浅析光学显微镜机械结构设计
光学显微镜的构成
普通光学显微镜的构造主要分为三部分：机械部分、照明部分和光学部分.1.机械部分（1）镜座：是显微镜的底座,用以支持整个镜体.（2）镜柱：是镜座上面直立的部分,用以连接镜座和镜臂.（3）镜臂：一端连于镜柱,一端连于镜筒,是取放显微镜时手握部位.（4）镜筒：连在镜臂的前上方,镜筒上端装有目镜,下端装有物镜转换器.（5）物镜转换器(旋转器)：接于棱镜壳的下方,可自由转动,盘上有3－4个圆孔,是安装物镜部位,转动转换器,可以调换不同倍数的物镜,当听到碰叩声时,方可进行观察,此时物镜光轴恰好对准通光孔中心,光路接通.（6）镜台(载物台)：在镜筒下方,形状有方、圆两种,用以放置玻片标本,中央有一通光孔,我们所用的显微镜其镜台上装有玻片标本推进器(推片器),推进器左侧有弹簧夹,用以夹持玻片标本,镜台下有推进器调节轮,可使玻片标本作左右、前后方向的移动.（7）调节器：是装在镜柱上的大小两种螺旋,调节时使镜台作上下方向的移动.①粗调节器(粗螺旋)：大螺旋称粗调节器,移动时可使镜台作快速和较大辐度的升降,所以能迅速调节物镜和标本之间的距离使物象呈现于视野中,通常在使用低倍镜时,先用粗调节器迅速找到物象.①细调节器(细螺旋)：小螺旋称细调节器,移动时可使镜台缓慢地升降,多在运用高倍镜时使用,从而得到更清晰的物象,并借以观察标本的不同层次和不同深度的结构.2．照明部分装在镜台下方,包括反光镜,集光器.（1）反光镜：装在镜座上面,可向任意方向转动,它有平、凹两面,其作用是将光源光线反射到聚光器上,再经通光孔照明标本,凹面镜聚光作用强,适于光线较弱的时候使用,平面镜聚光作用弱,适于光线较强时使用.（2）集光器(聚光器)位于镜台下方的集光器架上,由聚光镜和光圈组成,其作用是把光线集中到所要观察的标本上.①聚光镜：由一片或数片透镜组成,起汇聚光线的作用,加强对标本的照明,并使光线射入物镜内,镜柱旁有一调节螺旋,转动它可升降聚光器,以调节视野中光亮度的强弱.①光圈(虹彩光圈)：在聚光镜下方,由十几张金属薄片组成,其外侧伸出一柄,推动它可调节其开孔的大小,以调节光量.3.光学部分（1）目镜：装在镜筒的上端,通常备有2－3个,上面刻有5×、10×或15×符号以表示其放大倍数,一般装的是10×的目镜.（2）物镜：装在镜筒下端的旋转器上,一般有3－4个物镜,其中最短的刻有“10×”符号的为低倍镜,较长的刻有“40×”符号的为高倍镜,最长的刻有“100×”符号的为油镜,此外,在高倍镜和油镜上还常加有一圈不同颜色的线,以示区别.。
机械设计中的光学与光学系统设计
机械设计中的光学与光学系统设计光学在机械设计中扮演着至关重要的角色。
无论是在摄像机、显微镜、望远镜、激光器还是其他各种光学设备中，光学原理都被广泛地应用着。
光学系统设计是机械设计中需要特别关注和重视的一个方面，本文将对机械设计中的光学与光学系统设计进行探讨。
一、光学在机械设计中的应用光学在机械设计中有着广泛的应用，可以用于检测、传感、成像等多个方面。
例如，在相机中，光学系统负责将光线聚焦到图像传感器上，通过透镜对光线进行调节，以获得清晰的图像。
在显微镜中，光学系统能够将细微的物体放大，使其能够被肉眼观察到。
因此，光学系统的设计在机械设备的性能和功能方面起着至关重要的作用。
二、光学系统设计的要点在光学系统设计中，需考虑以下几个关键要点：1. 光路设计：光路设计是指确定光线从光源射到接收器的路径。
在确定光路时，需要考虑光线的入射、反射、折射等的过程，以及光线在传输过程中的损耗等因素。
根据具体的机械设计需求，选择合适的光路设计方法，能够确保光学系统能够正常工作。
2. 光学元件的选型与布局：在光学系统设计中，合理选择和布局光学元件是十分重要的。
光学元件包括透镜、棱镜、反射镜等，其种类和配置直接影响到光学系统的成像或传感效果。
因此，需要根据光学系统的具体要求，选择适合的光学元件，并合理安排其位置和数量。
3. 材料与涂层的选择：在光学元件的设计与制造中，要考虑材料的选择和涂层的覆盖。
透镜材料对于光学系统的透射、反射和散射等性能有着重要影响，因此，在选择材料时需要考虑光学透明度、折射率等因素。
此外，涂层的选择也是影响光学系统性能的重要因素，通过合适的涂层能够提高透光率和防反射效果。
4. 光学系统的校准与调试：在光学系统设计结束后，需要进行校准与调试。
校准与调试包括调整光路、调整光学元件的位置等过程，以确保光学系统能够达到设计要求。
校准与调试是一个耗时耗力的过程，需要有专业的技术人员进行操作。
三、光学与机械设计的结合光学与机械设计的结合是现代科学技术发展的必然趋势。
光学显微镜基本构造
光学显微镜是一种常见的实验室仪器，主要用于观察微小物体的形态、结构和性质。
它由多个部件组成，包括光源、物镜、目镜、调焦机构、机械部件和附件等。
下面将对光学显微镜的主要组成构造进行详细介绍。
一、光源光源是光学显微镜的重要组成部分，它提供了光线，使得样品能够被观察。
常见的光源有白炽灯、卤素灯和LED灯等。
白炽灯是传统的光源，它的优点是亮度高，但缺点是寿命短，需要频繁更换。
卤素灯是一种升级版的白炽灯，寿命更长，亮度更高。
LED灯是一种新型的光源，它的优点是寿命长、亮度高、能耗低，但价格相对较高。
光源通常位于显微镜底部，通过镜筒内的反射镜将光线反射到样品上方。
二、物镜物镜是光学显微镜的核心部件之一，它负责将样品的光学信息聚焦到显微镜的眼睛部位。
物镜通常由多个透镜组成，透镜的数量和种类不同，可以使得光线的折射角度不同，从而实现对样品的不同放大倍数。
常见的物镜有4X、10X、40X、100X等，其中4X表示物镜的放大倍数为4倍。
物镜的放大倍数越高，对样品的细节和结构的解析度就越高，但视野和透光率就越低。
三、目镜目镜是光学显微镜的另一个核心部件，它负责将物镜聚焦的光线再次聚焦到观察者的眼睛上，使得观察者能够看到样品的放大图像。
目镜通常由两个或多个透镜组成，也可以使用棱镜来反转和放大图像。
目镜的放大倍数通常为10X，也有一些高倍目镜，如20X、25X等。
目镜的放大倍数越高，观察者看到的图像就越大，但视野也会相应减小。
四、调焦机构调焦机构是光学显微镜的一个重要部分，它负责调节物镜和样品之间的距离，以获得清晰的图像。
调焦机构通常由粗调焦和细调焦两个部分组成。
粗调焦通过移动物镜或样品台来调节距离，以快速调整焦距。
细调焦通过微调螺旋或旋钮来调整焦距，以获得更加精细的调节。
调焦机构还可以通过限制样品台的移动范围来防止样品移动或损坏。
五、机械部件机械部件是光学显微镜的支撑结构，包括底座、支架、臂和样品台等。
底座是显微镜的主体部分，支撑着所有的部件。
光学显微镜的结构及各部件功能
光学显微镜的结构及各部件功能光学显微镜，这个名字听起来就很高大上，是吧？但是别担心，今天咱们就来聊聊这个神奇的玩意儿，深入浅出，让你听得懂，记得住。
显微镜就像是一位细心的侦探，能够帮助我们看到肉眼看不到的微观世界，真是个好帮手啊！那么，它到底是由哪些部分构成的，又各自有什么功能呢？走，我们一起来探探究竟！1. 光学显微镜的基本构造首先，咱们得知道，光学显微镜主要分为几个重要的部分。
首先是“光源”，这可是显微镜的心脏呢！没有它，显微镜就像个没电的手机，完全没有用。
一般来说，光源会用白炽灯或者LED灯，提供强烈而均匀的光线，让你能清晰地看到标本。
1.1 目镜然后是“目镜”。
你可能会问，目镜是干啥的？它就像是一个超级放大镜，帮助你把看到的东西放大。
通常情况下，目镜的放大倍数在10倍左右，当然也有更高的选择。
没错，它能让微小的细胞、细菌变得如此显眼，就像把小虫子放在显微镜下，瞬间就变成了巨无霸，吓死你！1.2 物镜接下来，就是“物镜”了！这个小家伙也是显微镜的灵魂之一，通常有几种不同的放大倍数可供选择，比如4倍、10倍、40倍、100倍等。
物镜就像是显微镜的“眼睛”，它负责捕捉光线，帮助你更细致地观察标本。
你知道吗？物镜的镜头上会有一些特别的涂层，能减少反射，提高成像质量，真的是妙不可言。
2. 显微镜的支架和调焦机构说完光学部分，咱们再来看看显微镜的“身体”，也就是支架和调焦机构。
这些部分虽不那么显眼，但却是支撑显微镜的基础，缺了它们，显微镜可真不能用啊！2.1 支架显微镜的支架就像一根大腿，把整个显微镜撑起来。
它的设计不仅要稳固，还要方便调节。
毕竟，在观察的时候，你可不想显微镜摇摇晃晃，让你看不清楚，简直是“没事找事”！有的显微镜甚至配备了移动平台，可以轻松调整标本的位置，省时省力。
2.2 调焦机构再说说调焦机构，它就是调节显微镜焦距的部分。
没错，你要是没调好焦，那些美丽的细胞图案就像一幅模糊的画，怎么看都不对劲。
光学显微镜的结构和原理
光学显微镜的结构和原理光学显微镜是一种用来观察微小物体的工具。
它的发明使得人类能够更加深入地研究物质的本质和结构，也为科学研究和技术发展提供了有力的支持。
本文将阐述光学显微镜的结构和原理，让读者更好地了解这一令人着迷的仪器。
一、光学显微镜的结构光学显微镜由多个部件组成，每个部件都有其特定的功能。
下面是主要的部件及其功能：1. 目镜目镜是显微镜的一个重要组成部分，它负责放大显微物体的图像。
通常，目镜包含一个透镜，使得物体的图像经过透镜后放大。
2. 物镜物镜是放置在显微镜下方的另一个透镜，它的功能是与目镜共同完成显微物体的放大。
物镜的放大倍数比目镜高，通常达到10 - 100倍。
3. 反光镜反光镜是一个小而平坦的镜片，它位于显微镜底部，与物镜垂直。
反光镜的作用是将光线引导到物镜中央，使得物镜能够捕捉到物体的图像。
4. 台柱台柱是显微镜的一个支撑结构，在其上部分设有透镜和光源。
同时，台柱将底座与光学系统固定在一起，使得显微镜的结构更加牢固。
5. 旋转齿轮旋转齿轮是显微镜的一个操作部件，它可以旋转物镜和目镜。
通过此部件的旋转，可以调整显微物体的放大倍数。
6. 其他组件此外，光学显微镜内还包含其他组件，例如：光源、滑轨、焦点调节手轮、防抖装置等。
二、光学显微镜的原理光学显微镜的原理是利用透镜使光线发生折射，从而改变入射光的方向和强度。
在光路中，光线首先经过光源，并透过凸透镜聚焦到物镜上，物镜再使得经过物体的光线被放大，反射到镜底下的反光镜上。
反光镜再将光线引导到目镜中央，光线在目镜中再次折射，形成最终的视网膜像，使得人眼能够观察到放大的显微图像。
总的来说，光学显微镜的原理可以分为如下几个方面：1. 折射原理光线在透镜中折射，使得其弯曲和聚焦，从而形成放大的显微图像。
2. 放大倍数物镜和目镜分别放大显微物体的图像。
物镜的放大倍数比目镜高，从而使得显微图像得以更好的放大。
3. 焦距调节通过精细调整目镜的焦距和物镜的距离，可以获得更加清晰的显微图像。
光学系统机械结构设计
光学系统机械结构设计
光学系统机械结构设计是指针对某一光学系统的设计，对其机械结构进行优化，以保持或改善其性能，同时满足制造、安装、使用等方面的要求。
在光学系统机械结构设计中，需要考虑以下几个方面：
1. 光学元件的支撑结构设计：光学元件需要通过支撑结构固定在光学系统中的特定位置，以保证光路的稳定性和精度。
支撑结构的设计需要考虑光学元件的尺寸、重量、材料等因素，并确保其在使用过程中不发生变形或松动。
2. 光学系统的外壳设计：外壳是光学系统的保护罩，需要具备防尘、防潮、防震等功能，同时也要考虑制造成本和使用便捷性。
外壳的设计需要考虑光学系统的尺寸、重量、形状等因素，并确保其外观美观、结实耐用。
3. 光学系统的调节机构设计：光学系统需要进行调节以达到最佳的光学性能。
调节机构包括平移、旋转、倾斜等，需要具备微调、精密度高、可靠性好等特点。
调节机构的设计需要考虑调节的范围、灵敏度、精度等因素。
4. 光学系统的固定支架设计：光学系统需要在使用过程中保持稳定，免受外部振动和震动的影响。
固定支架的设计需要考虑支架的刚度、耐用性、可靠性等因素，并确保其与光学元件的支撑结构相匹配。
在进行光学系统机械结构设计时，需要充分考虑光学元件的特性和光学系统的使用环境，并进行适当的计算和模拟。
设计过程中需要进行多次的优化和修改，以保证光学系统的性能和质量。
光学显微镜的组成结构
光学显微镜的组成结构光学显微镜，这个名字听起来就很高大上，对吧？它就像一个神奇的小窗口，让我们能窥探到肉眼看不见的世界。
想象一下，平时我们看东西，都是用眼睛在扫描，觉得世界挺简单。
可当你用上显微镜，那种感觉简直像是打开了宝藏，里面满是细腻的景象，真是让人眼前一亮。
咱们得聊聊显微镜的结构。
光学显微镜就像一台复杂的机器，每个部分都默默地在工作。
最上面的部分，叫做目镜，简单来说，就是你看东西的地方。
就像一扇窗户，让你透过它看到更远的风景。
你知道吗？通过目镜，那个小小的细胞，瞬间变得像个大巨人，仿佛在跟你打招呼，真是太神奇了！然后是物镜，这可是显微镜的“明星”。
它能把光线聚焦，放大那些微小的东西。
你可以想象，物镜就像是一位高超的摄影师，总能捕捉到最精彩的瞬间。
没有它，咱们就只能在黑暗中摸索，根本看不到细节。
那种感觉，就像是打开了一本画册，瞬间让你目不暇接。
接下来是光源部分，显微镜得有光才能看得清楚。
这个光源就像是显微镜的“心脏”，提供了能量。
光线透过样本，像魔法一样让细胞结构、细微的纹路清晰可见。
真是个神奇的过程，光从一个地方穿过，再到达你的眼睛，像是一场华丽的表演。
每一束光都带着故事，讲述着微观世界的奥秘。
再说说载物台，这个小地方可是大有文章。
样品放在上面，就像小客人来到了显微镜的家，随时准备接受观察。
你可以调节它的高度，随心所欲地移动样品，真是方便极了。
想象一下，你在上面放上一片叶子，调整好位置，然后看着它的细胞，就像在观察一幅美丽的风景画，充满了诗意。
此外，还有调焦旋钮，它就像是你看东西时的“眼镜”。
轻轻转动，微距和远景之间的切换，瞬间改变了观察的视角。
就像一位技艺高超的画家，随时都能调整画布的焦点，让细节更加生动。
那些微小的纹路、颜色变化，统统浮现在你的眼前，让人忍不住感叹大自然的鬼斧神工。
光学显微镜就像一个魔法师，把微观世界呈现得淋漓尽致。
通过它，我们不仅能看到细胞、细菌，甚至能观察到生命的起源和奥秘。
光学设备的机械结构设计与性能研究
光学设备的机械结构设计与性能研究光学设备是一类应用光学原理和技术来实现检测、成像、传输和操控光信号的设备。
它们广泛应用于光学通信、医学、航天、军事等领域。
而光学设备的机械结构设计与性能研究，是保证设备高精度、高效率和稳定性的重要环节。
一、机械结构设计光学设备的机械结构设计是指为实现设备功能需求而设计出合理的结构布局、连接方式和尺寸等。
在设计过程中，需要考虑结构的强度、刚度、稳定性、重量、操控方便等因素。
为了保证设备精度和稳定性，机械结构设计要具备以下特点：1. 高稳定性：光学设备对外界振动、温度变化等因素非常敏感，需要采取适当的结构设计来减小这些干扰。
例如，采用多点支撑和隔振技术来降低设备的振动响应。
2. 刚性支撑：光学设备往往需要长时间运行，需要保证结构的刚性，以确保设备的较高速度和精度。
在结构设计中，可以采用加强筋、支撑梁等手段提高结构的刚性。
3. 精度控制：光学设备对于位置和角度的精确控制非常重要。
因此，机械结构设计需要考虑如何实现高精度的位置和运动控制，例如采用精密导轨、驱动器和控制系统等。
4. 快速调节：为了满足不同应用场景的需求，光学设备需要具备快速调节的特点。
因此，在机械结构设计中需要考虑如何实现快速调整和变换，例如采用自动切换装置、光学补偿系统等。
二、性能研究与改进在机械结构设计完成后，需要进行性能研究和改进，以提高设备的效率和性能。
1. 力学性能研究：对光学设备的机械结构进行力学分析和仿真，以评估结构的刚度、稳定性和负载能力等。
通过仿真和实验，可以找出结构的薄弱点，并进行改进。
2. 振动与噪声研究：光学设备对于振动和噪声非常敏感，因此需要对结构进行振动和噪声分析。
通过采用减振措施、隔振技术等手段，可以有效降低振动和噪声的影响。
3. 热稳定性研究：温度变化会导致光学设备的位置和角度漂移，从而影响设备的性能。
因此，需要进行热稳定性研究，找出温度变化对设备的影响，并采取措施来提高设备的温度稳定性。
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浅析光学显微镜机械结构设计
发表时间：2019-04-28T09:29:27.077Z 来源：《基层建设》2019年第6期作者：朱濛1 陈振波2 孔欢3 王鹏程4 姚新科5
[导读] 摘要：光学显微镜（Optical Microscope，简写OM）是利用光学原理，把人眼所不能分辨的微小物体放大成像，以供人们提取微细结构信息的光学仪器。
1、南京工程学院电力工程学院 21167；
2、南京工程学院机械工程学院 21167；
3、南京工程学院电力工程学院 21167；
4、南京工程学院建筑工程学院 21167；
5、南京工程学院自动化学院 21167
摘要：光学显微镜（Optical Microscope，简写OM）是利用光学原理，把人眼所不能分辨的微小物体放大成像，以供人们提取微细结构信息的光学仪器。
光学显微镜的使用范围非常的广泛，发展至今，也衍生出了非常多的类型，本文结合光学显微镜的结构组成，从人体工程视角探索光学显微镜的机械结构设计，从使用的安全性、科学性、可靠性的角度分析了光学显微镜的机械结构设计的规范和标准。
关键词：光学显微镜；机械结构；人体工程学
光学显微镜的结构主要有光学结构和机械结构组成，机械结构的部分不仅能对光学结构有很好的固定作用，还起着关键性的调节作用，机械结构能够发挥光学系统的最大功效，辅助光学系统完成相关的显微镜观察工作。
光学显微镜的机械结构的部分主要在载物台、物镜转换器以及调焦装置等，这些机械结构的设计不仅要遵循基本的机械结构设计原则，还要保证在光学显微镜中的具体的光学操作，除此之外，设计的原则还要迎合人体操作的需求，使得光学显微镜的机械结构更加的吻合人体工程学的设计要求，使得光学显微镜使用更加的舒适方便。
一、光学显微镜的基本构造
对于光学显微镜的机械设计，我们首先要了解光学显微镜的构造组成部分，而且还要知道这些零部件的作用，只有熟知了这些零部件的作用和使用规范，我们才能更加合理的设计光学显微镜的机械结构部分，光学显微镜一般是由载物台、聚光照明系统、物镜，目镜和调焦机构组成。
载物台的作用是放置被观察的物体，使用调焦旋钮来驱动调焦机构能完成对载物台的调节工作。
聚光灯照明系统由聚光灯和光源组成，聚光灯的作用能够让光更多的聚集到被观察的部位。
物镜距离载物台比较近，是第一级的放大装置。
目镜则是于人眼靠近的第二级放大镜头。
这三部分是光学显微镜的重要组成部分，构成了光学显微镜的主要工作原理。
那么机械装置有哪些呢？一般光学显微镜的机械装置有镜座、镜臂、载物台、镜筒、物镜转换器、与调焦装置。
这些机械装置的主要作用是固定和调节光学镜头，调节标本的位置等。
其中镜座是支撑整个显微镜的装置，而镜臂则用来支撑精通和载物台。
二、基于人体工程学的光学显微镜的机械结构设计
人体工程学的设计原理主要是考虑到人体结构和机械结构尺寸，并且综合考虑到人们劳动、工作效果、工作效能等方面，利用系统工程、控制理论、统计学的原理设计出一系列的设计方法。
具体到光学显微镜的机械结构设计中，我们就要考虑到人们的身体尺寸和应用习惯，首先我们从有关部分获得了我国成年人的人体部分尺寸的表格（表-1），以此为根据设计光学显微镜结构部分。
1、载物台的设计
从上面的介绍中我们知道，载物台的作用是用来放置被观察物体的，并且式样能够在载物台上自由的移动，以获取最佳的观察效果。
一般的移动范围是30mm*70mm和50mm*70mm，主要的设计标准就是，载物台距离工作底面的距离于载物台和人体的水平距离，分别设为B1和B2，考虑到人在调节使用载物台的过程中的行为习惯，得出计算式。
其中y1和y2分别衣着修正指数和身体活动余量修正。
同理得出B2的表达式。
经过计算得出：
B1=307～357mm
B2=301～348mm
2、调焦机构设计
调焦机构用于调节光学结构以便于观察人员获取最佳的成像效果，调焦的动作主要包括了上下移动和粗微调节机构，如何合理的设计能够使得人在调焦的过程中更加的舒适和便捷。
首先是调焦旋钮的位置，在具体的使用过程中，显微镜是放在工作台上的，我们无法获取具体的使用高度和姿势，所以我们只能将人体的上身活动分为三个维度的多个不同程度的拆解动作，分别为手肘在X、Y、Z轴上的旋转方向，并在matlab的环境下运行得出，人体的手臂舒适度域：
为了适应大多数人的使用习惯，我们从95百分位这一阶段的数据为设计的参考点，确定出调焦按钮的最佳设计尺寸，从而确定调焦按钮在光学显微镜中的位置。
其次是调焦按钮的外形和尺寸，旋钮的截面形状对于人手的握持方式有着一定的影响，当旋钮和手掌的接触面积越大的时候，人手的贴合的程度越好，那么使用的手感就越好，但是太大了会让人手在长期的握持中增加疲劳感，所以对于旋钮的直径设计要求为。
旋钮的直径设计保持在35mm-75mm之间，厚度的大小在20mm-50mm范围内波动。
最后是旋钮的扭矩M，扭矩的大小设计也非常的重要，太大了会使握持不舒服，太小的话又不利于调焦的准确，由于人类的手部关节的操作力范围为12N-18N，根据人体工程学的计算方法得出M的大小为：
除了基本的形态和尺寸设计，我们还要考虑到载物台移动过程中的摩擦力设计，太小的摩擦力会让调节过程难以掌握精确度，阻力太大的话会增加人使用的机体劳累，所以适当的摩擦力设计也是机械结构设计中需要考虑的内容。
3、物镜转换器的设计
物镜转换器是迅速切换物镜的机械装置，有内定位和外定位两种，转换器的设计直接影响了成像的质量，根据人体工程学的原理，内定位型的转换器比较能够减轻操作的负担，同时还能节省操作台的空间，所以很多光学显微镜的采用内定位转换器，其设计也非常的满足心理学和生理学的设计要求。
结语
本文通过对光学显微镜的主要结构做了介绍，并对光学显微镜的机械部分的功能做了相应的阐述，利用人体工程学的设计理论，对光学显微镜的机械结构部分作出了具体的设计标准的研究，是符合我国当前光学显微镜制造标准的。
参考文献：
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[3]柯燕，甘巧强，杨建军等.模块化的保偏近场扫描光学显微镜结构设计[J].现代科学仪器，2007，（3）：54-56。