一种载玻片高精度电动升降台的制作方法

1.本实用新型属于载玻片升降台技术领域，具体是涉及一种载玻片高精度电动升降台。


背景技术：

2.现有电动载玻片升降台一般采用压电致动器或者普通电磁马达驱动，其中压电致动器驱动即利用压电材料在电场下的形变，通过形变来驱动载玻片升降台。由于压电材料的形变量有限，以通过杠杆放大的原理，来提高载玻片升降台的行程。但，即使通过杠杆放大，行程一般也只有200
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500微米，非常有限。普通电磁马达虽然行程可以满足要求，但由于尺寸较大，精度有限，而不能用于超高精度载玻片升降台的驱动。所以一种紧凑、高精度、行程大于500微米的电动载玻片升降台仍然是这种装置的一个目标。


技术实现要素：

3.本实用新型主要是解决上述现有技术所存在的技术问题，提供一种载玻片高精度电动升降台，以提高载玻片升降台的移动精度和行程，减小载玻片升降台的尺寸。
4.本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种载玻片高精度电动升降台，包括底板、基座、驱动板、配重弹簧、弹簧引导销、以及压电马达，所述基座滑动连接驱动板，所述基座上安装有压电马达，所述压电马达的驱动足与驱动板相接触，并驱动驱动板上下移动，所述驱动板开设有弹簧孔和弹簧引导销孔，所述弹簧孔和弹簧引导销孔相连通，所述弹簧引导销的一端插入底板，所述弹簧引导销的另一端经弹簧孔后插入弹簧引导销孔内，所述弹簧引导销套设配重弹簧，所述配重弹簧的一端与弹簧孔的内壁相抵接接触，所述配重弹簧的另一端与弹簧引导销相抵接接触。
5.作为优选，所述基座开设有至少一个安装槽，所述安装槽内设有用于夹持压电马达的夹持件。
6.作为优选，所述基座左右两侧均开设有一个安装槽，所述安装槽之间呈镜像对称。
7.作为优选，所述安装槽内设有弹性件，所述弹性件分别抵接接触安装槽槽壁和夹持件外侧壁。
8.作为优选，所述安装槽内设有预紧力弹簧，所述预紧力弹簧的一端与夹持件的端部相连，所述预紧力弹簧的另一端与安装槽的槽底相抵接接触。
9.作为优选，所述驱动板上固定安装有导轨，所述基座滑动连接导轨。
10.作为优选，所述驱动板在驱动板和压电马达驱动足的接触处嵌设有驱动片。
11.作为优选，所述底板上开设有螺纹孔，所述螺纹孔螺纹连接有顶丝，所述弹簧引导销的一端插入螺纹孔并与顶丝相接触。
12.作为优选，所述驱动板上设有光栅尺，所述基座上设有光栅读头，所述光栅读头与光栅尺相对应。
13.作为优选，还包括用于包覆压电马达的马达盖板。
14.本实用新型具有的有益效果：本实用新型采用压电马达来驱动驱动板上下移动，利用压电马达的直驱特征，使得载玻片升降台整体的尺寸减小；利用压电马达极高的步进精度，使得载玻片升降台的移动精度大大提高；利用压电马达的驱动原理，使得载玻片升降台在具有超高精度的同时，还拥有理论上无限的行程，在实际使用中，虽受制于驱动片长度的限制，但也能远超压电制动器驱动的载玻片升降台，完全可以满足载玻片升降台的行程需求。本实用新型便于使用，使用效果好，易于推广使用。
附图说明
15.图1是本实用新型的一种结构示意图；
16.图2是本实用新型基座和驱动板的一种连接结构示意图；
17.图3是本实用新型基座的一种仰视结构示意图；
18.图4是本实用新型压电马达、夹持件和弹性件的一种安装结构示意图；
19.图5是本实用新型压电马达、夹持件和弹性件的一种连接结构示意图；
20.图6是本实用新型驱动板和驱动片的一种连接结构示意图；
21.图7是本实用新型弹簧引导销、配重弹簧和顶丝的一种连接结构示意图。
22.图中：1、底板；2、基座；3、导轨；4、驱动板；5、马达盖板；6、载玻片夹具；7、载玻片；8、夹持件；9、弹性件；10、压电马达；11、预紧力弹簧；12、驱动片；13、光栅读头；14、光栅尺；15、弹簧引导销；16、配重弹簧；17、顶丝；18、弹簧引导销孔；19、弹簧孔；20、粘接胶槽；21、安装槽；22、螺纹孔。
具体实施方式
23.下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
24.实施例：一种载玻片高精度电动升降台，如图1
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图7所示，包括底板1、基座2、驱动板4、配重弹簧16、弹簧引导销15、以及压电马达10，所述底板1和基座2相连接，所述基座2滑动连接驱动板4，所述基座2上安装有压电马达10，所述压电马达10的驱动足与驱动板4相接触，并驱动驱动板4上下移动；所述驱动板4开设有弹簧孔19和弹簧引导销孔18，所述弹簧孔19位于弹簧引导销孔18的下方，并与弹簧引导销孔18相连通，所述弹簧引导销15的一端插入底板1，所述弹簧引导销15的另一端经弹簧孔19后插入弹簧引导销孔18内，所述弹簧引导销15套设配重弹簧16，所述配重弹簧16的一端与弹簧孔19的内壁相抵接接触，所述配重弹簧16的另一端与弹簧引导销15相抵接接触。
25.所述驱动板4上固定安装有导轨3，所述基座2滑动连接导轨3，所述导轨3为高精度导轨，采用交叉防蠕动滚柱高精度导轨。
26.压电马达10是利用压电材料的反压电效应进行机电能量转换，即压电陶瓷材料在电场作用下发生变形来驱动电机的动子运动。由于压电马达10的直驱特征，没有普通电磁马达所需要的丝杆机构，使得本载玻片升降台的整体尺寸减小。同时，压电马达10具有极高的步进精度，使得本载玻片升降台的移动精度也大大提高，实际应用已经达到10nm最小步距，
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20nm双向重复定位精度；另外，基于压电马达10的驱动原理，可以使本载玻片升降台在具有10nm最小步距，
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20nm双向重复定位精度的超高精度的同时，拥有理论上无限的行程，虽受制于驱动片12长度的限制，但也能轻松突破300mm，远超过压电制动器驱动的载玻
片升降台的500μm，完全可以满足载玻片升降台的行程需求。
27.所述基座2开设有至少一个安装槽21，所述安装槽21位于基座2的前表面，所述安装槽21内设有用于夹持压电马达10的夹持件8，所述夹持件8为u型结构，所述压电马达10夹持在夹持件8内。所述安装槽21内设有弹性件9，所述弹性件9可为弹片，所述弹性件9位于夹持件8外侧壁和安装槽21槽壁之间，且所述弹性件9分别抵接接触安装槽21槽壁和夹持件8外侧壁，所述弹性件9通过自身产生的弹力将夹持件8压紧固定在安装槽21内，防止夹持件8在安装槽21内上下移动。所述安装槽21的宽度设计应满足：能将夹持件8和弹性件9放入安装槽21内，且弹性件9产生的弹力能将夹持件8压紧固定在安装槽21内。
28.所述安装槽21内还设有预紧力弹簧11，所述预紧力弹簧11的一端与夹持件8的端部相连，所述预紧力弹簧11的另一端与安装槽21的槽底相抵接接触。利用预紧力弹簧11的弹力，给夹持件8施加一个挤压力，并通过夹持件8将挤压力传递至压电马达10，使压电马达10的驱动足与驱动片12更紧密的接触，从而使压电马达10能更好地将力作用于驱动片12上，预紧力弹簧11起到提供预紧力的作用。
29.所述驱动板4在驱动板4和压电马达10驱动足的接触处嵌设有驱动片12，驱动片12的一侧在所述驱动板4上设有粘接胶槽20，通过在粘接胶槽20内填充粘接胶来实现驱动板4和驱动片12的牢固连接。采用上述方法，可确保驱动片12与驱动板4之间不存在细微的位移，从而提高定位精度。
30.所述驱动片12的材质可为陶瓷或硬质合金。由于压电马达10是一种靠摩擦耦合驱动的马达，与压电马达10相接触的驱动片12的表面会承受较大的摩擦力，很容易引起磨损，通过对驱动片12材质的选择，可很好地改善驱动片12接触表面的磨损情况。同时，当驱动片12出现磨损时，利用预紧力弹簧11，仍可实现压电马达10与驱动片12的紧密接触。
31.根据实际需要，有时需要更大的推力，这时可通过设置多个压电马达10来驱动驱动板4的方式实现，多个压电马达10之间并联连接。如图2所示，所述基座2前表面的左右两侧均设有一个安装槽21，所述安装槽21之间呈镜像对称，每个所述安装槽21内均安装有一个压电马达10。
32.所述底板1上开设有螺纹孔22，所述螺纹孔22螺纹连接有顶丝17，所述弹簧引导销15的一端插入螺纹孔22并与顶丝17相接触。通过弹簧引导销15和配重弹簧16相配合，可抵消驱动板4和负载重力的影响，提高定位速度和负载能力，同时将配重弹簧16套设在弹簧引导销15上，可限制配重弹簧16的位置和形变。通过设置顶丝17，顶丝17与弹簧引导销15相接触，可对弹簧引导销15的位置进行限制。在使用时，弹簧引导销孔18的直径必选大于弹簧引导销15的直径，确保弹簧引导销15不会阻碍驱动板4自由的上下运动，同时，弹簧引导销孔18的直径必须小于配重弹簧16的外径，且配重弹簧16的外径必须小于弹簧孔19的直径，确保配重弹簧16能够支撑驱动板4。在实际使用中，也可将螺纹孔22设置在驱动板4上。
33.所述驱动板4上固定安装有光栅尺14，所述基座2上设有光栅读头13，所述光栅读头13与光栅尺14相对应，所述光栅读头13读取光栅尺14上的刻度，以掌握驱动板4的移动行程。
34.上述载玻片7升降台还包括马达盖板5，所述马达盖板5盖合于基座2的前侧，将压电马达10包覆，同时通过马达盖板5可将夹持件8压住，进而限制压电马达10的自由度。
35.所述驱动板4的顶端设有载玻片夹具6，所述载玻片夹具6夹持有载玻片7。
36.综上所述，本实用新型采用压电马达来驱动驱动板上下移动，利用压电马达的直驱特征，使得载玻片升降台整体的尺寸减小；利用压电马达极高的步进精度，使得载玻片升降台的移动精度大大提高；利用压电马达的驱动原理，使得载玻片升降台在具有超高精度的同时，还拥有理论上无限的行程，在实际使用中，虽受制于驱动片长度的限制，但也能远超压电制动器驱动的载玻片升降台，完全可以满足载玻片升降台的行程需求。本实用新型便于使用，使用效果好，易于推广使用。
37.最后，应当指出，以上实施例仅是本实用新型较有代表性的例子。显然，本实用新型不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均应认为属于本实用新型的保护范围。