自動化聚焦拍攝培養(yǎng)物的人工氣候箱的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及生物實驗領(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)物的人工氣候箱。
【背景技術(shù)】
[0002]《視頻記錄可調(diào)光波光照培養(yǎng)箱》(ZL2013205546840，授權(quán)公告日:2014-02-05)提出了一種隔著雙層真空玻璃隔板去拍攝光照培養(yǎng)箱內(nèi)生物的方案。顯然，雙層真空玻璃隔板限制了成像的視野，也不利清晰成像。該技術(shù)方案還提出了觀察不同光照波長以及光照強度輻照下生物的培養(yǎng)的思路，但沒有說明其LED燈的具體電路及其工作方式，也沒有說明是否利用該LED燈輔助拍攝。而對于人工氣候箱，需要模擬各種氣候條件，包括暗黑的夜晚，拍攝當然離不開照明，而這輔助照明不應(yīng)當影響所模擬的氣候條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型提供一種自動化聚焦拍攝培養(yǎng)物的人工氣候箱，該人工氣候箱借助三套直線軸位移裝置使得攝像頭能在水平面上移動并定位目標，而在豎直方向上下移動以調(diào)節(jié)拍攝物距，并當攝像頭在水平面上以及豎直方向上移動到了極端的位置時，自動停止前進，拍攝時光照不足的情況下，照明LED燈會適時短暫地發(fā)光。
[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:它包括一臺人工氣候箱、三套直線軸位移裝置、一個攝像頭、一臺計算機、一個交流固態(tài)繼電器以及一個照明LED燈；其中，74HC273的數(shù)據(jù)輸出端Q7以及+5V電源的負極分別連接到一個交流固態(tài)繼電器的兩個輸入控制端，該交流固態(tài)繼電器的兩個輸出受控端與220V市電以及一個照明LED燈組成串聯(lián)回路；第一套直線軸位移裝置通過其金屬底板上的銷釘孔安置在人工氣候箱內(nèi)部的頂部，第二套直線軸位移裝置通過其金屬底板上的銷釘孔以及第一套直線軸位移裝置的滑臺上的銷釘孔安置到第一套直線軸位移裝置的滑臺上，第三套直線軸位移裝置通過其第一塊金屬板上的銷釘孔以及第二套直線軸位移裝置的滑臺上的銷釘孔安置到第二套直線軸位移裝置的滑臺上，這三套直線軸位移裝置的滾珠絲桿相互垂直，攝像頭安裝在第三套直線軸位移裝置的滑臺上，攝像頭通過攝像頭的USB電纜連接到計算機的USB接口 ；計算機RS232C接口的輸出聯(lián)絡(luò)線RTS經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換電路連接到8位串入并行出移位寄存器74HC164以及8位并行裝入或串入串出寄存器74HC165各自的時鐘輸入端，計算機RS232C接口的輸出聯(lián)絡(luò)線DTR經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換電路以后分別連接到74HC164的一個串行數(shù)據(jù)輸入端以及74HC165的SHIFT/LOAD端，74HC164的另一個串行數(shù)據(jù)輸入端以及清零端都連接到+5V電源的正極，74HC164的8個并行數(shù)據(jù)輸出端與74HC273的8個數(shù)據(jù)輸入端D —一連接，74HC273有8個數(shù)據(jù)輸出端:Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7以及Q8，這8個數(shù)據(jù)輸出端各自連接有一個下拉電阻，Ql與Q2分別連接到第一套直線軸位移裝置的步進電機驅(qū)動電路的正轉(zhuǎn)控制線與反轉(zhuǎn)控制線，Q3與Q4分別連接到第二套直線軸位移裝置的步進電機驅(qū)動電路的正轉(zhuǎn)控制線與反轉(zhuǎn)控制線，Q5與Q6分別連接到第三套直線軸位移裝置的步進電機驅(qū)動電路的正轉(zhuǎn)控制線與反轉(zhuǎn)控制線，計算機RS232C接口的數(shù)據(jù)輸出線TXD經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換電路以后連接到74HC273的時鐘輸入端，74HC273的時鐘輸入端還連接有一個下拉電阻，74HC273的清零端連接到+5V電源的負極；74HC165有8個并行信號輸入端:A、B、C、D、E、F、G以及H，它們各自連接有一個上拉電阻，每一套直線軸位移裝置有兩個微動開關(guān)，所述并行信號輸入端A、B、C、D、E以及F分別連接到三套直線軸位移裝置的六個微動開關(guān)的一端，這六個微動開關(guān)的另一端都連接到+5V電源的負極，74HC165的串行信號輸出端QH經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換電路以后連接到計算機RS232C接口的輸入聯(lián)絡(luò)線CTS，74HC165的串行信號輸入端DS連接到+5V電源的正極，74HC165的片選端INH連接到+5V電源的負極；六個微動開關(guān)沒有連接到+5V電源的負極的那一端都與一個8輸入與非門74HC30的八個輸入端中的六個一一連接，74HC30剩余的兩個輸入端都連接到+5V電源的正極，74HC30的輸出端經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換電路連接到計算機RS232C接口的輸入聯(lián)絡(luò)線⑶。
[0005]所述一套直線軸位移裝置包括兩根光軸、一根滾珠絲桿、兩個法蘭直線軸承、三個直線軸承、三個螺母座、一個滑臺、兩塊金屬板、一塊金屬底板、一個聯(lián)軸器、一個步進電機、一個步進電機架、一組步進電機驅(qū)動電路以及兩個微動開關(guān)；其中，兩根光軸以及滾珠絲桿彼此平行，各自穿過一個直線軸承，這三個直線軸承上各自配合有一個螺母座，滑臺是一個金屬板，滑臺上面開設(shè)有銷釘孔，滑臺通過螺絲同時固定在上述三個螺母座上；兩塊金屬板各自開設(shè)有左、中、右三個圓孔，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，滾珠絲桿的另一端穿過第二塊金屬板上的法蘭直線軸承，然后連接到聯(lián)軸器的一端，聯(lián)軸器的另一端連接到一臺步進電機，該步進電機安置在一個步進電機架上，并與一組步進電機驅(qū)動電路的輸出端相連接，該組步進電機驅(qū)動電路有一根正轉(zhuǎn)控制線和一根反轉(zhuǎn)控制線；兩塊金屬板都安置在該套直線軸位移裝置的金屬底板上，兩塊金屬板以及金屬底板上分別開設(shè)有銷釘孔；兩塊金屬板上靠近法蘭直線軸承的地方分別安置有一個微動開關(guān)，每一個微動開關(guān)都朝向滑臺，并當該滑臺移近所屬金屬板上的法蘭直線軸承時，該法蘭直線軸承附近的微動開關(guān)會受到該滑臺的觸碰。
[0006]本實用新型的有益效果是:在計算機程序的管理下，RS232C接口操作三個步進電機轉(zhuǎn)動，結(jié)果是:攝像頭沿著X軸與Y軸方向去尋找目標，在Z軸方向調(diào)節(jié)拍攝物距，拍攝時還會根據(jù)照明情況決定是否短暫地讓照明LED燈發(fā)光，既成像清晰又不影響人工氣候箱內(nèi)的狀況；并采用三對微動開關(guān)探測攝像頭是否位移到了極端，避免了步進電機空轉(zhuǎn)，自動化進行，功能較完備。
[0007]【附圖說明】:
[0008]下面結(jié)合附圖進一步說明本實用新型。
[0009]圖1是本實用新型的主要組成方框圖。
[0010]圖2是計算機RS232C接口與本實用新型對接的電平轉(zhuǎn)換電路圖，其中，左邊的信號名稱后括號內(nèi)的數(shù)字系該信號線在計算機RS232C接口中的排序。
[0011]圖3是計算機RS232C接口信號控制三個步進電機正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)的電路圖。
[0012]圖4是計算機RS232C接口的CTS線查詢六個微動開關(guān)受到觸碰與否的電路圖。
[0013]圖5是六個微動開關(guān)受到觸碰而產(chǎn)生計算機RS232C接口中斷請求信號的電路圖。
[0014]圖1中，1.人工氣候箱，2.計算機，21.計算機USB接口，22.計算機RS232C接口，3.攝像頭，4.三套直線軸位移裝置，41.- 46.微動開關(guān)，47.- 49.一個步進電機以及一組步進電機驅(qū)動電路，51.交流固態(tài)繼電器，52.220V市電，53.照明LED燈。
【具體實施方式】
[0015]本實用新型主要的結(jié)構(gòu)關(guān)系如圖1所示。攝像頭(3)安裝在三套直線軸位移裝置(4)的第三套直線軸位移裝置的滑臺上，三套直線軸位移裝置(4)安置在人工氣候箱(I)的上部，攝像頭(3)從上往下拍攝。攝像頭(3)通過計算機的USB接口(21)連接到計算機
(2)。來自圖3中74HC273空閑的輸出端的信號Q7控