一種自動化聚焦立體拍攝培養物的光照培養箱的制作方法
【專利說明】
所屬技術領域
[0001]本實用新型涉及生物實驗領域的生物培養設備，具體涉及一種自動化聚焦立體拍攝培養物的光照培養箱。
【背景技術】
[0002]《視頻記錄可調光波光照培養箱》(ZL20，授權公告日:2014-02-05)為觀察培養箱內的生物提出了一種方案。但是，隔著雙層真空玻璃隔板作視頻記錄，無論聚焦目標還是拍攝培養物均不方便。

【發明內容】

[0003]本實用新型提供一種自動化聚焦立體拍攝培養物的光照培養箱，該光照培養箱在其內部的頂部與底部分別安排一套直線軸位移裝置，每一套上安排一個攝像頭，在計算機RS232C接口的操作下，這兩個攝像頭能夠上下精細地移動以便清晰成像，而當攝像頭移動到了直線軸位移裝置的上、下兩個極端位置時，步進電機不會空轉。
[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:它包括一臺光照培養箱、兩套Z軸位移裝置、兩個攝像頭、一臺計算機、兩個微動開關、兩塊MAX232、一塊74HC164、一塊74HC165、一塊74HC273、一塊74HC30以及+5V電源；其中，每一套Z軸位移裝置的兩塊金屬板上分別安置有兩個微動開關，兩個微動開關的位置各自靠近所屬金屬板上的法蘭直線軸承，它倆都面朝滑臺，并當滑臺在滾珠絲桿上移動到靠近所述法蘭直線軸承的兩個極端時，會分別受到滑臺的觸碰；計算機的RS232C接口的兩根輸出聯絡線以及串行數據輸出線分別經過電平轉換電路MAX232以后變換成TTL電平信號RTS、DTR與TXD，RTS、DTR與TXD分別連接有一個下拉電阻，RTS同時連接到74HC164與74HC165的時鐘端，DTR同時連接到74HC164的第一個串行信號輸入端以及74HC165的SHIFT/LOAD端，TXD連接到74HC273的時鐘端，74HC164的第二個串行信號輸入端及其清零端、74HC273與74HC165的清零端都連接到+5V電源的正極，74HC164的八個信號輸出端與74HC273的八個信號輸入端一一連接，74HC273的八個信號輸出端分別連接有一個下拉電阻，74HC273八個信號輸出端中的四個與兩套Z軸位移裝置中的步進電機驅動電路的正轉控制線與反轉控制線一一連接；兩套Z軸位移裝置中的四個微動開關的一端與與非門74HC30的四個輸入端一一連接，還與74HC165的四個并行輸入端一一連接，四個微動開關的另一端都連接到+5V電源的負極，74HC30空余的四個輸入端都連接到+5V電源的正極，74HC165的八個并行輸入端分別連接有一個上拉電阻，74HC165的串行數據輸入端SER以及片選端INH都連接到+5V電源的負極，74HC30的輸出端與74HC165的串行數據輸出端經過電平轉換電路MAX232以后分別連接到計算機的RS232C接口的輸入聯絡線CD與CTS ;第一套Z軸位移裝置通過它的第一塊金屬板上的銷釘孔以及光照培養箱內設置在其頂部的螺絲固定到光照培養箱內的頂部，第二套Z軸位移裝置通過它的第一塊金屬板上的銷釘孔以及光照培養箱內設置在其底部的螺絲固定到光照培養箱內的底部，兩個攝像頭分別安裝在兩套Z軸位移裝置各自的滑臺上，并通過攝像頭的USB電纜分別連接到計算機的兩個USB接口。
[0005]所述一套Z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、聯軸器、一個步進電機、一組步進電機驅動電路以及一個步進電機架；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，其另一端穿過第二塊金屬板上的法蘭直線軸承以后連接到聯軸器的一端，聯軸器的另一端連接步進電機的軸，步進電機的控制線與步進電機驅動電路的輸出配合，步進電機以及步進電機驅動電路都安裝在步進電機架上，步進電機架以及兩塊金屬板都安置在Z軸位移裝置的金屬底板上，金屬底板以及兩塊金屬板上分別開設有銷釘孔。
[0006]本實用新型的有益效果是:計算機RS232C接口通過兩套Z軸位移裝置操作兩個攝像頭各自上下移動，從而清晰成像，既可以從培養物的上方也可以從培養物的下方拍攝培養物；并當攝像頭移動到了上、下兩個極端位置處時，滑臺觸碰到微動開關，產生停止相關步進電機進一步旋轉的中斷響應請求，避免了步進電機的空轉。
【附圖說明】
:
[0007]下面結合附圖對進一步說明本實用新型。
[0008]圖1是本實用新型的方框圖。
[0009]圖2是計算機RS232C接口與TTL邏輯電平信號之間進行電平轉換的電路圖。
[0010]圖3是四個微動開關產生中斷響應信號的電路圖。
[0011 ] 圖4是計算機RS232C接口的CTS檢測四個微動開關狀態的電路圖。
[0012]圖5是計算機RS232C接口的RTS、DTR以及TXD信號控制兩個步進電機的電路圖。
[0013]圖1中，1.光照培養箱，2.計算機，21.計算機的第一個USB接口，22.計算機的第二個USB接口，23.計算機的RS232C接口，3.第一個攝像頭，4.第一套Z軸位移裝置，41.第一個步進電機及其步進電機驅動電路，42.第一個微動開關，43.第二個微動開關，7.第二個攝像頭，8.第二套Z軸位移裝置，81.第二個步進電機及其步進電機驅動電路，82.第三個微動開關，83.第四個微動開關。
【具體實施方式】
[0014]圖1表示本實用新型的整體框架。其中，第一套Z軸位移裝置(4)及其第一個攝像頭(3)安裝在光照培養箱(I)內部的頂部，第二套Z軸位移裝置(8)及其第二個攝像頭(7)安裝在光照培養箱(I)內部的底部。Z軸位移裝置的效果是:步進電機的軸旋轉，驅動著其中的滾珠絲桿旋轉，導致承載攝像頭的滑臺沿著滾珠絲桿精細地移動，重復精度達0.03mm。因此，兩個攝像頭可以精細地調節光學透鏡與目標之間的物距，實現清晰成像。兩個攝像頭分別通過USB電纜連接到計算機(2)的第一個USB接口(21)與第二個USB接口(22)。
[0015]如圖2所示，計算機(2)的RS232C接口(23)的各根聯絡線屬于負邏輯，