[实用新型]一种压电电机驱动的自动控制显微镜载物平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于放置被观测物的载物平台，尤其是涉及一种压电电机驱动的自 动控制显微镜载物平台。

背景技术

随着科技水平的提高，显微镜越来越自动和智能化，对载物台的自动控制需求也逐步提 高；传统采用伺服电机或步进电机的显微镜载物台因结构和驱动方式的原因(需要丝杆、螺 母等)会产生较严重的回程误差，降低观测精度，影响使用效果。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种精度明显优于传统步进电机，直接驱动载物台运动，无需 多余的机械结构，无回程差，速度稳定性显著提高的压电电机驱动的自动控制显微镜载物平 台。

本实用新型包括载物台、第一压电电机、第二压电电机、反馈装置和控制电路；

所述载物台由上至下依次设有上滑块、中间板和底板；上滑块表面作为载物平面，上滑 块与中间板通过上导轨连接构成沿Y轴方向的滑动配合，中间板与底板通过下导轨连接构成 沿X轴方向的滑动配合；第一压电电机的定子固定于中间板上，第一压电电机的动子与上滑 块连接；第二压电电机的定子固定于底板上，第二压电电机的动子与中间板连接；反馈装置 设有第一编码器、第二编码器，第一编码器固定于中间板上，第二编码器固定于底板上，控 制电路包括微处理器，第一编码器和第二编码器的位置检测信号传递至微处理器信号输入端， 微处理器控制信号分别传递至第一压电电机和第二压电电机。

所述微处理器采用数字信号处理器(DSP)或者单片机等嵌入式控制器

与现有技术比较，本实用新型有益效果如下：

本实用新型通过改变驱动载物台上驱动电机，用压电电机代替步进电机，驱动平台进行 X轴和Y轴运动，配合导轨和编码器位置检测实现平台的高精度控制。

压电电机能够直接驱动平台进行直线运动，不需要丝杆和螺母，避免了机械的回程误差、 省去机械部分的维护工作，保证更高的运动精度，同时降低了产品使用维护成本。压电电机 相比于步进电机，能够在断电状态下迅速自锁，并长时间保持在同一位置。反馈装置包括编 码器和光电限位器：编码器检测载物台的相对位置，由于编码器的精度较高，能够提高位置 控制精度，重复定位精度优于1μm，最高分辨率可达到0.005μm；使用光电限位器监控X 轴和Y轴两端，若载物台到达两端，则停止运动。为进一步提高系统安全性，还可加入机械 限位，软件限位功能，形成3层限位保护。

本实用新型用于显微镜载物台系统工作时，上位机发出运动指令，送到控制电路。控制 电路经过运算，生成控制信号。控制信号经过功率放大，驱动主电路的开关管，进而控制压 电电机，载物台随之进行X轴和Y轴的运动。运动过程中，编码器检测载物台的位置，将位 置信号反馈到控制电路，控制电路根据位置反馈信号修正控制信号，形成闭环控制，提高系 统的控制精度。

显然，本实用新型具有如下优点：

1.压电电机控制精度优于传统步进电机。

2.压电电机直接驱动载物台运动，无需多余的机械结构，无回程差。

3.压电电机具有断电自锁功能，并长时间保持在同一位置。

4.压电电机利用逆压电效应运动，空间中的电磁场不会对其造成干扰，电机本身也不会 成为电磁骚扰源。

附图说明

图1为本实用新型实施例的分解结构示意图。

图2为本实用新型实施例的装配结构示意图。

具体实施方式

参见图1和2，本实用新型包括载物台、第一压电电机2、第二压电电机3、 反馈装置和控制电路；

所述载物台由上至下依次设有上滑块11、中间板12和底板13；上滑块11表面作为载物 平面，上滑块11与中间板12通过上导轨14连接构成沿Y轴方向的滑动配合，中间板12与 底板13通过下导轨15连接构成沿X轴方向的滑动配合；第一压电电机2的定子固定于中间 板12上，第一压电电机2的动子通过摩擦条61与上滑块11连接；第二压电电机3的定子固 定于底板13上，第二压电电机3的动子通过摩擦条62与中间板12连接；反馈装置设有第一 编码器41和第二编码器42，第一编码器41固定于中间板12上，第二编码器42固定于底板 13上，控制电路包括微处理器，第一编码器41和第二编码器42的位置检测信号传递至微处 理器信号输入端，微处理器控制信号分别传递至第一压电电机2和第二压电电机3。

所述微处理器采用数字信号处理器(DSP)(也可采用单片机等)嵌入式控制器。