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显微镜新型联动变焦物镜的设计

来源:  发布时间:2018-11-01   点击量:402

显微镜新型联动变焦物镜的设计属于对变焦物镜联动变焦补偿机构的进一步改进。

变焦物镜由调焦组、变倍组和补偿组等组成。当物镜改变焦距时,需要变倍组和补偿组按一定的要求沿光轴移动,而保持物镜焦面位置不发生变化。传统的变倍组和补偿组的移动都是靠机械联动的方法,即在同一结构件上加工螺旋槽和凸轮槽。当螺旋槽和凸轮槽转动时,由槽内的销钉分别带动变倍组和补偿组沿光轴移动,变倍组和补偿组位置是由螺旋槽和凸轮槽的相对位置来确定的。因此,对螺旋槽和凸轮槽的精度要求很高,加工十分困难。另一方面,为了保证螺旋槽和凸轮槽的精度,结构件必须具备足够的刚度。这样导致变焦镜的体积、重量都很大,也增加了工艺难度。

显微镜新型联动变焦物镜的设计目的在于避免上述现有技术的不足而提供一种工艺简单、体积小、重量轻、易加工,由电机驱动的新型联动变焦物镜。

可以通过以下措施来达到由变倍组和补偿组构成的电联动变焦物镜,变倍组和补偿组安装在平行固定于主体中的精密导轨上,其间皆采用直线滚动轴承作为运动副;两个步进电机分别驱动主体上的两根丝杆,由丝杆带动其上的配合螺母使变倍组和补偿组沿精密导轨移动,实现电联动变焦。

显微镜新型联动变焦物镜的设计目的还可以通过以下措施来达到丝杆的一端由径向轴承支撑,径向轴承固定在主体一端;丝杆的另一端由径向轴承支撑,并联轴节与步进电机连接,步进电机固定在主体的另一端;步进电机的另一个轴头通过联轴节轴角编码器相连;变倍组和补偿组与主体之间有平行于丝杆的弹簧;直线滚动轴承与导轨之间有微量配合过盈。

变倍组和补偿组的位置数据存在计算机中,由计算机控制步进电机,驱动变倍组和补偿组到达指定位置,实现电联动变焦。

显微镜新型联动变焦物镜相比已有技术具有以下优点:

1、采用两个步进电机分别驱动安装在精密导轨上的变倍组和补偿组沿导轨移动,从而实现变焦物镜的电联动变焦。其工艺简单、体积小、重量轻、易加工、联动变焦精度高。

2、变倍组和补偿组安装在相互平行的精密导轨上,其间采用直线滚动轴承作为运动副。直线轴承与导轨之间有微量配合过盈,当变倍组和补偿组在导轨上运动时,没有运动间隙。因此变倍组和补偿组不会发生偏转而改变光轴方向。从而,提高了变倍组和补偿组的运动精度。

3、在变倍组和补偿组的移动方向上,用弹簧消除丝杆与螺母之间的轴向间隙,可使变焦物镜的测量精度大为提高。

4、步进电机的轴端连接轴角编码器,可准确测量出步进电机转过的角度,提高变倍组和补偿组的位置精度。


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