一種自動聚焦立體拍攝培養(yǎng)物的光照培養(yǎng)箱的制作方法
【專利說明】
所屬技術(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，具體涉及一種自動聚焦立體拍攝培養(yǎng)物的光照培養(yǎng)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)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(yǎng)物的上、下方直接拍攝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型提供一種自動聚焦立體拍攝培養(yǎng)物的光照培養(yǎng)箱，該光照培養(yǎng)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(diào)節(jié)它們與目標的距離，對培養(yǎng)物上、下方分別清晰成像。
[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:它包括一臺光照培養(yǎng)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(yǎng)箱內(nèi)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(yǎng)箱內(nèi)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(lián)絡(luò)線以及串行數(shù)據(jù)輸出端分別經(jīng)過電平轉(zhuǎn)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(qū)動電路的正轉(zhuǎn)控制線與反轉(zhuǎn)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(lián)軸器、一個步進電機、一組步進電機驅(qū)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(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，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(lián)軸器的一端，聯(lián)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(qū)動電路的輸出配合，步進電機以及步進電機驅(qū)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(shè)有銷釘孔。
[0006]本實用新型的有益效果是:分別從培養(yǎng)物的上方與下方自動地聚焦并拍攝培養(yǎng)物。
【附圖說明】
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[0007]下面結(jié)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(zhuǎn)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(yǎng)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(qū)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(qū)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(yǎng)箱(I)內(nèi)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(yǎng)箱(I)內(nèi)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(zhuǎn)，驅(qū)動著通過聯(lián)軸器連接的滾珠絲桿旋轉(zhuǎn)，結(jié)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(jù)此精細地調(diào)節(jié)光學(xué)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(lián)絡(luò)線以及串行數(shù)據(jù)輸出線經(jīng)過電平轉(zhuǎn)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(qū)動電路主要承擔(dān)產(chǎn)生導(dǎo)致步進電機正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)之電磁線圈激勵脈沖的任務(wù)，具體參見單片機書籍的有關(guān)章節(jié)。一組步進電機驅(qū)動電路有正轉(zhuǎn)控制線與反轉(zhuǎn)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(lián)絡(luò)線RTS與DTR聯(lián)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(xiàn)的一些過渡性信號，使用輸出聯(lián)絡(luò)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(qū)動電路
(41)與第二個步進電機及其步進電機驅(qū)動電路(81)。
【主權(quán)項】
1.一種自動聚焦立體拍攝培養(yǎng)物的光照培養(yǎng)箱，其特征是:包括一臺光照培養(yǎng)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(yǎng)箱內(nèi)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(yǎng)箱內(nèi)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(lián)絡(luò)線以及串行數(shù)據(jù)輸出端分別經(jīng)過電平轉(zhuǎn)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(qū)動電路的正轉(zhuǎn)控制線與反轉(zhuǎn)控制線一一連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自動聚焦立體拍攝培養(yǎng)物的光照培養(yǎng)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(lián)軸器、一個步進電機、一組步進電機驅(qū)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(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，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(lián)軸器的一端，聯(lián)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(qū)動電路的輸出配合，步進電機以及步進電機驅(qū)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(shè)有銷釘孔。
【專利摘要】一種自動聚焦立體拍攝培養(yǎng)物的光照培養(yǎng)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(diào)節(jié)它們與目標的距離，對培養(yǎng)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(qū)動電路。
【IPC分類】C12M1-00, C12M3-00, G03B17-56, C12M1-36, A01G9-16
【公開號】CN204455120
【申請?zhí)枴緾N201520033381
【發(fā)明人】范愛麗, 曾藝
【申請人】廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年1月19日