壓電式物鏡驅(qū)動(dòng)臺(tái)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于微驅(qū)動(dòng)應(yīng)用領(lǐng)域，涉及一種壓電式物鏡驅(qū)動(dòng)臺(tái)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在生物學(xué)中光學(xué)顯微鏡一直都是人們探索微觀世界的有力工具，人們利用它不斷對(duì)微觀世界加深了認(rèn)知。光學(xué)顯微鏡的發(fā)展對(duì)人類認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象起著關(guān)鍵性作用。隨著科技水平的不斷進(jìn)步，光學(xué)顯微鏡的應(yīng)用領(lǐng)域在擴(kuò)大延伸，同時(shí)也在不斷的提高其成像質(zhì)量。隨著社會(huì)發(fā)展的需要，人們對(duì)顯微樣本內(nèi)部三維結(jié)構(gòu)觀測(cè)的需求越來(lái)越大，這就對(duì)顯微鏡的分辨率提出了極高的要求。然而，傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡的呈現(xiàn)清晰度完全取決于光學(xué)物鏡的放大倍數(shù)，而當(dāng)前光學(xué)物鏡的最大放大倍數(shù)只能達(dá)到1600倍(人眼分辨的清晰度為Imm左右，以1600倍放大為例，最小觀察精度0.625微米)。顯然傳統(tǒng)的光學(xué)顯微鏡在此已不能滿足需求。
[0003]但目前現(xiàn)有物鏡驅(qū)動(dòng)裝置一般采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)或者手調(diào)，此類裝置具有精度達(dá)不到要求、響應(yīng)時(shí)間慢、體積過(guò)大且噪聲大等缺點(diǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種可實(shí)現(xiàn)納米級(jí)定位的壓電式物鏡驅(qū)動(dòng)臺(tái)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下:一種壓電式物鏡驅(qū)動(dòng)臺(tái)，包括底座、固定在所述底座上的安裝環(huán)、設(shè)置在所述底座上且可相對(duì)底座移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、固定在所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的物鏡環(huán)和推動(dòng)在所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的壓電陶瓷，所述物鏡環(huán)設(shè)置在所述安裝環(huán)的一側(cè)且與所述安裝環(huán)平行設(shè)置，所述壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相對(duì)安裝環(huán)移動(dòng)。
[0006]進(jìn)一步的，所述壓電式物鏡驅(qū)動(dòng)臺(tái)還包括移動(dòng)部，所述移動(dòng)部的一端與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)鉸接，另一端鉸接在所述底座上，所述壓電陶瓷抵壓在所述移動(dòng)部上，所述移動(dòng)部上設(shè)置有凹槽，所述凹槽內(nèi)設(shè)置有滾珠，所述壓電陶瓷抵壓在所述滾珠上。
[0007]進(jìn)一步的，所述移動(dòng)部上還設(shè)置有可伸入至凹槽內(nèi)的預(yù)緊頂絲，所述預(yù)緊頂絲與壓電陶瓷相對(duì)設(shè)置在所述滾珠的兩側(cè)。
[0008]進(jìn)一步的，所述壓電陶瓷上設(shè)置有抵壓所述滾珠的鎢鋼片。
[0009]進(jìn)一步的，所述壓電式物鏡驅(qū)動(dòng)臺(tái)還包括隨動(dòng)部，所述隨動(dòng)部與所述移動(dòng)部平行設(shè)置，所述隨動(dòng)部的一端與運(yùn)動(dòng)平臺(tái)鉸接，另一端鉸接在底座上，所述隨動(dòng)部、移動(dòng)部、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)及底座之間柔性鉸鏈連接，所述物鏡環(huán)固定在所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上。
[0010]進(jìn)一步的，所述隨動(dòng)部、移動(dòng)部、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)及底座圍設(shè)形成一個(gè)平行四邊形。
[0011]進(jìn)一步的，所述底座上設(shè)有端蓋，所述壓電陶瓷卡固在所述端蓋上。
[0012]進(jìn)一步的，所述端蓋上開(kāi)設(shè)有卡固所述壓電陶瓷的T型卡槽。
[0013]進(jìn)一步的，所述壓電陶瓷上連接有屏蔽線，所述底座上開(kāi)設(shè)有供所述屏蔽線穿過(guò)的通孔。
[0014]進(jìn)一步的，所述底座包括水平放置的底板、豎直設(shè)置在所述底板上的固定臺(tái)，所述安裝環(huán)固定在所述固定臺(tái)上，所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)位于所述固定臺(tái)的后側(cè)，所述固定臺(tái)朝向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)側(cè)設(shè)置有引導(dǎo)坡面，所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)朝向固定臺(tái)側(cè)設(shè)置有與所述引導(dǎo)坡面配合的配合面。
[0015]借由上述方案，本實(shí)用新型至少具有以下優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型的壓電式物鏡驅(qū)動(dòng)臺(tái)通過(guò)設(shè)置運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，并將物鏡環(huán)設(shè)置在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，然后由壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)相對(duì)安裝環(huán)，從而依靠壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源的電壓激勵(lì)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的微型位移，及實(shí)現(xiàn)納米級(jí)定位。
[0016]上述說(shuō)明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型壓電式物鏡驅(qū)動(dòng)臺(tái)的主視圖；
[0018]圖2是圖1的側(cè)視圖；
[0019]圖3是圖2的剖視圖；
[0020]圖4是圖3中后蓋板的結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖5為圖3中鉸鏈結(jié)構(gòu)的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本實(shí)用新型，但不用來(lái)限制本實(shí)用新型的范圍。
[0023]參見(jiàn)圖1至圖4，本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例所述的一種壓電式物鏡驅(qū)動(dòng)臺(tái)包括底座1、固定在所述底座I上的安裝環(huán)2、設(shè)置在所述底座I上的鉸鏈機(jī)構(gòu)3、固定在所述鉸鏈機(jī)構(gòu)3上的物鏡環(huán)4和抵壓在所述鉸鏈機(jī)構(gòu)3上的壓電陶瓷5。所述底座I包括水平放置的底板11、豎直設(shè)置在所述底板11上的固定臺(tái)12，所述安裝環(huán)2固定在所述固定臺(tái)12上，所述安裝環(huán)2通過(guò)預(yù)緊頂絲(未圖示)固定在固定臺(tái)12上，所述物鏡環(huán)4設(shè)置在所述安裝環(huán)2的一側(cè)且與所述安裝環(huán)2平行設(shè)置，所述安裝環(huán)2與顯微鏡中的物鏡(未圖示)螺紋孔相連，物鏡環(huán)4與顯微鏡的物鏡(未圖示)相連。所述鉸鏈機(jī)構(gòu)3固定在所述底板11上。
[0024]所述鉸鏈機(jī)構(gòu)3包括活動(dòng)安裝在所述底座I的底板11上的移動(dòng)部31和隨動(dòng)部32及連接所述移動(dòng)部31和隨動(dòng)部32的運(yùn)動(dòng)平臺(tái)33，所述隨動(dòng)部32、移動(dòng)部31、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)33及底座I之間鉸鏈連接，其采用的鉸鏈連接方式為柔性鉸鏈38連接，以使得該鉸鏈機(jī)構(gòu)3緊湊、傳動(dòng)關(guān)系明確、無(wú)傳動(dòng)空程，并且無(wú)摩擦。所述移動(dòng)部31相對(duì)隨動(dòng)部32設(shè)置，在本實(shí)施例中，所述移動(dòng)部31與隨動(dòng)部32平行設(shè)置，該隨動(dòng)部32、移動(dòng)部31、運(yùn)動(dòng)平臺(tái)33及底座I圍設(shè)形成一個(gè)平行四邊形(如圖5)。誠(chéng)然，在其他實(shí)施方式中，該鉸鏈機(jī)構(gòu)3還可以為其他鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)或者由鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)變形后的其他鉸鏈機(jī)構(gòu)3 (如滑塊機(jī)構(gòu)等)，當(dāng)然，也可以僅在所述底座I上設(shè)置運(yùn)動(dòng)平臺(tái)33，該運(yùn)動(dòng)平臺(tái)33可相對(duì)底座I移動(dòng)，所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)33由所述壓電陶瓷5驅(qū)動(dòng)以相對(duì)安裝環(huán)2移動(dòng)，但，本實(shí)施例所采用的鉸鏈機(jī)構(gòu)為最優(yōu)實(shí)施方式。所述物鏡環(huán)4固定在所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)33上，所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)33和物鏡環(huán)4上分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有螺紋孔(未圖示)，安裝時(shí)，通過(guò)預(yù)緊頂絲(未圖示)將物鏡環(huán)4固定在運(yùn)動(dòng)平臺(tái)33上，所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)33位于所述固定臺(tái)12的后側(cè)，在本實(shí)施例中，為了達(dá)到緊密配合，所述固定臺(tái)12朝向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)33側(cè)設(shè)置有引導(dǎo)坡面13，所述運(yùn)動(dòng)平臺(tái)33朝向固定臺(tái)12側(cè)設(shè)置有與所述引導(dǎo)坡面13配合的配合面34。所述移動(dòng)部31上設(shè)置有凹槽35，所述凹槽35內(nèi)設(shè)置有滾珠36，該滾珠36可采用鋼制滾珠。
[0025]所述鉸鏈機(jī)構(gòu)3與底座I均呈一體式結(jié)構(gòu)，兩者圍設(shè)形成機(jī)械本體，所述壓電陶瓷5設(shè)置在所述機(jī)械本體內(nèi)，所述壓電陶瓷5抵壓在所述移動(dòng)部31上，所述壓電陶瓷5推動(dòng)移動(dòng)部31的驅(qū)動(dòng)力與物鏡環(huán)4的延伸線相交，通過(guò)鉸鏈機(jī)構(gòu)3可以將壓電陶瓷5位移放大后帶動(dòng)物鏡環(huán)4運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)物鏡納米級(jí)定位。所述壓電陶瓷5抵壓在所述滾珠36上，所述移動(dòng)部31上還設(shè)置有可伸入至凹槽35內(nèi)的預(yù)緊頂絲37，所述預(yù)緊頂絲37與壓電陶瓷5相對(duì)設(shè)置在所述滾珠36的兩側(cè)。所述壓電陶瓷5的兩端分別設(shè)置有鎢鋼片6，該鎢鋼片6采用環(huán)氧膠粘連在壓電陶瓷5上，其中一端的鎢鋼片6通過(guò)間隙配合卡固在底座I上，從而使得壓電陶瓷5在機(jī)械本體內(nèi)準(zhǔn)確定位，在本實(shí)施例中，所述底座I上設(shè)置端蓋14，所述壓電陶瓷5卡固在所述端蓋14上，端蓋14上開(kāi)設(shè)有卡固所述壓電陶瓷5的T型卡槽141。所述壓電陶瓷5上另一端的鎢鋼片6抵壓所述滾珠36，通過(guò)將鎢鋼片6抵壓在所述滾珠36上，從而使得移動(dòng)部31與壓電陶瓷5的端面不垂直時(shí)，也能保證壓電陶瓷5不會(huì)受到除垂直方向以外的力，在一定程度上保護(hù)壓電陶瓷5，減少了壓電陶瓷5的損耗。所述壓電陶瓷5上連接有屏蔽線(未圖示)，所述底座I上開(kāi)設(shè)有供所述屏蔽線穿過(guò)的通孔15。所述壓電陶瓷5是利用壓電陶瓷5的逆壓電效應(yīng)來(lái)工作，僅依靠外加電場(chǎng)的大小就能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動(dòng)、壓電陶瓷5克服了以往機(jī)械式、液壓式、氣動(dòng)式、電磁式等執(zhí)行器慣性大、響應(yīng)慢、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、可靠性差等不足，具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、無(wú)機(jī)械摩擦、無(wú)間隙、分辨率高、響應(yīng)快、無(wú)發(fā)熱、不受磁場(chǎng)干擾、可在低溫，真