在X軸滑塊2左邊。通過同時順時針旋轉收絲輪3-1a和反時針旋轉放絲輪3-1b，使鋼絲拉緊，然後將收絲輪3-1a和放絲輪3-1b用螺栓固定在電機軸上，假定步進電機正轉0.9°，收絲輪(￠4)收絲0.0314MM，放絲輪(￠4)放絲0.0314MM，由於鋼絲已拉緊，消除了彈性變形，這樣在鋼絲的拉動下，X軸滑塊精確向右移動0.0314MM，假若步進電機反轉0.9°，放絲輪(￠4)收絲0.0314MM，收輪絲(￠4)放絲0.0314MM，X軸滑塊精確向左移動0.0314MM。
Y軸方向參見圖3它雙向移動牽引機構由步進電機5-1、柔性鋼絲5-3、收絲輪5-2a、放絲輪5-2b和轉向滾輪5-4構成。步進電機5-1軸上套上一個收絲輪5-2a和一個放絲輪5-2b，先把鋼絲一端固定在收絲輪5-2a上，再把鋼絲在收絲輪5-2a上順時針纏繞3轉，通過轉向滾輪5＝4將鋼絲另一端固定在Y軸滑塊4右邊。在放絲輪5-2b上同樣用一根鋼絲固定纏繞在上面，區別是反時針纏繞3轉，通過轉向滾輪5-4將鋼絲另一端固定在Y軸滑塊4左邊。移動關係與X軸方向類似。
Z軸方向參見圖4和圖5其牽引組件參見圖4，包括步進電機7-2、柔性鋼絲7-3、收絲輪7-1a、放絲輪7-1b，它們由底座1做支撐。步進電機7-2軸上套上一個收絲輪7-1a和一個放絲輪7-1b，先把柔性鋼絲7-3一端固定在收絲輪7-1a上，再把柔性鋼絲7-3在收絲輪7-1a上順時針纏繞3轉，然後將柔性鋼絲7-3依次在4個升降組件6上順時針纏繞2轉，最後把柔性鋼絲7-4在放絲輪7-1b上反時針纏繞3轉，通過同時順時針旋轉收絲輪7-1a和反時針旋轉放絲輪7-1b，使柔性鋼絲7-3拉緊，然後將收絲輪7-1a和放絲輪7-1b用螺栓固定在電機軸上。Z軸升降組件參見圖5，包括升降絲杆6-3、升降絲輪6-2、升降螺母6-4、底座1和軸承座6-1。升降絲杆6-3下端裝在與Y軸滑塊4固定的升降螺母6-4內，升降絲輪6-2與升降絲杆6-3上端固定，假定步進電機正轉0.9°放絲輪(￠4)收絲0.0314MM，收輪絲(￠4)放絲0.0314MM，4個升降絲輪(￠12)同時精確旋轉0.9*4/12＝0.3°，升降絲杆螺距為1MM，升降絲杆旋轉0.3°，掃描平臺Y軸滑塊將上升1*0.3/360＝0.0008MM.
上述顯微鏡專用掃描平臺性能長寬＜250MM，高度＜25MM，能夠實現三維空間運動(X，Y，Z)在X，Y軸方向雙向運動精度＜0.04MM、雙向運動重複精度＜0.05MM、移動距離40MM，Z軸方向雙向運動精度＜0.001MM、雙向運動重複精度＜0.002MM，移動距離2MM.製造成本＜3000元。
權利要求
1.顯微掃描平臺，其特徵在於它由底座、X軸滑塊及其雙向移動牽引機構、Y軸滑塊及其雙向移動牽引機構組成，X軸滑塊及其雙向移動牽引機構設置在Y軸滑塊上，Y軸滑塊及其雙向移動牽引機構設置在底座上。
2.根據權利要求1所述的顯微掃描平臺，其特徵在於兩套雙向移動牽引機構都是由步進電機、柔性鋼絲、收絲輪、放絲輪和轉向滾輪構成，收絲輪、放絲輪套在步進電機軸上，分別將兩根鋼絲一端按順時針和反時針方向纏繞收絲輪、放絲輪相同轉數，然後各通過一個轉向滾輪將兩根鋼絲的另一端固定在滑塊的兩邊，滑塊在牽引機構作用下保持張緊狀態。
3.根據權利要求1或2所述的顯微掃描平臺，其特徵在於X軸滑塊形狀為一長方體且中間保持透光，用於承受醫學研究分析的載玻片。
4.根據權利要求3所述的顯微掃描平臺，其特徵在於它還具有Z軸升降組件和牽引組件，位於底座與Y軸滑塊之間，Z軸升降組件包括升降絲杆、升降絲輪、升降螺母、滾動軸承，軸承座等，升降絲杆套上滾動軸承，軸承座固定在底座上，升降絲輪固定在升降絲杆上端，升降螺母與Y軸滑塊固定在一起；牽引組件包括步進電機、柔性鋼絲、收絲輪、放絲輪，收絲輪、放絲輪套在步進電機軸上，將一根鋼絲兩端按順時針和反時針方向分別纏繞收絲輪、放絲輪相同轉數，鋼絲的中間段分別纏繞在各升降絲輪上。
5.根據權利要求3所述的顯微掃描平臺，其特徵在於整個顯微掃描平臺尺寸限制為長寬≤250MM，高≤25MM。
全文摘要
本發明是一種顯微掃描平臺，它由底座、X軸滑塊及其雙向移動牽引機構、Y軸滑塊及其雙向移動牽引機構組成，X軸滑塊及其雙向移動牽引機構設置在Y軸滑塊上，隨Y軸滑塊一體移動，Y軸滑塊及其雙向移動牽引機構設置在底座上，Y軸滑塊在其雙向移動牽引機構的牽引下雙向移動。本發明進一步還設計了Z軸運動的機構，由Z軸升降組件和牽引組件組成，它們位於整個平臺的底座與Y軸滑塊之間。本發明獨立於顯微鏡的裝置，用於安裝在現有的顯微鏡上，可實現X、Y乃至Z軸方向三維空間的精確運動，重複精度高，製造成本低。
文檔編號G02B21/24GK1619348SQ200310111008
公開日2005年5月25日 申請日期2003年11月22日 優先權日2003年11月22日
發明者吳永東, 魯廣洲, 夏俊培 申請人:重慶天海醫療設備有限公司