公开一种显微镜载台平移机构(100)，其包括：驱动器(110)，该驱动器(110)刚性地附接到或可附接到底座(105)，该驱动器提供驱动器元件(114)的基本线性的运动；摇杆(130)，该摇杆(130)布置成用于围绕枢转轴线(A‑A)枢转运动，所述轴线相对于所述底座(105)静止，该摇杆具有布置成可直接与驱动器元件(114)接合的第一区域(122)以及相对于轴线远离第一区域(122)的第二区域(124)；以及从动件，该从动件具有从动件表面(134)，该从动件表面(134)布置成可直接与摇杆的第二区域(124)接合，该从动件(130)附接到或可附接到载台的竖直可移动部分；该机构(100)的特征在于，驱动器元件(114)和第一区域(122)在接合时在第一接触点(P)处具有点接触，且其中第二区域(124)和从动件表面(134)在接合时在第二接触点(P)处也具有点接触。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】显微镜载台和载台移动机构
本专利技术涉及显微镜载台，且特别地涉及适于在一个或多个方向上移动(例如，向上和向下-Z平移)此类载台的部分的移动机构。
技术介绍
显微镜载台大体上需要沿所有运动轴线都是高度准确且可重复的。典型地，显微镜载台将具有三个正交轴线：X、Y和Z，其大体上由显微镜的光轴限定。对于大多数应用，沿Z轴线的运动(其通常为朝向和远离显微镜的光学元件的运动)应以高分辨率(例如，小于约0.10μm的步距)和高可重复性(例如，小于约0.20μm的对相同目标Z位置的多次访问之间的误差)为特征。另外，显微镜系统大体上试图最大限度地减小Z与X和Y坐标轴线上的运动之间的交联，由于此类交联趋于使成像操作期间获取的数据失真，其继而降低所取得数据的质量和可用性。显微镜滑动件(slide)的典型Z扫描可由在13μm的总Z轴线位移内以0.20μm的间隔得到的65个点组成。此外，理想上，Z行程总计应大约10mm，以适应不同高度的样品安装件。根据常规的载台技术，如受让人的编号为6,781,753和5,812,310的美国专利(其公开内容由此通过引用以其整体并入)中例示的，常规的显微镜系统载台使用成斜坡构造的一系列线性滑动件。滑动件和斜坡协作以在Z维度上引导设置在载台上的显微镜滑动件。产生Z平移所需要的此类多个线性滑动件构造(必然地)受过度约束。因此，部分的公差、规格和组装方法必须极其准确，以提供可重复的移动。即使如此，摩擦力减损可重复的定位。另外，常规系统典型地与伴随高成本(其由前述规格、公差和组装需求所引起)相关联。例如，可需要六个单独的线性滑动件和多个定制的机加工板或滑动安装件，以便允许在常规系统中Z轴线平移。US7705323B2(其进一步通过引用并入本文中)中示出解决上面问题的一种途径，其使用挠曲来提供至少Z移动(虽然带有某一径向分量)。然而，US7705323B2中没有完全解决提供可重复精确平移的手段。客户期望对样品安装区域有相对开放的接入，此类开放区域还允许在用来研究样品的光学元件与样品安装区域之间不受阻碍的相对运动。紧凑且低成本的显微镜也是重要的客户需求。图像分析方面的进步意味着3维成像更常用。相对快速且可重复的Z移动增进提供高质量3D图像的能力。专利技术人认识到，可改进用于载台移动的机构以解决上面问题和客户需要/需求。
技术实现思路
本专利技术的实施例的目标在于提供一种显微镜载台平移机构，该显微镜载台平移机构借助于线性驱动器来给出显微镜样品载台的精确、可重复的位置控制，该线性驱动器大体上水平地定位，且布置成经由可枢转的摇臂来提供所述载台的大体上竖直的运动，以将水平的线性驱动运动转换成小竖直空间内的竖直定位。该目标通过机构的优选特征来增进，其具有在移动部分之间提供基本滚动运动的几何形状，从而最大限度地减小随机定位误差，该随机定位误差可在例如更广泛地使用滚子轴承或采用完全滑动元件的情况下出现。本文中描述的机构的一个优点在于，滚动运动减小摩擦，其提供更可重复的再定位。另外，较低的摩擦减小磨损，且因此保持更长期的精度。根据本专利技术的方面，提供一种显微镜载台平移机构，其包括：驱动器，该驱动器刚性地附接到或可附接到底座，该驱动器提供驱动器元件的基本线性的运动；摇杆，该摇杆布置成用于围绕枢转轴线的枢转运动，所述轴线相对于所述底座静止，该摇杆具有布置成可直接与驱动器元件接合的第一区域以及相对于轴线远离第一区域的第二区域；以及从动件，该从动件具有从动件表面，该从动件表面布置成可直接与摇杆的第二区域接合，该摇杆附接到或可附接到载台的竖直可移动部分；该机构的特征在于，驱动器元件和第一区域在接合时在第一接触点处具有点接触，且其中第二区域和从动件表面在接合时在第二接触点处也具有点接触。优选地，当出现线性运动时，所述接合是滚动接合。优选地，所述点接触通过相反的圆柱特征或大体上平坦的表面特征以及相反的大体上球形的表面特征来提供，其各自形成相应的驱动器元件、第一区域、第二区域或从动件表面的部分。所考虑的特征的定位和尺寸允许第一接触点和第二接触点在那些特征相对移动期间几乎完全滚动运动，且允许由驱动器施加的力在载台竖直提升期间基本恒定。优选地，还提供以下特征中的一个或多个；在使用中，该驱动器是水平布置的线性驱动马达；驱动马达安装到可在X和Y方向上水平移动的载台；驱动马达输出刚性地连接到驱动器元件；摇杆枢转轴线大体上水平；摇杆安装在滚珠或滚子元件轴承上，以用于围绕水平轴线枢转；第一与第二接触点之间的角距小于90度；或第一与第二接触点之间的角距大于90度；第二区域支撑载台的竖直可移动部分，诸如载台的样品安装部分，其通过驱动器或线性驱动器的水平移动来驱动或可通过该水平移动来驱动，通过所述摇杆转换为竖直运动。考虑到下面的详细描述，本专利技术的更多优点和益处对本领域技术人员将变得容易显见。附图说明现在将参照附图更详细地描述本专利技术，其中：图1示出显微镜载台平移机构的实施例的示图；图2示出图1中示出的实施例的等距视图；图3a、图3b和图3c示出图1和图2的实施例的侧视图，但在不同的定向上；图4示出显微镜载台平移机构的另外的实施例；图5a、图5b和图5c示出图4的实施例的侧视图，但在不同的定向上。具体实施方式下面根据本专利技术的原理来描述显微镜载台平移机构的实施例。图1示出显微镜载台平移机构100，其包括线性驱动马达110(示意性地示出)，该线性驱动马达110传动地连接到驱动器本体112。驱动器本体112在马达110的影响下在箭头Y的方向上自由移动。线性驱动马达110可例如为由Aerotech®供应的以‘BLMUC系列’为名的类型。驱动器固定到底座105，该底座105可为显微镜载台的部分，其可独立地在Y和X方向上(在该情况下是水平地)移动。驱动器本体包括驱动器元件114，该驱动器元件114在该情况下是圆柱元件。该机构还包括摇杆120，该摇杆120可围绕轴线A-A枢转。线性驱动马达110和轴线A-A两者相对于所述底座105固定。摇杆120具有由圆柱元件形成的第一区域和第二区域。机构100还包括从动件130。从动件可支撑显微镜载台135的另外的部分(示意性地示出)，例如载台的样品安装部分，其可在Z方向上(在该情况下是竖直地)移动。从动件130包括从动件表面134。在使用中，通过适合的控制信号来引起驱动马达110在箭头Y的方向上移动。这继而引起驱动器元件114(也在相同的Y方向上)移动。驱动器元件114直接与摇杆120的第一区域122接合，引起摇杆围绕枢转轴线A-A运动。该枢转运动继而引起摇杆120的第二区域124以相同的方式枢转，其继而冲击在从动件表面134上，其还在Z方向上驱动从动件130。因此，显微镜载台135在Z方向上(在该情况下是竖直地)移动。图2示出与图1中示出的相同的实施例，但在该图中线性马达110更详细地示为安装本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种显微镜载台平移机构(100)，其包括：/n驱动器(110)，所述驱动器(110)刚性地附接到或可附接到底座(105)，所述驱动器提供驱动器元件(114)的基本线性的运动；/n摇杆(130)，所述摇杆(130)布置成用于围绕枢转轴线(A-A)枢转运动，所述轴线相对于所述底座(105)静止，所述摇杆具有布置成可直接与所述驱动器元件(114)接合的第一区域(122)以及远离所述第一区域(122)的第二区域(124)；/n以及从动件，所述从动件具有从动件表面(134)，所述从动件表面(134)布置成可直接与所述摇杆的第二区域(124)接合，所述从动件(130)附接到或可附接到所述载台的竖直可移动部分；/n所述机构(100)的特征在于，所述驱动器元件(114)和所述第一区域(122)在接合时在第一接触点(P)处具有点接触，且其中所述第二区域(124)和所述从动件表面(134)在接合时在第二接触点(P)处也具有点接触。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180323 US 62/6472531.一种显微镜载台平移机构(100)，其包括：
驱动器(110)，所述驱动器(110)刚性地附接到或可附接到底座(105)，所述驱动器提供驱动器元件(114)的基本线性的运动；
摇杆(130)，所述摇杆(130)布置成用于围绕枢转轴线(A-A)枢转运动，所述轴线相对于所述底座(105)静止，所述摇杆具有布置成可直接与所述驱动器元件(114)接合的第一区域(122)以及远离所述第一区域(122)的第二区域(124)；
以及从动件，所述从动件具有从动件表面(134)，所述从动件表面(134)布置成可直接与所述摇杆的第二区域(124)接合，所述从动件(130)附接到或可附接到所述载台的竖直可移动部分；
所述机构(100)的特征在于，所述驱动器元件(114)和所述第一区域(122)在接合时在第一接触点(P)处具有点接触，且其中所述第二区域(124)和所述从动件表面(134)在接合时在第二接触点(P)处也具有点接触。
2.根据权利要求1所述的载台，其特征在于，在使用中，所述接触点的接合是滚动接...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·T·福格尔贝格，J·库珀，
申请(专利权)人：环球生命科技咨询美国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。