本发明涉及一种用于大视场断层成像的共焦显微镜。
背景技术：
美国Lucid公司的系列皮肤CT产品，其利用共焦技术实现大视场断层成像的机理存在一定缺陷：电机驱动小齿轮旋转，同时与外围齿圈配合进行传动，并通过凸轮槽内的销轴实现物镜的前后平移。 但由于自由度约束过少，这种平移会引起物镜旋转，影响运动精度，进而影响断层成像效果。 同时，这种传动方式占用的轴向空间太大，实施起来比较困难。 机构小型化、紧凑化。
有鉴于此显微镜的制作方法，本发明迫切需要解决上述技术问题。
技术实现要素：
本发明要解决的主要技术问题是提供一种传输精度好、占用轴向空间较小的大视场断层摄影共焦显微镜。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种大视场断层摄影共焦显微镜，包括基板、轴向移动机构、横向移动机构、物镜和鼻管。 。 轴向移动机构包括第一驱动机构、蜗轮机构、凸轮槽套、旋转限位销、轴向槽套和槽螺杆。 第一驱动机构驱动蜗轮机构的蜗杆旋转，蜗轮机构的蜗轮连接并驱动凸轮。 槽套转动，凸轮槽套转动并支撑在底板上。 旋转限位销插入凸轮槽套周向螺旋排列的凸轮槽中，然后固定在轴向槽套上。 物镜固定在轴向槽套上。 在筒体的端部，槽螺钉相对于底板固定并插入轴向槽套外筒壁上沿轴向设置的轴向槽中。 槽螺杆与旋转限位销配合，将蜗轮的周向旋转转化为物镜的轴向移动，实现断层成像； 横向移动机构设置于基板上，鼻管设置于横向移动机构上，物镜设置于鼻管内，横向移动机构用于沿垂直于轴向的第一方向移动物镜的方向和第二方向调整鼻管相对于基板的位置，以实现宽视场成像。
其中，轴向运动机构还包括联轴器和凹座。 第一驱动机构设置于凹座的外侧。 联轴器和蜗杆相对固定并在凹形底座上旋转。 第一驱动机构穿过联轴器。 轴带动蜗杆旋转。
轴向运动机构还包括蜗杆固定轴承和压环。 蜗杆固定轴承组装至凹座的侧壁，用于旋转地支撑蜗杆。 压环将蜗杆固定轴承压向凹底座。
轴向运动机构还包括凸轮槽套固定轴承和轴承座。 轴承座安装在底板的一侧。 凸轮槽套固定轴承用于将凸轮槽套可旋转地支撑在轴承座内。
其中，轴向移动机构还包括法兰结构的薄壁筒体。 薄壁筒体通过法兰结构设置在底板的另一侧。 薄壁筒体上设有螺纹孔，槽螺钉旋入薄壁筒体中。 螺纹孔插入轴向槽套的轴向槽中。
其中，横向运动机构包括第一运动平台、第二运动平台、第二驱动机构以及第三驱动机构。 第一运动平台位于第二运动平台与基板之间，鼻管设置于第二运动平台上。 第二驱动机构用于驱动第一运动平台以带动第二运动平台及鼻管沿第一方向运动，第三驱动机构用于驱动第二运动平台以带动鼻管向内运动。第二个方向。
其中，横向移动机构还包括第一适配器和第二适配器。 第一转接器的一端固定于第一移动平台，第二驱动机构沿第一方向驱动第一转接器的另一端。 ，第二转接器的一端固定于第二运动平台，第三驱动机构沿第二方向驱动第二转接器的另一端显微镜的制作方法，第二驱动机构固定于基板，第三驱动机构固定于基板上。到第一运动平台平台。
其中，横向运动机构还包括第一导轨滑块组件和第二导轨滑块组件。 第一导轨滑动组件设置于底板与第一运动平台之间，第二导轨滑动组件设置于第一运动平台上。 以及第二运动平台之间。
其中，横向运动机构还包括第一弹簧元件和第二弹簧元件。 第一弹簧部件包括沿第一方向延伸的两个第一弹簧。 第一弹簧的一端固定于基板，另一端固定于第一移动平台。 第二弹簧部件包括沿第二方向延伸的两个第二弹簧。 第二弹簧的一端固定于第一移动平台，另一端固定于第二移动平台。 第一弹簧组件用于手动沿第一方向推动第二弹簧。 第一移动平台在一个移动平台后复位，第二弹簧组件用于在手动沿第二方向推动第二移动平台后使第二移动平台复位。
其中，共焦显微镜还包括光耦限位开关。 光耦限位开关包括光耦检测片和待检金属片。 光耦检测片固定在基板上，并具有U型槽。 待检金属板的一端固定在蜗轮上，蜗轮每旋转一圈，待检金属板的另一端就穿过光耦检测片的U型槽。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的大视野断层共聚焦显微镜包括轴向运动机构和横向运动机构。 轴向移动机构用于实现物镜的轴向焦距调整，以达到断层成像的目的，横向移动机构用于沿第一方向和第一方向调整鼻管相对于基板的位置。第二方向垂直于物镜光轴，达到大视场成像的目的； 轴向运动机构中，蜗轮蜗杆的传动方式带动凸轮槽套转动，可以减少传动占用的轴向空间，大大降低共焦显微镜的高度，从而减少共焦显微镜占用的空间; 进一步地，利用一字螺钉插入沿轴向槽套的轴向设置的轴向槽中，保证凸轮槽套转动时，与物镜连接的轴向槽套只能沿轴向平移。物镜不跟随旋转。 ，具有良好的传输精度，从而保证共焦显微镜能够获得高质量的断层成像结果。
附图说明
图1为本发明大视野断层共焦显微镜较佳实施例的三维结构图；
图2是图1所示共焦显微镜轴向运动机构的三维结构图；
图3是图1所示共焦显微镜横向运动机构的三维结构图；
如图。 图4是图3所示的共焦显微镜的光耦限位开关的俯视图。 1.
详细方式
请参考图1。 1. 本发明的大视场断层成像共焦显微镜包括基板10、轴向移动机构20、横向移动机构30、物镜40、鼻管50和光耦限位开关60。
轴向移动机构20包括第一驱动机构21、蜗轮机构22、凸轮槽套23、旋转限位销201、轴向槽套24、槽螺杆(未示出)、联轴器25、凹座26、蜗杆固定轴承27、压环28、凸轮槽套固定轴承29和薄壁气缸(未示出)。
第一驱动机构21为直线电机，用于驱动蜗轮机构22的蜗杆222旋转。 凹底26包括底壁和一对侧壁。 第一驱动机构21设置在凹座26的一个侧壁的外侧。联轴器25与蜗轮机构22的蜗杆222相对固定并可旋转地支撑在凹座26内。第一驱动机构21通过联轴器25驱动凹形基座26的蜗杆222旋转。蜗杆固定轴承27设置在凹形基座26的另一侧壁的通孔内，用于旋转支撑凹形基座26。蠕虫 222 。 压环28将蜗杆固定轴承27从侧壁外侧压向凹底26。
蜗轮221与蜗杆222啮合，当蜗杆222旋转时，带动蜗轮221旋转。 蜗轮221在轴向上设有凸台阶，并通过横向螺钉（未示出）与凸轮槽套23连接。 因此，当蜗轮221旋转时，与其连接的凸轮槽套23也随之旋转。 凸轮槽套23具有沿其周向呈螺旋状排列的凸轮槽231。 旋转限位销201插入凸轮槽套23的凸轮槽231中，然后固定在轴向槽套24上，使得轴向槽套24能够相对于凸轮槽套绕凸轮槽231移动。
凸轮槽套23可转动地支撑在底板10上。具体地，凸轮槽套固定轴承29卡在凸轮槽套23的外壁上，轴承座(未示出)安装在凸轮槽套23的一侧。基板10(该侧远离物镜40的一侧也称为后侧，面向物镜40的一侧称为前侧)。 凸轮槽套23通过凸轮槽套固定轴承29可转动地支撑在轴承座上，即可转动地支撑在基板10上。
轴向槽套24一端壁上设有定位孔，用于设置旋转限位销201，另一端内壁上设有内螺纹，用于紧固物镜40。物镜40紧固在轴向套筒24上。轴向套筒24的外筒壁沿轴向凹设有轴向凹槽241。
槽螺钉（未示出）相对于基板10固定并插入轴向槽套24的轴向槽241中。 具体来说，薄壁管有自己的法兰结构。 薄壁管设置在轴向槽套24的外侧，并通过其凸缘结构设置在基板10的另一侧，即设置在基板10的正面。 薄壁圆筒上设有螺纹孔，槽螺钉旋入薄壁圆筒的螺纹孔中，然后插入轴向槽套24的轴向槽241中。槽螺钉与轴向配合。凹槽241限制轴向槽套24沿周向转动。 槽螺杆与转动限位销201配合，当凸轮槽套转动时，转动限位销201在凸轮槽231内转动，从而将蜗轮221的圆周转动转变为轴向运动。物镜40实现断层成像。
横向运动机构30设置于基板10上，鼻管50设置于横向运动机构30上，物镜40设置于鼻管50内，横向运动机构30用于沿横向运动机构40移动。第一方向x垂直于物镜40的轴向，第二方向y调整鼻管50相对于基板10的位置，以实现宽视场成像。 第一方向x和第二方向y彼此垂直。
具体地，横向运动机构30包括第一运动平台31、第二运动平台32、第二驱动机构33、第三驱动机构34、第一适配器35、第二适配器36、第一导轨滑块组件37。 、第二导轨滑块组件38、第一弹簧组件和第二弹簧组件。 优选地，第二驱动机构33和第三驱动机构34为线性电机。
第一运动平台31设置于基板10的前侧，且位于基板10与第二运动平台32之间。 鼻管50设置于第二运动平台上。 第二驱动机构33用于驱动第一运动平台31。 第二运动平台32与鼻管50沿第一方向x运动，第三驱动机构34用于驱动第二运动平台32带动鼻管50相对于第一运动平台31沿第二方向x运动。方向y。
优选地，第二驱动机构33固定于基板，第一转接器35的一端固定于第一移动平台31，第二驱动机构33沿第一方向x驱动第一转接器35的另一端。 ; 第三驱动机构34固定于第一移动平台31，第二适配器36的一端固定于第二移动平台32，第三驱动机构34沿第二方向y驱动第二适配器36。
第一导轨滑块组件37和第二导轨滑块组件38的设置是为了提高第一运动平台31和第二运动平台32的运动精度，其中第一导轨滑块组件37和第二导轨滑块组件38的导轨相互配合。其中一个滑块设置于基板10上，另一个滑块设置于第一移动平台31上。 第二导轨滑块组件38的配合导轨和滑块其中一个设置在第一运动平台31上，另一个设置在第一运动平台31上。一个设置在第二运动平台32上。 优选地，第一导轨滑块组件37的数量为两个，第二导轨滑块组件38的数量也为两个。
第一弹簧组件包括两个相互平行且均沿第一方向x延伸的第一弹簧301。 第一弹簧301的一端固定于基板10，另一端固定于第一移动平台31。 第一弹簧组件用于当第二驱动机构33不工作时，手动沿第一方向x推动第一移动平台31。 当第二驱动机构33释放后，第一移动平台31在第一弹簧301的弹力作用下自动复位。 第二弹簧组件包括两个相互平行且沿第二方向y延伸的第二弹簧302。 第二弹簧302的一端固定于第一移动平台31，另一端固定于第二移动平台32。 第二弹簧组件用于在第三驱动机构不工作时手动沿第二方向y推动第二移动平台32。 松开后，第二移动平台32在第二弹簧302的回弹力的作用下自动复位。 第一弹簧组件301和第二弹簧组件302的设置用于预调节共焦显微镜的大视场。
光电耦合限位开关60包括光电耦合检测部件61和待检测金属片62。 光耦检测部件61固定在基板10上，并具有U形槽611。待检测金属片62的一端固定在蜗轮221上。在初始位置，金属片62的另一端固定在蜗轮221上。待检测件62位于U形槽611内； 蜗轮221每转动一次，待检金属片62的另一端就穿过光耦合检测元件61的U形槽611，并被光耦合检测元件61检测到。 当光耦合器检测元件61检测到被检金属箔62时，轴移机构20停止移动，从而精确地控制蜗轮机构的移动量，从而调节物镜40的变焦移动量。 。
与现有技术不同的是，本发明的大视野断层共焦显微镜包括轴向移动机构20和横向移动机构30。轴向移动机构20用于实现物镜40的轴向焦距调节，以实现物镜40的轴向焦距调节。实现断层成像。 目的，横向移动机构30用于沿垂直于物镜40轴向的第一方向x和第二方向y调整鼻管50相对于基板10的位置，以达到大的目的。 - 现场成像； 在轴向移动机构20的方法中，采用蜗轮带动凸轮槽套23旋转，可以减少传动所占用的轴向空间，大大降低共焦显微镜的高度，从而减小空间被共焦显微镜占据； 进一步地，用一字螺钉插入轴向槽套24沿轴向设置的轴向槽241，以保证凸轮槽套23转动时，轴向槽套24只能与物镜40连通。物镜轴向40°平移而不发生旋转，传输精度良好，从而保证共焦显微镜能够获得高质量的断层成像结果。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明的专利范围。 凡是利用本发明的说明书和附图所做出的等效结构或等效工艺变换，或者直接或间接应用于其他相关技术领域，均同样包含在本发明的专利保护范围之内。
技术特点：
技术总结
本发明公开了一种用于大视场断层成像的共焦显微镜，包括轴向运动机构和横向运动机构。 轴向移动机构的第一驱动机构驱动蜗轮机构带动凸轮槽套转动，转动限位销插入凸轮槽套的凸轮槽内然后固定在轴向槽套上。 物镜固定在轴向槽套的端部。 槽螺钉相对于基板固定并沿轴向插入轴向槽套的外筒壁。 利用凹槽将蜗轮的圆周旋转转化为物镜的轴向移动，实现断层成像； 横向移动机构设置在底板上，鼻管设置在横向移动机构上，物镜设置在鼻管内，横向移动机构用于沿鼻管相对位置移动。通过在垂直于物镜轴线的第一方向和第二方向上调节基板，可以实现大视场成像。
技术研发人员：苗鑫； 张云海； 朱雷
受保护技术使用者：吉林亚泰中科医疗器械工程技术研究院有限公司
技术研发日：2016.07.06
技术公告日期：2018.01.16
