一種自動化聚焦拍攝培養(yǎng)物的光照培養(yǎng)箱的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及生物實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域的生物培養(yǎng)設(shè)備，具體涉及一種自動化聚焦拍攝培養(yǎng)物的光照培養(yǎng)箱。
【背景技術(shù)】
[0002]進(jìn)行微生物組織細(xì)胞培養(yǎng)、種子發(fā)芽、育苗實(shí)驗(yàn)、植物栽培時(shí)需要觀察光照培養(yǎng)箱內(nèi)的實(shí)驗(yàn)情況。《視頻記錄可調(diào)光波光照培養(yǎng)箱》(ZL 2013205546840，授權(quán)公告日:2014-02-05)在培養(yǎng)箱內(nèi)膽側(cè)壁上開孔處安裝高清攝像頭，隔著雙層真空玻璃隔板拍攝培養(yǎng)箱內(nèi)情況。該方案視頻記錄的范圍有限，聚焦拍攝需要人工干預(yù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型提供一種自動化聚焦拍攝培養(yǎng)物的光照培養(yǎng)箱，該光照培養(yǎng)箱內(nèi)部的頂部安置有一套Z軸位移裝置，Z軸位移裝置的滑臺上安置有一個(gè)攝像頭，計(jì)算機(jī)的RS232C接口的兩根輸出聯(lián)絡(luò)線操作Z軸位移裝置的滑臺前進(jìn)或后退，從而精細(xì)調(diào)整攝像頭與光照培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)物的距離，獲得清晰的成像，Z軸位移裝置上安裝了兩個(gè)微動開關(guān)，RS232C接口的兩根輸入聯(lián)絡(luò)線據(jù)此探測攝像頭往上、往下是否位移到了極限位置，避免步進(jìn)電機(jī)空轉(zhuǎn)。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:它包括一臺光照培養(yǎng)箱、一套Z軸位移裝置、一個(gè)攝像頭、一臺計(jì)算機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路以及兩個(gè)微動開關(guān)；其中，光照培養(yǎng)箱內(nèi)部的頂部和底部各自設(shè)置有螺絲，Z軸位移裝置的金屬支撐板通過所述螺絲固定到光照培養(yǎng)箱內(nèi)部的頂部或者底部上，攝像頭安裝在Z軸位移裝置的滑臺上，攝像頭通過攝像頭的USB電纜連接到計(jì)算機(jī)的USB接口，計(jì)算機(jī)RS232C接口的兩根輸出聯(lián)絡(luò)線RTS、DTR經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換電路MAX232以后各自還連接有一個(gè)下拉電阻，然后各自連接到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路的正轉(zhuǎn)控制線和反轉(zhuǎn)控制線，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路的輸出與Z軸位移裝置上的步進(jìn)電機(jī)的控制線配合；兩個(gè)微動開關(guān)分別安置在Z軸位移裝置的兩塊金屬板上，其位置靠近所屬金屬板上的法蘭直線軸承，它倆都朝向滑臺，并當(dāng)滑臺移近金屬板的時(shí)候會受到滑臺的觸碰；兩個(gè)微動開關(guān)的一端都連接到電源的正極，兩個(gè)微動開關(guān)的另一端經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換電路MAX232分別連接到計(jì)算機(jī)RS232C接口的輸入聯(lián)絡(luò)線CTS與DSR，還各自連接一個(gè)下拉電阻。
[0005]Z軸位移裝置包括兩根光軸、一根滾珠絲桿、兩個(gè)法蘭直線軸承、三個(gè)直線軸承、三個(gè)螺母座、一個(gè)滑臺、兩塊金屬板、一塊金屬底板、一個(gè)金屬支撐板、聯(lián)軸器、步進(jìn)電機(jī)架以及步進(jìn)電機(jī)；其中，兩根光軸以及滾珠絲桿彼此平行，各自穿過一個(gè)直線軸承，這三個(gè)直線軸承上各自配合有一個(gè)螺母座，滑臺是一個(gè)金屬板，滑臺上面開設(shè)有銷釘孔，滑臺通過螺絲同時(shí)固定在上述三個(gè)螺母座上；兩塊金屬板各自開設(shè)有左、中、右三個(gè)圓孔，第一根光軸的兩端分別安裝在這兩塊金屬板的左圓孔上，通過這兩個(gè)左圓孔上的螺絲固定，第二根光軸的兩端分別安裝在這兩塊金屬板的右圓孔上，通過這兩個(gè)右圓孔上的螺絲固定；兩塊金屬板上中間的圓孔各自通過螺絲安裝一個(gè)法蘭直線軸承，滾珠絲桿的一端安置在第一塊金屬板上的法蘭直線軸承中，其另一端穿過第二塊金屬板上的法蘭直線軸承連接到聯(lián)軸器的一端，聯(lián)軸器的另一端連接到步進(jìn)電機(jī)的軸；步進(jìn)電機(jī)安置在步進(jìn)電機(jī)架上，步進(jìn)電機(jī)架以及兩塊金屬板都安置在Z軸位移裝置的金屬底板上，金屬底板上第一塊金屬板所在的一端豎立著Z軸位移裝置的金屬支撐板，該金屬支撐板上開設(shè)有銷釘孔。
[0006]本實(shí)用新型的有益效果是:1)計(jì)算機(jī)通過Z軸位移裝置精細(xì)地調(diào)整攝像頭與培養(yǎng)物之間的距離，實(shí)現(xiàn)清晰成象；2) —旦攝像頭移動到了上、下兩個(gè)極端，會觸碰微動開關(guān)告知計(jì)算機(jī)，制止步進(jìn)電機(jī)的進(jìn)一步轉(zhuǎn)動，避免步進(jìn)電機(jī)的空轉(zhuǎn)；3)安裝Z軸位移裝置以及攝像頭方便。
[0007]【附圖說明】:
[0008]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。
[0009]圖1是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的方框圖，攝像頭被安裝在光照培養(yǎng)箱的上方。
[0010]圖中，1.光照培養(yǎng)箱，11.光照培養(yǎng)箱內(nèi)設(shè)置在頂部的螺絲，12.光照培養(yǎng)箱內(nèi)設(shè)置在底部的螺絲，2.計(jì)算機(jī)，21.計(jì)算機(jī)的USB接口，22.計(jì)算機(jī)的RS232C接口，3.攝像頭，4.Z軸位移裝置，5.步進(jìn)電機(jī)，51.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路，61.第一個(gè)微動開關(guān)，位于Z軸位移裝置的滑臺往上移動到極限位置處，62.第二個(gè)微動開關(guān)，位于Z軸位移裝置的滑臺往下移動到極限位置處。
【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖1所示，Z軸位移裝置(4)通過其金屬支撐板上的銷釘孔以及光照培養(yǎng)箱(I)內(nèi)設(shè)置在頂部的螺絲(11)與光照培養(yǎng)箱(I)對接，攝像頭(3)安置在Z軸位移裝置(4)的滑臺上，通過攝像頭的USB電纜連接到計(jì)算機(jī)的USB接口(21)，從光照培養(yǎng)箱(I)的頂部往下拍攝植物生長發(fā)育情況。
[0012]Z軸位移裝置(4)的結(jié)構(gòu)不便于線條圖描述，請到淘寶網(wǎng)上檢索參考。Z軸位移裝置(4)上的滾珠絲桿依序架設(shè)在一個(gè)法蘭直線軸承、一個(gè)直線軸承以及一個(gè)法蘭直線軸承中，兩個(gè)法蘭直線軸承固定在兩塊金屬板上，不能移動，滑臺通過螺母座安置在上述直線軸承上，當(dāng)滾珠絲桿旋轉(zhuǎn)時(shí)可以隨該直線軸承前后移動。滾珠絲桿通過聯(lián)軸器連接到步進(jìn)電機(jī)(5)的軸。兩塊金屬板以及步進(jìn)電機(jī)架都安裝到Z軸位移裝置(4)的金屬底板上。步進(jìn)電機(jī)(5)安裝在步進(jìn)電機(jī)架上。計(jì)算機(jī)的RS232C接口(22)的兩根輸出聯(lián)絡(luò)線輸出的脈沖信號RTS與DTR通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路(51)控制步進(jìn)電機(jī)(5)的正向轉(zhuǎn)動與反向轉(zhuǎn)動。這兩根輸出聯(lián)絡(luò)線經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換電路以后各自連接有下拉電阻R3與R4。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路
(51)的情況請參考單片機(jī)書籍的有關(guān)章節(jié)。
[0013]第一個(gè)微動開關(guān)(61)與第二個(gè)微動開關(guān)(62)的一端分別連接有下拉電阻Rl與下拉電阻R2。Z軸位移裝置(4)的滑臺往上移動到滾珠絲桿的上端極限位置處時(shí)，第一個(gè)微動開關(guān)(61)被Z軸位移裝置(4)上的滑臺觸碰而閉合，產(chǎn)生一個(gè)高電平，該高電平經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換電路MAX232以后連接到RS232C接口(22)的一根輸入聯(lián)絡(luò)線CTS。Z軸位移裝置
(4)的滑臺往下移動到滾珠絲桿的下端極限位置處時(shí)，第二個(gè)微動開關(guān)(62)被Z軸位移裝置(4)上的滑臺觸碰而閉合，產(chǎn)生一個(gè)高電平，該高電平經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換電路MAX232以后連接到RS232C接口(22)的一根輸入聯(lián)絡(luò)線DSR。計(jì)算機(jī)(2)據(jù)此停止輸出驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)(5)進(jìn)一步轉(zhuǎn)動的脈沖。
[0014]通信控件MSComm32.0CX的屬性RTSEnabIe與DTREnabIe分別控制計(jì)算機(jī)的RS232C接口(22)的兩根輸出聯(lián)絡(luò)線RTS與DTR上的電壓，通信控件MSComm32.0CX的屬性CTSHolding與DSRHolding分別用來檢測RS232C接口(22)的輸入聯(lián)絡(luò)線CTS與DSR上的電壓狀態(tài)。具體請參考《Visual Basic與RS-232串行通信控制》(范逸之，陳立元編著，清華大學(xué)出版社，2002年6月第一版)。
[0015]Z軸位移裝置(4)的滑臺移動到什么地方使得攝像頭成像最清晰，由計(jì)算機(jī)(2)根據(jù)分析圖象的結(jié)果來確定。何時(shí)拍攝也由計(jì)算機(jī)(2)的程序決定。
[0016]把Z軸位移裝置(4)通過其金屬支撐板上的銷釘孔以及光照培養(yǎng)箱(I)內(nèi)底部的螺絲(12)與光照培養(yǎng)箱(I)對接，攝像頭(3)就從光照培養(yǎng)箱(I)內(nèi)部的下方往上方拍攝記錄。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自動化聚焦拍攝培養(yǎng)物的光照培養(yǎng)箱，其特征是:它包括一臺光照培養(yǎng)箱、一套Z軸位移裝置、一個(gè)攝像頭、一臺計(jì)算機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路以及兩個(gè)微動開關(guān)；其中，光照培養(yǎng)箱內(nèi)部的頂部和底部各自設(shè)置有螺絲，Z軸位移裝置的金屬支撐板通過所述螺絲固定到光照培養(yǎng)箱內(nèi)部的頂部或者底部上，攝像頭安裝在Z軸位移裝置的滑臺上，攝像頭通過攝像頭的USB電纜連接到計(jì)算機(jī)的USB接口，計(jì)算機(jī)RS232C接口的兩根輸出聯(lián)絡(luò)線RTS、DTR經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換電路MAX232以后各自還連接有一個(gè)下拉電阻，然后各自連接到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路的正轉(zhuǎn)控制線和反轉(zhuǎn)控制線，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路的輸出與Z軸位移裝置上的步進(jìn)電機(jī)的控制線配合；兩個(gè)微動開關(guān)分別安置在Z軸位移裝置的兩塊金屬板上，其位置靠近所屬金屬板上的法蘭直線軸承，它倆都朝向滑臺，并當(dāng)滑臺移近所述金屬板的時(shí)候會受到滑臺的觸碰；兩個(gè)微動開關(guān)的一端都連接到電源的正極，兩個(gè)微動開關(guān)的另一端經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換電路MAX232分別連接到計(jì)算機(jī)RS232C接口的輸入聯(lián)絡(luò)線CTS與DSR，還各自連接一個(gè)下拉電阻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動化聚焦拍攝培養(yǎng)物的光照培養(yǎng)箱，其特征是:所述Z軸位移裝置包括兩根光軸、一根滾珠絲桿、兩個(gè)法蘭直線軸承、三個(gè)直線軸承、三個(gè)螺母座、一個(gè)滑臺、兩塊金屬板、一塊金屬底板、一個(gè)金屬支撐板、聯(lián)軸器、步進(jìn)電機(jī)架以及步進(jìn)電機(jī)；其中，兩根光軸以及滾珠絲桿彼此平行，各自穿過一個(gè)直線軸承，這三個(gè)直線軸承上各自配合有一個(gè)螺母座，滑臺是一個(gè)金屬板，滑臺上面開設(shè)有銷釘孔，滑臺通過螺絲同時(shí)固定在上述三個(gè)螺母座上；兩塊金屬板各自開設(shè)有左、中、右三個(gè)圓孔，第一根光軸的兩端分別安裝在這兩塊金屬板的左圓孔上，通過這兩個(gè)左圓孔上的螺絲固定，第二根光軸的兩端分別安裝在這兩塊金屬板的右圓孔上，通過這兩個(gè)右圓孔上的螺絲固定；兩塊金屬板上中間的圓孔各自通過螺絲安裝一個(gè)法蘭直線軸承，滾珠絲桿的一端安置在第一塊金屬板上的法蘭直線軸承中，其另一端穿過第二塊金屬板上的法蘭直線軸承連接到聯(lián)軸器的一端，聯(lián)軸器的另一端連接到步進(jìn)電機(jī)的軸；步進(jìn)電機(jī)安置在步進(jìn)電機(jī)架上，步進(jìn)電機(jī)架以及兩塊金屬板都安置在Z軸位移裝置的金屬底板上，金屬底板上第一塊金屬板所在的一端豎立著Z軸位移裝置的金屬支撐板，該金屬支撐板上開設(shè)有銷釘孔。
【專利摘要】一種自動化聚焦拍攝培養(yǎng)物的光照培養(yǎng)箱，該光照培養(yǎng)箱內(nèi)部的頂部安置有一套Z軸位移裝置，Z軸位移裝置的滑臺上安置有一個(gè)攝像頭，計(jì)算機(jī)的RS232C接口的兩根輸出聯(lián)絡(luò)線通過步進(jìn)電機(jī)操作Z軸位移裝置的滑臺前進(jìn)或后退，從而精細(xì)調(diào)整攝像頭與光照培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)物的距離，獲得清晰的成像，Z軸位移裝置上安裝了兩個(gè)微動開關(guān)，兩個(gè)微動開關(guān)當(dāng)滑臺移近金屬板的時(shí)候會受到滑臺的觸碰，RS232C接口的兩根輸入聯(lián)絡(luò)線據(jù)此探測攝像頭往上、往下是否位移到了極限位置，避免步進(jìn)電機(jī)空轉(zhuǎn)。安裝方便。
【IPC分類】A01G9-16, H04N5-232, A01G7-04
【公開號】CN204540156
【申請?zhí)枴緾N201520034779
【發(fā)明人】曾藝
【申請人】丁鳳
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年1月19日