一種自動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)隔著雙層真空玻璃隔板作視頻記錄，距離下述觀察要求甚遠:自動聚焦、且從培養物的上、下方直接拍攝。
【發明內容】
[0003]本實用新型提供一種自動聚焦立體拍攝培養物的光照培養箱，該光照培養箱在其頂部與底部分別安排一套直線軸位移裝置，在計算機RS232C接口的操作下，兩個攝像頭得以分別精細地調節它們與目標的距離，對培養物上、下方分別清晰成像。
[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、兩塊MAX232、一塊74HC164、一塊74HC273以及+5V電源；其中，第一套Z軸位移裝置通過它的第一塊金屬板上的銷釘孔安裝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安裝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 ；計算機的RS232C接口的兩根輸出聯絡線以及串行數據輸出端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連接到74HC164的時鐘端，DTR連接到74HC164的第一個串行信號輸入端，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以及74HC273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的八個信號輸出端各自連接有一個下拉電阻，74HC273八個信號輸出端中的四個分別與第一套、第二套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。
[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:分別從培養物的上方與下方自動地聚焦并拍攝培養物。
【附圖說明】
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[0007]下面結合附圖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。
[0011]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，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。
【具體實施方式】
[0012]圖1是本實用新型的方框圖。其中，第一個攝像頭(3)安置在第一套Z軸位移裝置(4)中的滑臺上，它倆一起安裝在光照培養箱(I)內部的頂部。第二個攝像頭(7)安置在第二套Z軸位移裝置(4)中的滑臺上，它倆一起安裝在光照培養箱(I)內部的底部。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)。Z軸位移裝置上步進電機的軸旋轉，驅動著通過聯軸器連接的滾珠絲桿旋轉，結果是承載攝像頭的滑臺沿著滾珠絲桿精細地移動。兩個攝像頭據此精細地調節光學透鏡與目標之間的物距，做到成像清晰。
[0013]計算機(2)的RS232C接口(23)的兩根輸出聯絡線以及串行數據輸出線經過電平轉換電路例如MAX232以后分別變換成TTL邏輯電平信號RTS、DTR與TXD，如圖2所示，步進電機驅動電路主要承擔產生導致步進電機正轉或者反轉之電磁線圈激勵脈沖的任務，具體參見單片機書籍的有關章節。一組步進電機驅動電路有正轉控制線與反轉控制線兩根，控制兩個步進電機一共需要四位二進制控制信號。為此，RS232C接口(23)的輸出聯絡線RTS與DTR聯合操作串入并出移位寄存器74HC164，可以準確地輸出八位二進制控制信號，如圖3所示。計算機的RS232C接口(23)受通信控件MSComm32.0CX的管理。為了避免74HC164串行移位輸出過程中其輸出端出現的一些過渡性信號，使用輸出聯絡線TXD在正確的時刻控制74HC273把所述四位二進制控制信號施加到第一個步進電機及其步進電機驅動電路
(41)與第二個步進電機及其步進電機驅動電路(81)。
【主權項】
1.一種自動聚焦立體拍攝培養物的光照培養箱，其特征是: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、兩塊MAX232、一塊74HC164、一塊74HC273以及+5V電源；其中，第一套Z軸位移裝置通過它的第一塊金屬板上的銷釘孔安裝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安裝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 ；計算機的RS232C接口的兩根輸出聯絡線以及串行數據輸出端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連接到74HC164的時鐘端，DTR連接到74HC164的第一個串行信號輸入端，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以及74HC273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的八個信號輸出端各自連接有一個下拉電阻，74HC273八個信號輸出端中的四個分別與第一套、第二套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。
2.根據權利要求1所述的一種自動聚焦立體拍攝培養物的光照培養箱，其特征是: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。
【專利摘要】一種自動聚焦立體拍攝培養物的光照培養箱，在其頂部與底部分別安排一套直線軸位移裝置，在計算機RS232C接口的操作下，兩個攝像頭得以分別精細地調節它們與目標的距離，對培養物上、下方分別清晰成像。計算機RS232C接口的RTS連接到74HC164的時鐘端，DTR連接到74HC164的串行信號輸入端，TXD連接到74HC273的時鐘端，74HC164的輸出與74HC273的輸入一一連接，74HC273的八個輸出信號中的四個分別連接到兩組步進電機驅動電路。
【IPC分類】C12M1-00, C12M3-00, G03B17-56, C12M1-36, A01G9-16
【公開號】CN204455120
【申請號】CN201520033381
【發明人】范愛麗, 曾藝
【申請人】廣西壯族自治區農業科學院蔬菜研究所
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年1月19日