專利名稱：自動(dòng)正置金相顯微系統(tǒng)多媒體互動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯微實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)，特別是自動(dòng)正置金相顯微系統(tǒng)多媒體互動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。
背景技術(shù)：
用顯微鏡進(jìn)行形態(tài)觀察是醫(yī)學(xué)、生物、生化、工業(yè)等各種科學(xué)領(lǐng)域中各門(mén)微觀形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)課普遍使用的教學(xué)模式和手段，也是使學(xué)生通向微觀世界的重要窗口。學(xué)生只有通過(guò)自己觀察鏡下的顯微結(jié)構(gòu)，才能真正的理解和掌握理論知識(shí)，從而達(dá)到提高學(xué)生認(rèn)識(shí)、分析和綜合能力的目的。但由于顯微鏡使用的特殊性和個(gè)體性，傳統(tǒng)的鏡下觀察使學(xué)生很難得到教師的有效指導(dǎo)。此外，由于傳統(tǒng)的正置金相顯微鏡自動(dòng)化程度低，且不能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信功能，在現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在諸多不便。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供自動(dòng)正置金相顯微系統(tǒng)多媒體互動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，是通過(guò)新型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行多媒體互動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。這一系統(tǒng)將傳統(tǒng)的由教師個(gè)別地手把手地教學(xué)生用顯微鏡進(jìn)行微觀形態(tài)觀察，變?yōu)閹熒?dòng)的、圖像共享的、高效率的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)體系。本發(fā)明的自動(dòng)正置金相顯微系統(tǒng)多媒體互動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，其正置金相顯微鏡是具有接收計(jì)算機(jī)指令而進(jìn)行自動(dòng)調(diào)焦、自動(dòng)控制載物臺(tái)位置和圖像采集功能的自動(dòng)正置金相顯微鏡，帶有自動(dòng)正置金相顯微鏡的計(jì)算機(jī)作為教師用機(jī)和帶有自動(dòng)正置金相顯微鏡的計(jì)算機(jī)作為學(xué)生機(jī)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接到同一個(gè)交換機(jī)上，教師用機(jī)和學(xué)生機(jī)上都安裝有利用 VC編程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件和金相分析軟件。上述的自動(dòng)正置金相顯微鏡的鏡筒頂部設(shè)置圖像采集的C⑶接口，工作臺(tái)是由X 向步進(jìn)電機(jī)、Y向步進(jìn)電機(jī)、Z向步進(jìn)電機(jī)分別控制的X向臺(tái)板、Y向臺(tái)板、Z向臺(tái)板組成的三軸聯(lián)動(dòng)工作臺(tái)，物鏡安裝在由W軸步進(jìn)電機(jī)控制的物鏡轉(zhuǎn)換器上，可接收PC機(jī)指令并處理的單片機(jī)電路設(shè)置于顯微鏡內(nèi)的電路板中。自動(dòng)正置金相顯微鏡通過(guò)串口線與計(jì)算機(jī)連接，圖像采集的CXD接口通過(guò)USB接口與計(jì)算機(jī)連接。教師用機(jī)和學(xué)生機(jī)通過(guò)交換機(jī)搭建100M局域網(wǎng)。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，局域網(wǎng)中教師用機(jī)一臺(tái)，可以配套學(xué)生機(jī)1 M9臺(tái)。本發(fā)明方案(1)在互動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中，利用VC編程實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)廣播與網(wǎng)絡(luò)輔導(dǎo)，達(dá)到“遙感”與“遙視”雙重功能，實(shí)現(xiàn)多媒體課堂的互動(dòng)教學(xué)。(2)利用數(shù)字圖像處理技術(shù)，采用VC編程開(kāi)發(fā)金相分析軟件，可以實(shí)現(xiàn)球墨鑄鐵特征參數(shù)自動(dòng)分析，幾何量任意測(cè)量。(3)采用交換機(jī)搭建100M局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)因特網(wǎng)或局域網(wǎng)遠(yuǎn)程控制，可由遠(yuǎn)程用戶端用電腦操作顯微鏡進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)采集和遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)教學(xué)。(4)自動(dòng)顯微系統(tǒng)的主要組成儀器——全自動(dòng)正置金相顯微鏡采用四軸三連動(dòng)(三軸聯(lián)動(dòng)是X Y Z工作臺(tái)板的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，四軸三聯(lián)動(dòng)是控制工作臺(tái)的X、Y、Z向電動(dòng)調(diào)節(jié)以及鏡頭的電動(dòng)切換。)，實(shí)現(xiàn)χ、y軸載物臺(tái)、Z軸自動(dòng)調(diào)焦和物鏡轉(zhuǎn)換器數(shù)控轉(zhuǎn)換三部分的自動(dòng)控制。本發(fā)明的有益效果是，在金相顯微系統(tǒng)的基礎(chǔ)上結(jié)合自動(dòng)控制軟件與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件兩者優(yōu)勢(shì)，研發(fā)出集自動(dòng)控制與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)為一體的自動(dòng)顯微系統(tǒng)多媒體互動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，是顯微教學(xué)模式的一種改革；本發(fā)明是集自動(dòng)正置金相顯微系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件、金相分析軟件于一體的全新的互動(dòng)教學(xué)系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的金相教學(xué)模式相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了師生之間的真正互動(dòng)。本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包括教師用機(jī)和學(xué)生機(jī)，教師用機(jī)利用教學(xué)軟件通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)把金相教學(xué)圖像進(jìn)行教學(xué)廣播與遠(yuǎn)程遙控輔導(dǎo)，使得互動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)既具有“遙感”又具有“遙視”功能，從而提高了金相教學(xué)的質(zhì)量和效率；利用金相分析軟件可以使學(xué)生快速的獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果，提高了教學(xué)效率。


圖1自動(dòng)正置金相顯微系統(tǒng)多媒體互動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)構(gòu)建示意圖； 圖2自動(dòng)正置金相顯微鏡主體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式見(jiàn)圖1。自動(dòng)正置金相顯微鏡1是具有接收計(jì)算機(jī)2指令而進(jìn)行自動(dòng)調(diào)焦、自動(dòng)控制載物臺(tái)位置和圖像采集的的功能，帶有自動(dòng)正置金相顯微鏡1的計(jì)算機(jī)2作為教師用機(jī)和帶有自動(dòng)正置金相顯微鏡1的計(jì)算機(jī)2作為學(xué)生機(jī)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接到同一個(gè)交換機(jī)3上， 教師用機(jī)和學(xué)生機(jī)上都安裝有利用VC編程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件和金相分析軟件。自動(dòng)正置金相顯微鏡1通過(guò)串口線與計(jì)算機(jī)2連接，自動(dòng)正置金相顯微鏡1的圖像采集的CXD接口通過(guò)USB接口與計(jì)算機(jī)2連接。教師用機(jī)和學(xué)生機(jī)通過(guò)交換機(jī)3搭建100M局域網(wǎng)，形成了本發(fā)明的自動(dòng)正置金相顯微系統(tǒng)多媒體互動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。本發(fā)明中教師用機(jī)一臺(tái)，學(xué)生機(jī)四臺(tái)。見(jiàn)圖2。上述的自動(dòng)正置金相顯微鏡1的鏡筒4頂部設(shè)置圖像采集的C⑶接口 5， 工作臺(tái)是由X向步進(jìn)電機(jī)6、Y向步進(jìn)電機(jī)7、Z向步進(jìn)電機(jī)8分別控制的X向臺(tái)板9、Y向臺(tái)板10、Z向臺(tái)板11組成的三軸聯(lián)動(dòng)工作臺(tái)，物鏡安裝在由W軸步進(jìn)電機(jī)12控制的物鏡轉(zhuǎn)換器13上，可接收PC機(jī)指令并處理的單片機(jī)電路14設(shè)置于顯微鏡內(nèi)的電路板中。
權(quán)利要求
1.自動(dòng)正置金相顯微系統(tǒng)多媒體互動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，包括計(jì)算機(jī)、正置金相顯微鏡，其特征是正置金相顯微鏡是具有接收計(jì)算機(jī)指令而進(jìn)行自動(dòng)調(diào)焦、自動(dòng)控制載物臺(tái)位置和圖像采集功能的的自動(dòng)正置金相顯微鏡，帶有自動(dòng)正置金相顯微鏡的計(jì)算機(jī)作為教師用機(jī)和帶有自動(dòng)正置金相顯微鏡的計(jì)算機(jī)作為學(xué)生機(jī)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接到同一個(gè)交換機(jī)上，教師用機(jī)和學(xué)生機(jī)上都安裝有利用VC編程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件和金相分析軟件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)正置金相顯微系統(tǒng)多媒體互動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，其特征是自動(dòng)正置金相顯微鏡的鏡筒頂部設(shè)置圖像采集的C⑶接口，工作臺(tái)是由X向步進(jìn)電機(jī)、 Y向步進(jìn)電機(jī)、Z向步進(jìn)電機(jī)分別控制的X向臺(tái)板、Y向臺(tái)板、Z向臺(tái)板組成的三軸聯(lián)動(dòng)工作臺(tái)，物鏡安裝在由W軸步進(jìn)電機(jī)控制的物鏡轉(zhuǎn)換器上，可接收PC機(jī)指令并處理的單片機(jī)電路設(shè)置于顯微鏡內(nèi)的電路板中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動(dòng)正置金相顯微系統(tǒng)多媒體互動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，其特征是自動(dòng)正置金相顯微鏡通過(guò)串口線與計(jì)算機(jī)連接，圖像采集的C⑶接口通過(guò)USB接口與計(jì)算機(jī)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動(dòng)正置金相顯微系統(tǒng)多媒體互動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，其特征是教師用機(jī)和學(xué)生機(jī)通過(guò)交換機(jī)搭建100M局域網(wǎng)。
全文摘要
本發(fā)明的自動(dòng)正置金相顯微系統(tǒng)多媒體互動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，其正置金相顯微鏡是具有接收計(jì)算機(jī)指令而進(jìn)行自動(dòng)調(diào)焦、自動(dòng)控制載物臺(tái)位置和圖像采集功能的自動(dòng)正置金相顯微鏡，帶有自動(dòng)正置金相顯微鏡的計(jì)算機(jī)作為教師用機(jī)和帶有自動(dòng)正置金相顯微鏡的計(jì)算機(jī)作為學(xué)生機(jī)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接到同一個(gè)交換機(jī)上，教師用機(jī)和學(xué)生機(jī)上都安裝有利用VC編程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件和金相分析軟件。本發(fā)明集自動(dòng)正置金相顯微系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件、金相分析軟件于一體，實(shí)現(xiàn)了師生之間的真正互動(dòng)，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)把金相教學(xué)圖像進(jìn)行教學(xué)廣播與遠(yuǎn)程遙控輔導(dǎo)，提高了金相教學(xué)的質(zhì)量和效率。
文檔編號(hào)G02B21/36GK102270396SQ20111020149
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月19日
發(fā)明者于新業(yè), 孟慶新, 張雪飛, 李鵬, 柴華昕, 肖冉, 肖華鵬, 蕭澤新, 趙瑩瑩, 鄧仕超 申請(qǐng)人:桂林電子科技大學(xué)