Module bàn mẫu rack and pinion cho kính hiển vi Galileo

Bản mod này xử lý vài điểm bất tiện của cơ cấu di chuyển bằng 2 vít M5 trên module tiêu chuẩn. Cơ chế rack and pinion độc lập cho trục x và y sẽ tránh tình trạng kẹt/cấn do hai núm liên kết với nhau, và bộ gear mới có tích hợp lò xo để triệt backlash và giảm rung lắc vốn có của thiết kế module cơ bản.

Dù phức tạp hơn, nhưng lại dễ lắp ráp và bảo trì hơn.

Có một bản cơ bản và một biến thể có núm fine movement; nếu chưa chắc thì cứ in bản sau. Lúc nào đổi ý thì vẫn tháo núm fine movement ra được và thay bằng các nút bịt trơn (blank plugs) cũng có sẵn. Làm ngược lại sẽ tốn rất nhiều nhựa.

Bill of Materials

Mod này thay thế toàn bộ stage module, bạn chỉ có thể tận dụng lại các clip và ốc của stage, nên chúng không được liệt kê trong BOM. Bạn cũng có thể tái dùng ống PTFE nếu cắt ra và dùng cho các backers ngắn, nhưng dù sao bạn vẫn sẽ cần thêm.

Một bộ chi tiết in, in cùng setting như các phần còn lại của kính hiển vi.

• 7x ê-cu hãm M3 (M3 locknuts).
• 5x ốc M3x10 SHCS để chỉnh rail (ốc dài hơn cũng dùng được)
• 2x ốc M3x16 SHCS để giữ núm
• 2x ốc M3x20 SHCS và thêm 2x ê-cu hãm M3 nếu bạn dùng biến thể fine movement.
• Khoảng 70 cm ống PTFE
• 6x lò xo bed leveling 8x20 mm
• keo siêu dính (super glue)

CẨN THẬN! Khác với anti backlash trên núm focuser, trong trường hợp này lò xo 8x25 mm sẽ không dùng được

Lắp ráp (Assembling)

Gỡ các sacrificial layers khỏi những bộ phận sau, dùng ốc M3 chọc xuyên qua và nhớ để ý loại bỏ ba-via.

• module
• lower plate
• Nửa trên của các núm lớn (big knobs)
• Các núm fine (fine kobs)

Luồn PTFE vào tất cả các chi tiết có rãnh dành cho nó.
Các rãnh trên module và upper plate bị hở ở hai đầu, nên ống PTFE có xu hướng tuột ra. Sau khi bạn test fit và cắt đúng kích thước, nhỏ vài giọt superglue vào rãnh rồi ấn PTFE xuống để nó không xê dịch.

Cho ê-cu hãm M3 vào các rãnh trên module và lower plate, rồi lắp ốc vào, nhưng chưa siết chặt. Chỉ vặn vài vòng để ốc và ê-cu không rơi ra nữa.

Lắp các núm bằng cách đặt lò xo vào các rãnh của nửa dưới, sau đó đặt nửa trên lên. Dùng một dụng cụ phẳng (mình dùng sống dao, nhưng nhớ an toàn) để nén lò xo cho tới khi chúng búng vào các rãnh phía trên. Lực lò xo nên đủ để giữ hai nửa dính với nhau. Nếu bạn khó giữ cho bánh răng thẳng hàng khi nén lò xo, có thể luồn tạm ốc M3x16 xuyên qua và gắn tạm một ê-cu M3.

Chuẩn bị upper plate bằng cách lắp 2 ốc M3x8 vào các lỗ lớn, tự taro vào nhựa cho tới khi đầu ốc nhô ra ít hơn 1 mm. Chúng sẽ làm chốt chặn (stoppers) cho các slide, nên chiều cao phải gần bằng nhau nhưng không được cao hơn. Đồng thời lắp các clip bằng các ốc và ê-cu M3 đi kèm với clip.

Gắn các backers vào module và upper plate. Chúng sẽ snap fit và được giữ tại chỗ nhờ các plate; nếu bị lỏng, bạn có thể chêm (shim) một chút giấy. Chúng phải nằm ngang bằng với rack trên lower và upper plates để tránh bị nghiêng khi bánh răng chạy qua điểm giữa. Nếu cần chêm, nhớ để ý: đừng để chúng nhô ra quá làm bánh răng không ăn khớp, cũng đừng thấp quá khiến các plate có thể bị nghiêng.

Lắp rail vào mặt sau của lower plate, sau đó lắp upper plate (nó phải trượt vào tự do).

Cho núm dưới (lower knob) vào module, canh răng ăn khớp với rack trên upper plate. Cố định bằng ê-cu hãm ở mặt dưới của lower plate và ốc M3x16. Bạn có thể thêm chút mỡ ở đáy núm, nhưng đừng bôi mỡ lên răng, nhất là nếu bạn dùng bản fine focusing, không là xoay núm sẽ dính mỡ tay.

Giờ tới bước siết các ốc ở mặt sau của rail. Bắt đầu bằng cách siết đều tay cho đến khi chúng chạm vào mặt sau của rail (bạn sẽ thấy xuất hiện một khe hở nhỏ giữa rail và bệ đỡ), rồi siết thêm vài vòng nữa. Thử độ trượt của upper plate: phải trượt nhẹ, nhưng không được rơ. Siết/nới các ốc, và cả ốc giữ núm, cho tới khi bạn thấy ổn.

QUAN TRỌNG! Nhìn chuyển động của plate từ bên hông nữa. Do núm được chẻ đôi để anti backlash, plate có thể có xu hướng bị kéo nhấc lên một bên. Lực nén từ các ốc cũng giúp ngăn việc này, và mình thấy kết quả tốt nhất là giữ phía hay bị kéo nhấc lên siết hơi chặt hơn phía còn lại.

Nếu bạn lắp bản fine movement, giờ hãy lắp các núm fine movement bằng ốc M3x20 và ê-cu hãm M3.

Bạn có thể thấy sẽ có vài vị trí/điểm mà các núm chạy mượt hơn khi ăn với nhau và với rack. Hệ này sẽ không dùng hết một vòng quay đầy đủ của từng núm, nên bạn cứ thử xoay theo các hướng lắp khác nhau để tìm “alignment of the sweetspots”.

Lắp backers và rail vào thân module, sau đó lắp lower plate và các núm, theo đúng quy trình và các lưu ý như stage phía trên.