壓電式物鏡驅(qū)動臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于微驅(qū)動應(yīng)用領(lǐng)域，涉及一種壓電式物鏡驅(qū)動臺。
【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，人們利用它不斷對微觀世界加深了認知。光學(xué)顯微鏡的發(fā)展對人類認識生命現(xiàn)象起著關(guān)鍵性作用。隨著科技水平的不斷進步，光學(xué)顯微鏡的應(yīng)用領(lǐng)域在擴大延伸，同時也在不斷的提高其成像質(zhì)量。隨著社會發(fā)展的需要，人們對顯微樣本內(nèi)部三維結(jié)構(gòu)觀測的需求越來越大，這就對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)，而當前光學(xué)物鏡的最大放大倍數(shù)只能達到1600倍(人眼分辨的清晰度為1mm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)動裝置一般采用電機驅(qū)動或者手調(diào)，此類裝置具有精度達不到要求、響應(yīng)時間慢、體積過大且噪聲大等缺點。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種可實現(xiàn)納米級定位的壓電式物鏡驅(qū)動臺。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案如下:一種壓電式物鏡驅(qū)動臺，用以固定物鏡環(huán)，包括中空型殼體和設(shè)置在所述殼體上的壓電陶瓷，所述中空型殼體包括殼體部和首尾貫穿殼體部形成的腔體，所述殼體部上設(shè)置有移動平臺，所述物鏡環(huán)位于所述腔體內(nèi)，且固定在所述移動平臺上，所述壓電陶瓷驅(qū)動所述移動平臺移動。
[0006]進一步的，所述殼體部上還設(shè)置有與所述移動平臺連接的移動部，所述壓電陶瓷抵壓在所述移動部上，所述壓電陶瓷與移動部之間設(shè)置有滾珠。
[0007]進一步的，所述移動部上設(shè)置有預(yù)緊頂絲，所述預(yù)緊頂絲與壓電陶瓷相對設(shè)置在所述滾珠的兩側(cè)。
[0008]進一步的，所述壓電陶瓷上設(shè)置有抵壓所述滾珠的鎢鋼片。
[0009]進一步的，所述移動平臺和移動部通過切割所述殼體部所形成，所述殼體部內(nèi)形成有收納所述壓電陶瓷、滾珠、預(yù)緊頂絲和鎢鋼片的收納孔。
[0010]進一步的，所述殼體部上遠離移動部的一端安裝有中空型端蓋，所述壓電陶瓷卡固在所述中空型端蓋上，所述壓電陶瓷上連接有屏蔽線，所述殼體部上開設(shè)有供所述屏蔽線穿過的開孔。
[0011]進一步的，所述殼體部上還切割形成有隨動部，所述隨動部與移動部平行設(shè)置，所述移動平臺通過柔性鉸鏈連接所述移動部和隨動部，所述移動部和隨動部通過柔性鉸鏈連接至殼體部。
[0012]進一步的，所述隨動部、移動部、移動平臺圍設(shè)形成一個平行四邊形鉸鏈機構(gòu)。
[0013]進一步的，所述鉸鏈機構(gòu)為均勻分布在所述殼體部上的至少兩個。
[0014]進一步的，所述殼體部呈環(huán)形桶體。
[0015]借由上述方案，本實用新型至少具有以下優(yōu)點:本實用新型的壓電式物鏡驅(qū)動臺通過設(shè)置中空型殼體，且該中空型殼體上設(shè)置安裝物鏡環(huán)的移動平臺，并由壓電陶瓷驅(qū)動該移動平臺移動，從而依靠壓電陶瓷驅(qū)動電源的電壓激勵，實現(xiàn)移動平臺的微型位移，及實現(xiàn)納米級定位。
[0016]上述說明僅是本實用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本實用新型的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明物鏡驅(qū)動臺的分解圖；
[0018]圖2是圖1的側(cè)視圖；
[0019]圖3是圖2的右側(cè)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。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。
[0023]參見圖1至圖4，本發(fā)明一較佳實施例所述的一種物鏡驅(qū)動臺用以固定顯微鏡的物鏡環(huán)(未圖示)，其包括中空型殼體1和設(shè)置在所述中空型殼體1上壓電陶瓷2。所述中空型殼體1包括殼體部11、首尾貫穿殼體部11形成的腔體12和安裝在殼體部11上的中空型端蓋13，所述殼體部11包括切割該殼體部11所形成基部14和鉸鏈機構(gòu)15，所述鉸鏈機構(gòu)15包括相對平行設(shè)置的隨動部151和移動部152、及連接移動部152和隨動部151的移動平臺153，所述隨動部151的一端與基部14通過鉸鏈連接(未標號)，另一端通過鉸鏈連接至移動平臺153的一端，所述移動部152的一端通過鉸鏈連接至基部14，另一端通過鉸鏈連接至移動平臺153的另一端。在本實施例中，所述隨動部151、移動部152、移動平臺153及基部14圍設(shè)形成一個平行四邊形，所述隨動部151、移動部152、移動平臺153及基部14之間的鉸鏈連接方式為柔性鉸鏈連接，以使得該鉸鏈機構(gòu)15緊湊、傳動關(guān)系明確、無傳動空程，并且無摩擦。誠然，在其他實施方式中，該鉸鏈機構(gòu)15還可以為其他鉸鏈四桿機構(gòu)或者由鉸鏈四桿機構(gòu)變形后的其他鉸鏈機構(gòu)15(如滑塊機構(gòu)等)，但是，本實施例所采用的鉸鏈機構(gòu)15為最優(yōu)實施方式。所述中空型殼體1呈一體式結(jié)構(gòu)。在本實施了中，該鉸鏈機構(gòu)15為切割殼體部11所形成，但其他實施方式中，其可以為設(shè)置在殼體部11上的部件，為了使物鏡環(huán)移動平穩(wěn)，所述鉸鏈機構(gòu)15為均勻分布在所述殼體部11上的至少兩個，當然，若設(shè)置其他數(shù)量也可以，其具有看實際需求，本實施例中設(shè)置兩個的目的在于，在達到物鏡環(huán)運動平穩(wěn)的基礎(chǔ)上，成本最低，制造工藝最簡便，另外，也是根據(jù)殼體部11結(jié)構(gòu)所規(guī)劃，在本實施了中，所述殼體部11呈環(huán)形桶體，以實現(xiàn)剛性大，動態(tài)特性好，另外，桶體結(jié)構(gòu)便于安裝，誠然，該殼體部11也可以成其他形狀，如對稱的等邊三角形，則此時，鉸鏈結(jié)構(gòu)可以均勻分布成三個，而為了便于安裝，其內(nèi)部的腔體12仍然可以設(shè)置成圓形。所述物鏡環(huán)位于所述腔體12內(nèi)，且固定在所述移動平臺153上，其位于移動部152的外側(cè)，所述殼體部11內(nèi)設(shè)置有物鏡環(huán)安裝部16，所述物鏡環(huán)安裝部16與移動平臺153連接形成一體式結(jié)構(gòu)，該物鏡環(huán)安裝部16與移動平臺153呈倒L型結(jié)構(gòu)。所述中空型端蓋13安裝在殼體部11遠離移動部152且靠近隨動部151的一端。所述中空型端蓋13呈環(huán)型，該中空型端蓋13通過緊固件(未圖示)固定在殼體部11上。
[0024]所述壓電陶瓷2設(shè)置在所述殼體部11內(nèi)，所述壓電陶瓷2抵壓在所述移動部152上，通過鉸鏈機構(gòu)153可以將壓電陶瓷25位移放大后帶動物鏡環(huán)4運動實現(xiàn)物鏡納米級定位。所述壓電陶瓷2是利用壓電陶瓷2的逆壓電效應(yīng)來工作，僅依靠外加電場的大小就能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動、壓電陶瓷2克服了以往機械式、液壓式、氣動式、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、無機械摩擦、無間隙、分辨率高、響應(yīng)快、無發(fā)熱、不受磁場干擾、可在低溫，真空環(huán)境下使用等優(yōu)點，可被廣泛應(yīng)用于微定位技術(shù)中，例如物鏡精密定位、大行程納米對準系統(tǒng)、高精度顯微納米壓印、線性電動機和微波聲學(xué)等領(lǐng)域。
[0025]所述壓電陶瓷2抵壓在所述滾珠3上，所述移動部152上設(shè)置有預(yù)緊頂絲4，所述預(yù)緊頂絲4與壓電陶瓷2相對設(shè)置在所述滾珠3的兩側(cè)。所述壓電陶瓷2的兩端分別設(shè)置有鎢鋼片5，該鎢鋼片5采用環(huán)氧膠粘連在壓電陶瓷2上，其中一端的鎢鋼片5通過間隙配合卡固在中空型端蓋13上，從而使得壓電陶瓷2在殼體內(nèi)準確定位，在本實施例中，中空型端蓋13上開設(shè)有卡固所述壓電陶瓷2的T型卡槽131。所述壓電陶瓷2上另一端的鎢鋼片5抵壓所述滾珠3，通過將鎢鋼片5抵壓在所述滾珠3上，從而使得移動部152與壓電陶瓷2的端面不垂直時，也能保證壓電陶瓷2不會受到除垂直方向以外的力，在一定程度上保護壓電陶瓷2，減少了壓電陶瓷2的損耗。所述壓電陶瓷2上連接有屏蔽線(未圖示)，所述殼體部11上開設(shè)有供所述屏蔽線穿過的開孔111。在本實施例中，所述位于移動部152一端的殼體部11