一种显微镜粗动微调一体调焦机构的制作方法

本发明为一种显微镜调焦机构，特别涉及一种显微镜粗动微调一体调焦机构，属于显微镜平台调节装置。

背景技术：

1、显微镜工作台面的高度可使工作台面上、下升降，并且为了避免显微镜工作台面产生较大范围的升降，人们设计了一种粗微调调焦结构，包括一组齿轮调节组，粗动齿轮与联体齿轮结构的齿纹啮合，联体齿轮结构又与显微镜平台的齿条连接。这样传动结构非常复杂，传动过程中齿轮易磨损，使用寿命短。

2、现有技术如：对比文件1：cn102253484b一种显微镜平台调节用粗微调调焦同轴结构，此发明粗动调焦过程：转动左、右粗动手轮，带动粗动齿杆转动，粗动齿杆通过杆体d部外侧的直齿纹，与联体齿轮结构的齿纹啮合；所述联体齿轮结构又与显微镜平台的齿条连接，从而使显微镜平台作上、下移动；微调调焦过程：转动左、右微调手轮，带动大钢珠缓慢转动，大钢珠带动粗动齿杆缓慢转动；余步骤同粗动调焦过程。

3、对比文件2：cn 105842837 b一种粗微调同轴显微镜的调焦结构，若调节粗动手轮时，与其固定连接的连接套转动，会使得波形弹性垫圈产生弹性形变，使得波形弹性垫圈与固定螺母侧面之间产生摩擦力，带动与固定螺母螺纹连接的粗动齿轮转动，从而使得与粗动齿轮啮合的显微镜齿条动作，完成粗动；若调节微调手轮时，带动微调轴转动，通过微调轴上的中心轮转动带动行星齿轮转动，使得行星齿轮带动与轴套固定连接的连接套转动，接着，通过波形弹性垫圈的摩擦力带动粗动齿轮转动，从而实现微调操作。

4、上述对比文件1和对比文件2均为粗动微调一体调焦机构，采用同轴调节设计，存在结构不够紧凑、精确度不够高、运行不稳定、容易打滑、可靠性差、适用范围不够广泛，未能得到更加广泛的应用的缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对上述显微镜调焦机构的现有技术中，存在结构不够紧凑、精确度不够高、运行不稳定、容易打滑、可靠性差、适用范围不够广泛，未能得到更加广泛应用的缺陷，提供了一种显微镜粗动微调一体调焦机构，可以达到结构紧凑、精确度高、运行稳定、不容易打滑、可靠性好、适用范围广泛，能得到更加广泛应用的目的。

2、为了实现上述目的本发明采取的技术方案是：一种显微镜粗动微调一体调焦机构，包括支撑结构、粗动结构和微调结构，所述支撑结构包括垂直设置的弯臂，所述弯臂包括后侧的弯臂主体和前侧的支撑挡；所述粗动结构包括右粗动手轮、左粗动手轮、齿轮轴套、传动齿条和滑板，所述齿轮轴套为带有中心通孔的柱状体结构；所述微调结构包括丝杆轴、右微调手轮、左微调手轮，所述丝杆轴左、右两端的直径大小相等；

3、所述支撑结构还包括偏心轴套、右锁紧螺母a、左锁紧螺母a、调整手轮、限位手轮和紧定螺钉a；所述粗动结构还包括铜垫片、波形垫圈和吸塑垫圈；所述微调结构还包括左垫圈、左滚圈、左钢珠、限位螺柱、右钢珠、右滚圈、右垫圈、锁紧螺母b、止动螺母、压缩弹簧；

4、所述偏心轴套横向固定设置在弯臂上，偏心轴套与弯臂互为垂直设置；所述齿轮轴套插接在偏心轴套内、间隙连接，所述丝杆轴插接在齿轮轴套内、间隙连接，所述偏心轴套自右至左依次设置有组装处a、组装处b、组装处c、组装处d、组装处e、组装处f、组装处g、组装处h和组装处i；

5、所述组装处a为右锁紧螺母a组装处，所述组装处b为限位手轮组装处，所述组装处c为弯臂右侧组装处，所述组装处e为弯臂左侧组装处，所述组装处f为调整手轮组装处，所述组装处g为铜垫片、波形垫圈和吸塑垫圈组装处，所述组装处h为左粗动手轮组装处，所述组装处i为左锁紧螺母a组装处；

6、所述齿轮轴套中部d设置有齿纹，齿轮轴套左端自左至右依次设置有组装处j、组装处k和组装处l，齿轮轴套右端设置有组装处m；所述组装处j为锁紧螺母b组装处，所述组装处k为止动螺母组装处，所述组装处l为压缩弹簧组装处，所述组装处m为右粗动手轮组装处；所述丝杆轴左端设置有组装处n，所述组装处n为左垫圈、左滚圈、左钢珠、限位螺柱、右钢珠、右滚圈和右垫圈组装处；

7、主要部件的连接结构为：

8、(1)所述弯臂右侧固定设置在偏心轴套的组装处c，所述弯臂左侧固定设置在偏心轴套的组装处e；

9、(2)齿轮轴套中部d的齿纹呈横向圆柱筒状、凸出在丝杆轴表面，所述齿轮轴套中部d的齿纹与传动齿条啮合；

10、(3)所述限位手轮包括外圆筒体和包含中心通孔的内圆筒体，限位手轮的中心通孔套设在偏心轴套的组装处b，所述内圆筒体与偏心轴套通过紧定螺钉b固定，限位手轮的左侧面与弯臂右侧面为间隙配合；限位手轮起到限位并保护的作用，使平台或平台上的载玻片不与物镜相碰撞；

11、(4)所述右锁紧螺母a的中心孔套设置在偏心轴套的组装处a，用来固定偏心轴套的右端面；

12、(5)所述调整手轮的中心孔套设在偏心轴套的组装处f，调整手轮的右侧与弯臂左侧间隙连接，所述铜垫片、波形垫圈和吸塑垫圈设置在偏心轴套的组装处g、即在调整手轮和左粗动手轮之间的双向凹槽内，铜垫片、波形垫圈和吸塑垫圈自左至右依次设置，可以保护过载时打滑，进而对设备起到保护作用，延长使用寿命；

13、(6)所述左粗动手轮设置在偏心轴套的组装处h，所述左锁紧螺母a设置在齿轮轴套的组装处i、左粗动手轮内壁，向右拧紧左锁紧螺母a、即使左锁紧螺母a与左粗动手轮紧固连接，同时也使左粗动手轮与齿轮轴套紧固连接；此时，偏心轴套左端与左锁紧螺母a有间隙，偏心轴套是固定在弯臂上的，左粗动手轮转动时能通过左锁紧螺母a带动齿轮轴套转动，偏心轴套不转动；

14、(7)所述止动螺母包括外侧圆筒形、中心圆筒形、向右侧的环形凹槽、及左侧中心向内凹的圆形凹槽，所述环形凹槽在外侧圆筒形和中心圆筒形之间；中心圆筒形的中心孔套设在齿轮轴套的组装处k、螺纹紧固连接，所述中心圆筒形右端向右抵住齿轮轴套左侧的组装处k和组装处l之间的环形台阶上；

15、(8)所述左粗动手轮壳内两侧对称处内壁各设置有1个卡条，共2个卡条，所述止动螺母两侧对称处外壁、与左粗动手轮的卡条对应处各设置有1个卡槽，共2个卡槽，所述2个卡槽分别与2个卡条镶嵌固定连接，卡条在卡槽内并紧扣止动螺母，左粗动手轮转动，就能带动止动螺母的旋转；

16、(9)所述锁紧螺母b设置在齿轮轴套的组装处j处，锁紧螺母b套设在齿轮轴套左端、螺纹连接；锁紧螺母b向右紧顶在止动螺母左侧的中心圆筒形底部、固住止动螺母，止动螺母又紧固住齿轮轴套左端的环形台阶，形成紧固在一起的锁紧螺母b、止动螺母和齿轮轴套组件；

17、(10)所述左锁紧螺母a套设在齿轮轴套的组装处l，左锁紧螺母a的右侧底面紧靠左粗动手轮的内底面，向右拧紧左锁紧螺母a，使左粗动手轮与齿轮轴套紧连接；左锁紧螺母a的右侧底面与偏心轴套的左端面为间隙配合；

18、(11)所述压缩弹簧组装在齿轮轴套的组装处l和组装处k处，压缩弹簧右端套设在左锁紧螺母a上，压缩弹簧左端卡设在止动螺母的环形凹槽内；

19、(12)所述右粗动手轮设置在齿轮轴套的组装处m，右粗动手轮包括右手轮本体、中间隔板、左侧圆筒形凹槽、右侧圆筒形凹槽、限位螺钉b、限位销b和紧固螺钉；所述中间隔板的中心孔套设在齿轮轴套的右端上、螺纹连接；中间隔板的一侧设置有小螺纹孔，所述限位螺钉b右端插接在小螺纹孔内、螺纹连接；所述限位销b设置在中间隔板的另一侧、右侧圆筒形凹槽内，中间隔板的另一侧、与限位销b相对应处设置有螺钉孔，所述紧固螺钉拧在螺钉孔内，紧固螺钉右侧与限位销b以螺纹连接；

20、(13)所述右微调手轮包括右微调手轮本体及其中部向左的圆筒形体，所述圆筒形体中心孔的大小与丝杆轴右端的直径大小相匹配，所述丝杆轴右端插接在圆筒形体的中心内、紧配连接；所述左微调手轮的结构与右微调手轮相同、两者左右方向相反，左微调手轮和右微调手轮通过丝杆轴联动；

21、(14)所述左垫圈、左滚圈、右滚圈和右垫圈的各中心孔自左至右依次套设在丝杆轴左端、组装处n处，左垫圈、左滚圈、右滚圈和右垫圈的各中心孔与丝杆轴紧固连接；若干左钢珠设置在左滚圈的滚圈孔内，若干右钢珠设置在右滚圈的滚圈孔内；

22、(15)所述限位螺柱设置在左粗动手轮左端内侧、左滚圈和右滚圈之间，限位螺柱的中心孔套设在丝杆轴上、组装处n处，与丝杆轴间隙连接；限位螺柱的右侧外缘设置有环形凸头，左粗动手轮左端内侧、与环形凸头对应处设置有环形凹槽，所述环形凸头镶嵌在环形凹槽内、紧固连接；

23、本发明的粗动微调原理是：

24、(1)粗动原理是：粗动时，可以转动右粗动手轮，右粗动手轮通过与齿轮轴套右端的螺纹连接带动齿轮轴套转动，齿轮轴套中间部分的齿轮与齿条紧扣，通过齿轮轴套和传动齿条的啮合传动带动滑板上、下滑动，完成粗动行程；

25、由于是右粗动手轮直接带动齿轮轴套转动，极大地简化了粗动结构；

26、(2)微调原理是：在旋转左微调手轮时，左微调手轮带动丝杆轴也随之一起转动，丝杆轴转动推动了左垫圈和右垫圈的转动；使左垫圈与左钢珠产生右向摩擦力，通过右向摩擦力使左钢珠在左滚圈内滚动；使右垫圈与右钢珠产生左向摩擦力，通过左向摩擦力使右钢珠在右滚圈内滚动；左钢珠和右钢珠产生的动力推动限位螺柱转动；

27、所述限位螺柱通过环形凸头和环形凹槽的紧固连接带动左粗动手轮转动，左粗动手轮通过卡条和卡槽的紧固连接带动止动螺母转动，止动螺母通过组装处k处与齿轮轴套的螺纹连接带动齿轮轴套转动；齿轮轴套中间部分的齿轮与齿条紧扣，通过齿轮轴套和传动齿条的啮合传动带动滑板上、下滑动，完成微调行程；

28、粗动和微调相辅相成，只要转动其中一项，另一项就会一起传动，只是行程大小不同而已；粗动微调一体调焦机构采用同轴调节设计，即粗动和微调在同一轴线上进行，减少了调焦过程中的切换时间，提高了操作效率。

29、所述偏心轴套的组装处c的直径和组装处e的直径相等，偏心轴套的组装处c向右的各段直径依次递减，即组装处c的直径＞组装处b的直径＞组装处a的直径；偏心轴套的组装处e向左的各段直径依次递减，即组装处e的直径＞组装处f的直径＞组装处g的直径＞组装处h的直径＞组装处i的直径。

30、所述限位手轮的环形凹槽a底部一侧横向设置有限位螺钉a，并将限位螺钉a固定在所预设的行程终端的位置；当转动右粗动手轮、行程达到终端位置后，固定于粗动手轮内的限位螺钉b与限位螺钉a相遇，就产生了阻碍，实现了粗动行程的停止，限位螺钉a和限位螺钉b是相互配合而用。

31、所述右微调手轮本体一侧设置有限位销a，当转动右微调手轮时，限位销a将会与固定在粗动手轮内的限位销b相遇而形成阻碍，使丝杆轴不超出规定的行程范围，从而实现了微调限位，限位销a和限位销b是相互配合而用；所述紧定螺钉a和紧定螺钉b的产品型号为m3x5内六角锥端紧定螺钉。

32、所述右粗动手轮中还设置紧固螺钉；右粗动手轮的中间隔板一侧设置有小螺纹孔，限位螺钉b的左端与右粗动手轮的左端相齐；当右粗动手轮行程到达一定的平台高度后，通过右粗动手轮上的限位螺钉b与固定在限位手轮上的限位螺钉a相遇并产生阻力，从而来限制右粗动手轮的行程；限位螺钉b与限位螺钉a相互配合而用；所述限位销b设置在右圆筒形凹槽一侧，限位销b的左端紧贴中间隔板的右侧面、并以紧固螺钉固定连接，所述紧固螺钉的产品型号为m3x6十字盘头螺钉。

33、所述左、右滚圈孔卡扣钢珠及固定钢珠的位置，以免跑偏行程，左、右滚圈具有定向、定位的作用；所述垫圈是套在丝杆轴上的与齿轮轴套没直接的连接关系，只有在传动的时候有紧密的接触关系，垫圈是用来平整钢珠的接触面，防止钢珠脱落或者遇到不平整的部件表面而跑偏；6个左钢珠设置在左滚圈的滚圈孔内，6个右钢珠设置在右滚圈的滚圈孔内。

34、压缩弹簧右端内径侧与左锁紧螺母a外径紧卡住，压缩弹簧左端外径侧与环形凹槽的外筒内壁间隙配合；在进行微调时，右垫圈通过锁紧螺母b带动止动螺母转动，此时，设置在止动螺母环形凹槽内的压缩弹簧能起到缓冲和过载时防止打滑作用，当操作者在转动手轮时，出现力度不匀压缩弹簧可以起到缓冲的作用，使用传动的力度得到控制和调节，从而提升舒适的手感；又能通过压缩弹簧的张力和角度等参数来保护过载时防止打滑。

35、所述滑板与显微镜平台连接，当丝杆轴转动时，能通过纵向齿纹和传动齿条的传动带动滑板在弯臂滑槽内上、下滑动，滑动又带动显微镜平台上、下移动；稳定导向：粗动调焦机构常采用耐磨性好的材料(如铜合金)制成的齿条进行精密导向，确保调焦过程中的平稳性和准确性。同时，通过调整齿条与齿轮的中心距等方式，可以确保齿轮与齿条的咬合精度，进一步提高调焦的稳定性。

36、所述右微调手轮的圆筒形体侧壁与右微调手轮右端通过紧定螺钉b紧固连接；所述左微调手轮与右微调手轮结构相同、左右方向相反，不再赘述。

37、微调机构的偏摆：使用微调机构时，用10x物镜观察，在景深范围内相面中心移位小于0.05mm，微调机构空回应≤0.004mm。

38、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

39、(1)结构紧凑：本发明粗动微调一体调焦机构设计新颖、结构合理、精确度高、行程偏差小、组装简单、成本低、加工方便，将粗动和微调机构集成在一起，使得整体结构更加紧凑，有利于减小仪器的体积和繁杂的装配。

40、(2)运行稳定：同时，粗动调焦机构中加有过载保护功能，粗动手轮内的压缩弹簧能起到缓冲和过载时防止打滑作用，提升舒适的手感，提高使用的安全性和可靠性。

41、(3)广泛的适用性：本发明粗动微调一体调焦机构用于生物、金相、偏光等多种显微镜以及其他需要精确调焦的光学仪器中，随着技术的不断进步和应用的不断拓展，该机构有望在未来得到更加广泛的应用和发展。