一種高精度振動切片機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及研宄和醫(yī)療設(shè)備，具體地說是指一種對組織樣本進(jìn)行切片的高精度振動切片機。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代生物研宄和醫(yī)學(xué)檢查中，常常需要使用切片機將生物組織制作成一定厚度的薄切片，以便進(jìn)行染色、成像等進(jìn)一步的處理和觀察。振動切片機是一種廣泛應(yīng)用的切片機類型，其利用一定的裝置驅(qū)動刀片沿刀刃方向(Y方向)往復(fù)振動，以撕裂柔軟的生物組織，同時刀片沿X方向進(jìn)刀，實現(xiàn)切片過程，可將新鮮的活體組織或固定過的組織切成數(shù)十微米至數(shù)百微米的薄切片。為適應(yīng)不同的生物組織，通常刀片振動幅值、刀片角度和切片速度等參數(shù)為可調(diào)節(jié)的。由于刀片在沿Y向往復(fù)振動的過程中，會產(chǎn)生Z方向上的誤差，若誤差過大，會導(dǎo)致樣本組織切片損傷嚴(yán)重。因此，為保證良好的切片效果，減少樣本組織在切片過程中的損傷，應(yīng)減小刀片振動過程中的Z向誤差。
[0003]中國專利CN101500767中描述一種基于偏心輪和導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)的振動切片機，通過電機帶動偏心輪旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動刀片沿導(dǎo)軌往復(fù)振動，實現(xiàn)對樣本組織的振動切片，但其刀片振動幅值無法調(diào)節(jié)，同時沒有控制Z向誤差的機構(gòu)，并且在長時間使用過程中導(dǎo)軌易發(fā)生磨損而導(dǎo)致嚴(yán)重的Z向誤差。美國專利US6041686描述了另一種基于偏心輪和導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)的振動切片機，通過特殊設(shè)計的偏心輪結(jié)構(gòu)，可調(diào)節(jié)刀片振動幅值，但調(diào)節(jié)范圍有限，僅能選取幾個固定值，同時沒有控制Z向誤差的機構(gòu)，并且在長時間使用過程中導(dǎo)軌發(fā)生磨損，會導(dǎo)致嚴(yán)重的Z向誤差。美國專利US6651538描述了一種基于彈簧片結(jié)構(gòu)、采用電磁力驅(qū)動的振動切片機，避免了長時間使用過程中的導(dǎo)軌磨損，但其利用的是電磁鐵與永磁鐵間的相互作用力作為驅(qū)動力，難以保證驅(qū)動力的方向與刀片振動方向一致，同時沒有控制Z向誤差的機構(gòu)，無法減小刀片振動過程中的Z向誤差，影響對樣本組織的切片效果。
[0004]綜上所述，現(xiàn)存的振動切片機的刀片振動結(jié)構(gòu)落后，同時缺少對刀片進(jìn)行微調(diào)的裝置，不能保證刀刃方向與振動方向一致，易產(chǎn)生嚴(yán)重的Z向誤差，導(dǎo)致切片過程中樣本組織損傷嚴(yán)重，并影響切片質(zhì)量。這些問題在實際應(yīng)用中限制了此類方法的發(fā)展和應(yīng)用，因此發(fā)展一種高精度的振動切片機很有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種高精度的振動切片機，目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中振動切片機Z向誤差嚴(yán)重，影響切片質(zhì)量的缺點。
[0006]一種高精度振動切片機，其特征在于:包括底座、單自由度振動結(jié)構(gòu)、電磁力驅(qū)動結(jié)構(gòu)、刀片調(diào)節(jié)架和刀片，所述單自由度振動結(jié)構(gòu)由兩個薄片狀的彈簧鋼片、振動端構(gòu)成，兩個薄片狀的彈簧鋼片一端分別固定于底座兩側(cè)上，另一端通過振動端相連，能進(jìn)行單自由度振動；所述電磁力驅(qū)動結(jié)構(gòu)的兩塊永磁體固定于振動端上，電磁力驅(qū)動結(jié)構(gòu)的線圈骨架并固定于底座上，所述刀片調(diào)節(jié)架的彈性結(jié)構(gòu)體固定在振動端上，刀片固定在刀片調(diào)節(jié)架上，刀片調(diào)節(jié)架并能精密調(diào)節(jié)刀片的角度。
[0007]所述的彈簧鋼片制作材料為碳素彈簧鋼或合金彈簧鋼，通過改變彈簧鋼片的尺寸，可控制單自由度振動結(jié)構(gòu)的固有振動頻率。
[0008]所述電磁力驅(qū)動結(jié)構(gòu)包括線圈、兩塊永磁鐵、驅(qū)動電路和線圈骨架，兩塊永磁體固定于振動端上，線圈繞制在線圈骨架上，線圈骨架并固定于底座上，兩塊永磁鐵之間形成均勻磁場，線圈的一邊位于磁場中，驅(qū)動電路驅(qū)動線圈中產(chǎn)生周期性的電流，在磁場的作用下形成周期性的驅(qū)動力，驅(qū)動力方向與單自由度振動結(jié)構(gòu)的振動方向一致，驅(qū)動單自由度振動結(jié)構(gòu)往復(fù)振動。
[0009]所述線圈采用漆包銅線繞制而成。
[0010]所述的刀片調(diào)節(jié)架包括彈性結(jié)構(gòu)體、微調(diào)螺釘、刀片夾具，彈性結(jié)構(gòu)體固定于振動端上；微調(diào)螺釘固定在彈性結(jié)構(gòu)體的側(cè)面，刀片夾具固定在彈性結(jié)構(gòu)體上，旋松螺釘后即可調(diào)節(jié)刀片的俯仰角。
[0011 ] 所述彈性結(jié)構(gòu)體的上半部分設(shè)有一缺口，將一螺釘旋松后，通過此缺口和調(diào)節(jié)微調(diào)螺釘，推動彈性結(jié)構(gòu)體產(chǎn)生一定的形變，從而調(diào)節(jié)刀片的滾動角。
[0012]所述的微調(diào)螺釘為微型精密調(diào)節(jié)螺釘或微型差分調(diào)節(jié)螺釘，通過微調(diào)螺釘調(diào)節(jié)刀片角度，保證刀刃方向與單自由度振動結(jié)構(gòu)的振動方向一致，從而減小Z向誤差。
[0013]有益效果:
[0014]1.單自由度振動結(jié)構(gòu)和電磁力驅(qū)動結(jié)構(gòu)相結(jié)合，形成結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定的刀片振動裝置，避免了機械磨損。
[0015]2.通過刀片調(diào)節(jié)架精密調(diào)節(jié)刀片的角度，保證刀刃方向與振動方向一致，有效的降低刀片振動過程中的Z向誤差，提高振動切片的精度，減小切片過程中樣本組織損傷。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2a為本發(fā)明的電磁力驅(qū)動結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2b為本發(fā)明的電磁力驅(qū)動方向示意圖。
[0019]圖3a為本發(fā)明的刀片調(diào)節(jié)架示意圖。
[0020]圖3b為本發(fā)明的刀片調(diào)節(jié)方向意圖。
[0021]圖4為本發(fā)明的刀片Z向誤差幅值測量結(jié)果圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0023]如圖1、圖2a、圖2b、圖3a、圖3b所示，本發(fā)明包括底座1、單自由度振動結(jié)構(gòu)、電磁力驅(qū)動結(jié)構(gòu)、刀片調(diào)節(jié)架和刀片11，所述單自由度振動結(jié)構(gòu)由兩個薄片狀的彈簧鋼片2、振動端7構(gòu)成，兩個薄片狀的彈簧鋼片2 —端分別固定于底座I兩側(cè)上，另一端通過振動端7相連，振動端7形成一個單自由度振動系統(tǒng)，可沿Y向往復(fù)振動，通過改變彈簧鋼片2的尺寸可改變單自由度振動系統(tǒng)的固有振動頻率；所述電磁力驅(qū)動結(jié)構(gòu)包括線圈3、兩塊永磁鐵5、驅(qū)動電路和線圈骨架4，兩塊永磁體5固定于振動端7上，線圈3繞制在線圈骨架4上，線圈骨架4并固定于底座I上，兩塊永磁鐵5之間形成均勻磁場，線圈3的一邊位于磁場中，驅(qū)動電路驅(qū)動線圈3中產(chǎn)生周期性的電流，在磁場的作用下形成周期性的驅(qū)動力，驅(qū)動力方向與單自由度振動結(jié)構(gòu)的振動方向一致，驅(qū)動單自由度振動結(jié)構(gòu)往復(fù)振動，所述的刀片調(diào)節(jié)架包括彈性結(jié)構(gòu)體8、微