[发明专利]一种高精度振动切片机

说明书

技术领域

本发明涉及研究和医疗设备，具体地说是指一种对组织样本进行切片的高精度振动切片机。

背景技术

在现代生物研究和医学检查中，常常需要使用切片机将生物组织制作成一定厚度的薄切片，以便进行染色、成像等进一步的处理和观察。振动切片机是一种广泛应用的切片机类型，其利用一定的装置驱动刀片沿刀刃方向(Y方向)往复振动，以撕裂柔软的生物组织,同时刀片沿X方向进刀，实现切片过程，可将新鲜的活体组织或固定过的组织切成数十微米至数百微米的薄切片。为适应不同的生物组织，通常刀片振动幅值、刀片角度和切片速度等参数为可调节的。由于刀片在沿Y向往复振动的过程中，会产生Z方向上的误差，若误差过大，会导致样本组织切片损伤严重。因此，为保证良好的切片效果，减少样本组织在切片过程中的损伤，应减小刀片振动过程中的Z向误差。

中国专利CN101500767中描述一种基于偏心轮和导轨结构的振动切片机，通过电机带动偏心轮旋转，从而驱动刀片沿导轨往复振动，实现对样本组织的振动切片，但其刀片振动幅值无法调节，同时没有控制Z向误差的机构，并且在长时间使用过程中导轨易发生磨损而导致严重的Z向误差。美国专利US6041686描述了另一种基于偏心轮和导轨结构的振动切片机，通过特殊设计的偏心轮结构，可调节刀片振动幅值，但调节范围有限，仅能选取几个固定值，同时没有控制Z向误差的机构，并且在长时间使用过程中导轨发生磨损，会导致严重的Z向误差。美国专利US6651538描述了一种基于弹簧片结构、采用电磁力驱动的振动切片机，避免了长时间使用过程中的导轨磨损，但其利用的是电磁铁与永磁铁间的相互作用力作为驱动力，难以保证驱动力的方向与刀片振动方向一致，同时没有控制Z向误差的机构，无法减小刀片振动过程中的Z向误差，影响对样本组织的切片效果。

综上所述，现存的振动切片机的刀片振动结构落后，同时缺少对刀片进行微调的装置，不能保证刀刃方向与振动方向一致，易产生严重的Z向误差，导致切片过程中样本组织损伤严重，并影响切片质量。这些问题在实际应用中限制了此类方法的发展和应用，因此发展一种高精度的振动切片机很有必要。

发明内容

本发明提供一种高精度的振动切片机，目的在于克服现有技术中振动切片机Z向误差严重，影响切片质量的缺点。

一种高精度振动切片机，其特征在于：包括底座、单自由度振动结构、电磁力驱动结构、刀片调节架和刀片，所述单自由度振动结构由两个薄片状的弹簧钢片、振动端构成，两个薄片状的弹簧钢片一端分别固定于底座两侧上，另一端通过振动端相连，能进行单自由度振动；所述电磁力驱动结构的两块永磁体固定于振动端上，电磁力驱动结构的线圈骨架并固定于底座上，所述刀片调节架的弹性结构体固定在振动端上，刀片固定在刀片调节架上，刀片调节架并能精密调节刀片的角度。

所述的弹簧钢片制作材料为碳素弹簧钢或合金弹簧钢，通过改变弹簧钢片的尺寸，可控制单自由度振动结构的固有振动频率。

所述电磁力驱动结构包括线圈、两块永磁铁、驱动电路和线圈骨架，两块永磁体固定于振动端上，线圈绕制在线圈骨架上，线圈骨架并固定于底座上，两块永磁铁之间形成均匀磁场，线圈的一边位于磁场中，驱动电路驱动线圈中产生周期性的电流，在磁场的作用下形成周期性的驱动力，驱动力方向与单自由度振动结构的振动方向一致，驱动单自由度振动结构往复振动。

所述线圈采用漆包铜线绕制而成。

所述的刀片调节架包括弹性结构体、微调螺钉、刀片夹具，弹性结构体固定于振动端上；微调螺钉固定在弹性结构体的侧面，刀片夹具固定在弹性结构体上，旋松螺钉后即可调节刀片的俯仰角。

所述弹性结构体的上半部分设有一缺口，将一螺钉旋松后，通过此缺口和调节微调螺钉，推动弹性结构体产生一定的形变，从而调节刀片的滚动角。

所述的微调螺钉为微型精密调节螺钉或微型差分调节螺钉，通过微调螺钉调节刀片角度，保证刀刃方向与单自由度振动结构的振动方向一致，从而减小Z向误差。

有益效果：

1.单自由度振动结构和电磁力驱动结构相结合，形成结构简单、性能稳定的刀片振动装置，避免了机械磨损。

2.通过刀片调节架精密调节刀片的角度，保证刀刃方向与振动方向一致，有效的降低刀片振动过程中的Z向误差，提高振动切片的精度，减小切片过程中样本组织损伤。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2a为本发明的电磁力驱动结构示意图。

图2b为本发明的电磁力驱动方向示意图。

图3a为本发明的刀片调节架示意图。