申请/专利权人：中国热带农业科学院环境与植物保护研究所

申请日：2019-01-22

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN109580313B

主分类号：G01N1/28

分类号：G01N1/28

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.19#授权;2019.04.30#实质审查的生效;2019.04.05#公开

摘要：本发明公开了一种电镜样品多功能超薄修切装置，包括电镜以及切片机，切片机包括基座以及设置在基座上的样品夹紧头和刀片夹紧头，刀片夹紧头上安装有刀片，基座上还设有粗修机构；粗修机构包括驱动电机、换向齿轮组、磨轮以及磨轮调节件，磨轮为两个且设置在相对方向上，驱动电机通过驱动换向齿轮组运动进而带动磨轮转动，磨轮调节件用于调节两个磨轮之间的距离；换向齿轮组包括第一输出直齿轮和第二输出直齿轮，两个磨轮的转轴分别通过联轴器安装在第一输出直齿轮和第二输出直齿轮的齿轮轴上。集打磨、粗修、精修、切片四个工序为一体，无需分散工序操作，在一个机器上即可操作粗磨、精修、切片，实际工作时效率更高。

主权项：1.一种电镜超薄样品制备用多功能修切装置，包括电镜以及切片机，所述切片机包括基座以及设置在基座上的样品夹紧头和刀片夹紧头，所述刀片夹紧头上安装有刀片，其特征在于，所述基座上还设有粗修机构；所述粗修机构包括驱动电机、换向齿轮组、磨轮以及磨轮调节件，所述磨轮为两个且设置在相对方向上，所述驱动电机通过驱动换向齿轮组运动进而带动所述磨轮转动，所述磨轮调节件用于调节两个所述磨轮之间的距离；所述换向齿轮组包括第一输出直齿轮和第二输出直齿轮，两个磨轮的转轴分别通过联轴器安装在第一输出直齿轮和第二输出直齿轮的齿轮轴上；所述磨轮调节件包括轴承、连接环、变向杆以及调节螺母，所述轴承安装在所述磨轮的转轴上，所述连接环安装在所述轴承的外圈上，所述连接环与所述变向杆的一端固定连接，所述变向杆的另一端设有螺纹，所述调节螺母拧入变向杆的螺纹中，所述调节螺母可转动安装在基座侧板上；所述换向齿轮组还包括输入斜齿轮、第一斜齿轮、第二斜齿轮、第一直齿轮以及第二直齿轮，所述第一斜齿轮、第二斜齿轮啮合在输入斜齿轮的两边，所述第一直齿轮与第一斜齿轮同轴设置，所述第二直齿轮与第二斜齿轮同轴设置，所述第一输出直齿轮与第一直齿轮相啮合，所述第二输出直齿轮与第二直齿轮相啮合，其中：所述第一直齿轮的齿宽大于所述第一输出直齿轮的齿宽，所述第二直齿轮的齿宽大于所述第二输出直齿轮的齿宽。

全文数据：一种电镜样品多功能超薄修切装置技术领域本发明涉及环氧树脂样品切片技术领域，尤其涉及一种电镜样品多功能超薄修切装置。背景技术目前电镜超薄样品批量处理，样品经环氧树脂包埋后，再用电镜观察拍照前均需要依次经过修块机粗修、手工刀片精修、切片机切片处理操作，不同的工序需要在不同的机器上处理。例如徕卡公司生产的型号为LeicaEMUC7的超薄切片机主要用于精修后的超薄切片，型号为LeicaEMRAPID的多功能修块机主要用于粗修，而精修有时仍依靠人工在UC7超薄切片机上进行再次精修操作，整个操作过程由于需要更换机器来进行，耗时较长，导致整个切片的效率低下，不利于批量操作。虽然在UC7仪器上也能实现粗修，但操作较为麻烦，需要频繁更换底座、修片刀及修片的配件，耗时较长，再加上频繁更换配件，使用久后会造成UC7仪器底座磨损，也给超薄切片带来一定的误差。发明内容有鉴于此，本发明提供了一种电镜样品多功能超薄修切装置。本发明采用的技术手段如下：一种电镜样品多功能超薄修切装置，包括电镜以及切片机，所述切片机包括基座以及设置在基座上的样品夹紧头和刀片夹紧头，所述刀片夹紧头上安装有刀片，所述基座上还设有粗修机构。所述粗修机构包括驱动电机、换向齿轮组、磨轮以及磨轮调节件，所述磨轮为两个且设置在相对方向上，所述驱动电机通过驱动换向齿轮组运动进而带动所述磨轮转动，所述磨轮调节件用于调节两个所述磨轮之间的距离。所述换向齿轮组包括第一输出直齿轮和第二输出直齿轮，两个磨轮的转轴分别通过联轴器安装在第一输出直齿轮和第二输出直齿轮的齿轮轴上。优选地，所述磨轮调节件包括轴承、连接环、变向杆以及调节螺母，所述轴承安装在所述磨轮的转轴上，所述连接环安装在所述轴承的外圈上，所述连接环与所述变向杆的一端固定连接，所述变向杆的另一端设有螺纹，所述调节螺母拧入变向杆的螺纹中，所述调节螺母可转动安装在基座侧板上。优选地，所述换向齿轮组还包括输入斜齿轮、第一斜齿轮、第二斜齿轮、第一直齿轮以及第二直齿轮，所述第一斜齿轮、第二斜齿轮啮合在输入斜齿轮的两边，所述第一直齿轮与第一斜齿轮同轴设置，所述第二直齿轮与第二斜齿轮同轴设置，所述第一输出直齿轮与第一直齿轮相啮合，所述第二输出直齿轮与第二直齿轮相啮合，其中：所述第一直齿轮的齿宽大于所述第一输出齿轮的齿宽，所述第二直齿轮的齿宽大于所述第二输出齿轮的齿宽。优选地，所述磨轮沿着轴向的截面呈等腰梯形状。优选地，所述磨轮调节件还包括调节旋钮、连接横架以及数显表，所述调节旋钮通过连接横架与所述调节螺母固定连接，所述调节旋钮上安装有所述数显表。优选地，所述切片机内设有三维调节机构，所述三维调节机构包括X轴导轨、X轴滑块、X轴丝杠、Y轴导轨、Y轴滑块、Y轴丝杠、Z轴导轨、Z轴滑块以及Z轴丝杠。所述X轴滑块可滑动安装在X轴导轨上，所述X轴滑块设有内螺纹，所述X轴丝杠可转动安装在所述X轴导轨两端，所述X轴滑块通过内螺纹与所述X轴丝杠相配合安装，所述X轴滑块的端面上安装有可转动的所述样品夹紧头。所述Y轴滑块可滑动安装在Y轴导轨上，所述Y轴滑块设有内螺纹，所述Y轴丝杠可转动安装在所述Y轴导轨两端，所述Y轴滑块通过内螺纹与所述Y轴丝杠相配合安装，所述X轴导轨的底端固定安装在所述Y轴滑块上。所述Z轴滑块可滑动安装在Z轴导轨上，所述Z轴滑块设有内螺纹，所述Z轴丝杠可转动安装在所述Z轴导轨两端，所述Z轴滑块通过内螺纹与所述Z轴丝杠相配合安装，所述Y轴导轨的背端固定安装在所述Z轴滑块上。优选地，所述X轴滑块端面边缘上设有T形凹槽，所述样品夹紧头一面设有与所述T形凹槽相匹配的T形凸块。优选地，所述X轴滑块端面上设有四个弧形凹槽，其中两个弧形凹槽之间的夹角为90°，所述样品夹紧头一面设有四个方形凹槽，所述方形凹槽内安装有与所述弧形凹槽相匹配的弧形凸块，所述弧形凸块通过复位弹簧安装在方形凹槽中。采用本发明所提供的一种电镜样品多功能超薄修切装置，集打磨、粗修、精修、切片四个工序为一体，无需分散工序操作，在一个机器上即可操作粗磨、精修、切片，实际工作时效率更高，不仅能用于电镜样品修切片，同时也可适用于石蜡样品的修切。附图说明图1为本发明的结构示意图；图2为本发明中换向齿轮组的结构示意图；图3为本发明中换向齿轮组机械原理简图；图4为本发明中磨轮调节件的结构示意图；图5为本发明中三维调节机构的结构示意图；图6为本发明中X轴滑块的正视结构示意图；图7为本发明中X轴滑块和样品夹紧头的连接剖面示意图。具体实施方式以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。如图1所示，一种电镜样品多功能超薄修切装置，包括电镜1以及切片机2，电镜1即为普通光学显微镜，用于观察样品粗修精修或切片的情况，以便进行放大或缩小的调节操作。所述切片机2包括基座3以及设置在基座3上的样品夹紧头4和刀片夹紧头5，所述刀片夹紧头5上安装有刀片6，刀片6选用硬度较高的玻璃刀、铣刀、钻石刀等，所述基座3上还设有粗修机构7。如图2和图3所示，所述粗修机构7包括驱动电机71、换向齿轮组72、磨轮73以及磨轮调节件74，所述磨轮73为两个且设置在相对方向上，两个磨轮73形成一定距离的间隙，这个间隙供夹在样品夹紧头4上的环氧树脂样品进入，旋转磨轮73即可对样品进行粗磨；为了使环氧树脂样品能够磨粗梯形的形状，所述磨轮73沿着轴向的截面呈等腰梯形状，同时也方便对样品循次渐进地进行粗磨，防止两个磨轮73间隙过小时环氧树脂样品直接进入会造成样品损伤的问题。所述驱动电机71通过驱动换向齿轮组72运动进而带动所述磨轮73转动，所述磨轮调节件74用于调节两个所述磨轮73之间的距离。具体地，如图4所示，所述磨轮调节件74包括轴承741、连接环742、变向杆743以及调节螺母744，所述轴承741安装在所述磨轮73的转轴上，所述连接环742安装在所述轴承741的外圈上，所述连接环742与所述变向杆743的一端固定连接，所述变向杆743的另一端设有螺纹，所述调节螺母744拧入变向杆743的螺纹中，所述调节螺母744可转动安装在基座21侧板上。如图2和图3所示，所述换向齿轮组72包括第一输出直齿轮721和第二输出直齿轮722，两个磨轮73的转轴分别通过联轴器723安装在第一输出直齿轮721和第二输出直齿轮722的齿轮轴上。需要调节两个磨轮73之间的距离时，转动调节螺母744，调节螺母744带动变向杆743向左或向右直线移动，变向杆743同样带动连接环742和轴承741向左或向右直线移动，因此，磨轮73即可随之移动，实现单个磨轮73的调节。轴承741的作用是固定住连接环742的同时不让连接环随着第一输出直齿轮721转动，联轴器723的作用是让磨轮73的转轴和第一输出直齿轮721的齿轮轴能够相对移动，因此可以实现磨轮73的调节，容易理解，当磨轮73向左或向右移动时，第一输出直齿轮721的齿轮轴仍然能够通过联轴器723来带动磨轮73的转轴转动。以上阐述了其中一个磨轮73的调节原理，另外一个磨轮73的调节原理也可以与此类推，本发明的技术方案可以是两个磨轮73上均设计有磨轮调节件74，或者是只有一个磨轮73上设计有磨轮调节件74。这里，还需要说明的是，在实际粗磨时，样品夹紧头4是可以三维移动的，必要时，样品夹紧头4还是可以转动的，而粗修机构7可移动的部分仅仅只是两个磨轮73之间的间隙，将环氧树脂样品夹在样品夹紧头4上后，通过控制样品夹紧头4进入粗修机构7的磨轮73中，磨轮73转动对样品进行粗修，此种粗修方式效率较高，对于长方形的样品而言，一次进入磨轮73之中即可对长方形样品的两个面进行粗磨，两个面粗磨完毕后，在旋转样品，对另外两个面进行粗磨，两次即可完成粗磨的工作，相对于之前的需要移动磨轮对固定住的样品进行粗修，本发明的粗修方式有效提高了样品粗磨的效率。当然，在粗磨结束后，仍然可以通过上下调节好后，横向移动样品，使样品在刀片夹紧头5上的刀片6作用下进行精修，此时要求的精度较高，可以在电镜1的观察下进行，精修结束后，横向调节好样品，快速地上下移动样品实现对样品的切片。由此可见，本发明的技术方案集打磨、粗修、精修、切片四个工序为一体，无需分散工序操作，在一个机器上即可操作打磨、粗修、精修、切片，实际工作时效率更高，不仅能用于电镜样品修切片，同时也可适用于石蜡样品的修切。如图2和图3所示，在一个优选实施例中，所述换向齿轮组72还包括输入斜齿轮724、第一斜齿轮725、第二斜齿轮726、第一直齿轮727以及第二直齿轮728，所述第一斜齿轮725、第二斜齿轮726啮合在输入斜齿轮724的两边，工作时，输入斜齿轮724可同时带动所述第一斜齿轮725、第二斜齿轮726转动；所述第一直齿轮727与第一斜齿轮725同轴设置，所述第二直齿轮728与第二斜齿轮726同轴设置，所述第一输出直齿轮721与第一直齿轮727相啮合，所述第二输出直齿轮722与第二直齿轮728相啮合，即第一直齿轮727可带动第一输出直齿轮721转动，第二直齿轮728可带动第二输出直齿轮722转动。其中：所述第一直齿轮727的齿宽大于所述第一输出齿轮721的齿宽，所述第二直齿轮728的齿宽大于所述第二输出齿轮722的齿宽。这里，两个磨轮73的转轴分别通过联轴器723安装在第一输出直齿轮721和第二输出直齿轮722的齿轮轴上，因此，在需要调节磨轮73进行左右移动时，第一输出直齿轮721和第二输出直齿轮722也是要随之直线移动的，因此设置所述第一直齿轮727的齿宽大于所述第一输出齿轮721的齿宽，所述第二直齿轮728的齿宽大于所述第二输出齿轮722的齿宽，是为了在第一输出直齿轮721和第二输出直齿轮722进行移动时，第一直齿轮727依然可以带动第一输出直齿轮721转动，第二直齿轮728依然可以带动第二输出直齿轮722转动。如图4所示，在一个优选实施例中，所述磨轮调节件74还包括调节旋钮745、连接横架746以及数显表747，所述调节旋钮745通过连接横架746与所述调节螺母744固定连接，所述调节旋钮745上安装有所述数显表747。数显表747可以是机械式的也可以是电子式的，调节旋钮745转动一圈，调节螺母744也跟着转动一圈，变向杆743向左或向右移动的直线距离可以转换成数值，数值直接体现在数显表743上，让操作人员可以在转动调节旋钮745的过程中直观地知晓磨轮73向左或向右移动的距离。在一个优选实施例中，所述切片机2内设有三维调节机构8，三维调节机构8是用于调节样品夹紧头4在三个平面维度上进行任意移动，以便夹在上边的样品能够依据所需的情况进入两个磨轮73中进行粗磨，当然，这里的切片机2是要预留出供样品夹紧头4三维移动的空间的，通常体现为设置一个开口。以下阐述的三维调节机构8只是一个较为具体和简单的实施例，三维调节机构8为较成熟的现有技术，在实际制造时可以采用其他更先进或者自动化较高的三维调节机构8，这里不再一一进行阐述。如图5所示，所述三维调节机构8包括X轴导轨81、X轴滑块82、X轴丝杠83、Y轴导轨84、Y轴滑块85、Y轴丝杠86、Z轴导轨87、Z轴滑块88以及Z轴丝杠89。所述X轴滑块82可滑动安装在X轴导轨81上，所述X轴滑块82设有内螺纹，所述X轴丝杠83可转动安装在所述X轴导轨81两端，所述X轴滑块82通过内螺纹与所述X轴丝杠83相配合安装，所述X轴滑块82的端面上安装有可转动的所述样品夹紧头4，样品夹紧头4可随着X轴滑块82上下运动。所述Y轴滑块85可滑动安装在Y轴导轨84上，所述Y轴滑块85设有内螺纹，所述Y轴丝杠86可转动安装在所述Y轴导轨84两端，所述Y轴滑块85通过内螺纹与所述Y轴丝杠86相配合安装，所述X轴导轨81的底端固定安装在所述Y轴滑块85上。X轴导轨81可以随着Y轴滑块85前后运动，进而样品夹紧头4可实现前后运动。所述Z轴滑块88可滑动安装在Z轴导轨87上，所述Z轴滑块88设有内螺纹，所述Z轴丝杠89可转动安装在所述Z轴导轨87两端，所述Z轴滑块88通过内螺纹与所述Z轴丝杠89相配合安装，所述Y轴导轨84的背端固定安装在所述Z轴滑块88上，Y轴导轨84可以随着Z轴滑块88左右运动，进而样品夹紧头4可实现前后运动。在一个优选实施例中，为了使样品夹紧头4可以转动，以便对夹在上面的样品转动，以此实现对样品不同表面进行粗磨程序。如图6所示，所述X轴滑块82端面边缘上设有T形凹槽821，如图7所示，所述样品夹紧头4一面设有与所述T形凹槽821相匹配的T形凸块41。匹配后样品夹紧头4就可以相对于X轴滑块82进行转动。所述X轴滑块82端面上设有四个弧形凹槽822，其中两个弧形凹槽822之间的夹角为90°，所述样品夹紧头4一面设有四个方形凹槽42，如图7所示，所述方形凹槽42内安装有与所述弧形凹槽822相匹配的弧形凸块421，所述弧形凸块421通过复位弹簧422安装在方形凹槽42中。如此设置可以使得转动一次样品夹紧头4正好是90°，并且在复位弹簧422的作用下，弧形凸块421卡位在方形凹槽42中，无外力的情况下可以防止样品夹紧头4转动，需要转动时人为施加外力，在转动的同时，方形凸块421受压后就不会卡位。综上所述，采用本发明所提供的一种电镜样品多功能超薄修切装置，集打磨、粗修、精修、切片四个工序为一体，无需分散工序操作，在一个机器上即可操作粗磨、精修、切片，实际工作时效率更高，不仅能用于电镜样品修切片，同时也可适用于石蜡样品的修切。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

权利要求：1.一种电镜样品多功能超薄修切装置，包括电镜以及切片机，所述切片机包括基座以及设置在基座上的样品夹紧头和刀片夹紧头，所述刀片夹紧头上安装有刀片，其特征在于，所述基座上还设有粗修机构；所述粗修机构包括驱动电机、换向齿轮组、磨轮以及磨轮调节件，所述磨轮为两个且设置在相对方向上，所述驱动电机通过驱动换向齿轮组运动进而带动所述磨轮转动，所述磨轮调节件用于调节两个所述磨轮之间的距离；所述换向齿轮组包括第一输出直齿轮和第二输出直齿轮，两个磨轮的转轴分别通过联轴器安装在第一输出直齿轮和第二输出直齿轮的齿轮轴上。2.根据权利要求1所述的电镜样品多功能超薄修切装置，其特征在于，所述磨轮调节件包括轴承、连接环、变向杆以及调节螺母，所述轴承安装在所述磨轮的转轴上，所述连接环安装在所述轴承的外圈上，所述连接环与所述变向杆的一端固定连接，所述变向杆的另一端设有螺纹，所述调节螺母拧入变向杆的螺纹中，所述调节螺母可转动安装在基座侧板上。3.根据权利要求2所述的电镜样品多功能超薄修切装置，其特征在于，所述换向齿轮组还包括输入斜齿轮、第一斜齿轮、第二斜齿轮、第一直齿轮以及第二直齿轮，所述第一斜齿轮、第二斜齿轮啮合在输入斜齿轮的两边，所述第一直齿轮与第一斜齿轮同轴设置，所述第二直齿轮与第二斜齿轮同轴设置，所述第一输出直齿轮与第一直齿轮相啮合，所述第二输出直齿轮与第二直齿轮相啮合，其中：所述第一直齿轮的齿宽大于所述第一输出齿轮的齿宽，所述第二直齿轮的齿宽大于所述第二输出齿轮的齿宽。4.根据权利要求1所述的电镜样品多功能超薄修切装置，其特征在于，所述磨轮沿着轴向的截面呈等腰梯形状。5.根据权利要求2所述的电镜样品多功能超薄修切装置，其特征在于，所述磨轮调节件还包括调节旋钮、连接横架以及数显表，所述调节旋钮通过连接横架与所述调节螺母固定连接，所述调节旋钮上安装有所述数显表。6.根据权利要求3所述的电镜样品多功能超薄修切装置，其特征在于，所述切片机内设有三维调节机构，所述三维调节机构包括X轴导轨、X轴滑块、X轴丝杠、Y轴导轨、Y轴滑块、Y轴丝杠、Z轴导轨、Z轴滑块以及Z轴丝杠；所述X轴滑块可滑动安装在X轴导轨上，所述X轴滑块设有内螺纹，所述X轴丝杠可转动安装在所述X轴导轨两端，所述X轴滑块通过内螺纹与所述X轴丝杠相配合安装，所述X轴滑块的端面上安装有可转动的所述样品夹紧头；所述Y轴滑块可滑动安装在Y轴导轨上，所述Y轴滑块设有内螺纹，所述Y轴丝杠可转动安装在所述Y轴导轨两端，所述Y轴滑块通过内螺纹与所述Y轴丝杠相配合安装，所述X轴导轨的底端固定安装在所述Y轴滑块上；所述Z轴滑块可滑动安装在Z轴导轨上，所述Z轴滑块设有内螺纹，所述Z轴丝杠可转动安装在所述Z轴导轨两端，所述Z轴滑块通过内螺纹与所述Z轴丝杠相配合安装，所述Y轴导轨的背端固定安装在所述Z轴滑块上。7.根据权利要求6所述的电镜样品多功能超薄修切装置，其特征在于，所述X轴滑块端面边缘上设有T形凹槽，所述样品夹紧头一面设有与所述T形凹槽相匹配的T形凸块。8.根据权利要求7所述的电镜样品多功能超薄修切装置，其特征在于，所述X轴滑块端面上设有四个弧形凹槽，其中两个弧形凹槽之间的夹角为90°，所述样品夹紧头一面设有四个方形凹槽，所述方形凹槽内安装有与所述弧形凹槽相匹配的弧形凸块，所述弧形凸块通过复位弹簧安装在方形凹槽中。

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