一种电动聚焦拍摄培养物的人工气候箱的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及生物实验领域的生物培养设备，具体涉及一种电动聚焦拍摄培养物的人工气候箱。
【背景技术】
[0002]《视频记录可调光波光照培养箱》(ZL2013205546840，授权公告日:2014-02-05)隔着双层真空玻璃用高清摄像头拍摄光照培养箱内的情况。它使用LED灯作为替代光源，变化其波长与强度，观察被辐照植物。但是，该技术方案并没有叙述拍摄聚焦及其照明情况。对于人工气候箱，当模拟暗黑的夜晚时，需要照明帮助摄像头拍摄。
【发明内容】
[0003]本实用新型提供一种电动聚焦拍摄培养物的人工气候箱，该人工气候箱通过两个按键操作步进电机正转或者反转，据此移动摄像头，精细地调节摄像头的物距，使之清晰成像；当摄像头移动到上、下两个极端，步进电机会自动停止进一步的旋转；拍摄时，如果人工气候箱内照明不足，会自动地、短暂地点亮照明LED灯。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:它包括一台人工气候箱、一套Z轴位移装置、一个摄像头、一台计算机、两个按键、两个不可重触发单脉冲发生器、步进电机驱动电路、一个照明LED灯、一个交流固态继电器以及+5V电源；其中，计算机的RS232C接口的一根输出联络线DTR经过电平转换电路MAX232以后与+5V电源的负极分别连接到交流固态继电器的两个输入控制端，220V市电与交流固态继电器的两个输出受控端以及照明LED灯组成串联回路；人工气候箱内其顶部设置有螺丝，Z轴位移装置的金属支撑板通过人工气候箱内其顶部的螺丝固定到人工气候箱内的顶部，摄像头安装在Z轴位移装置的滑台上，摄像头通过摄像头的USB电缆连接到计算机的USB接口 ；两个按键的一端都连接到电源的负极，两个按键的另一端分别连接到一个不可重触发单脉冲发生器的触发信号输入端TR-，所述两个触发信号输入端TR-各自连接一个上拉电阻，两个不可重触发单脉冲发生器的输出端Q分别连接到步进电机驱动电路的正转控制线与反转控制线，步进电机驱动电路的输出与Z轴位移装置上的步进电机相配合；Z轴位移装置上的两个微动开关的一端都连接到电源的正极，它俩的另一端分别连接到一个不可重触发单脉冲发生器的复位控制端，所述两个复位控制端各自连接一个下拉电阻。
[0005]Z轴位移装置包括两根光轴、一根滚珠丝杆、两个法兰直线轴承、三个直线轴承、三个螺母座、一个滑台、两块金属板、一块金属底板、一个金属支撑板、联轴器、步进电机、步进电机架以及两个微动开关；其中，两根光轴以及滚珠丝杆彼此平行，各自穿过一个直线轴承，这三个直线轴承上各自配合有一个螺母座，滑台是一个金属板，滑台上面开设有销钉孔，滑台通过螺丝同时固定在上述三个螺母座上；两块金属板各自开设有左、中、右三个圆孔，第一根光轴的两端分别安装在这两块金属板的左圆孔上，通过这两个左圆孔上的螺丝固定，第二根光轴的两端分别安装在这两块金属板的右圆孔上，通过这两个右圆孔上的螺丝固定；两块金属板上中间的圆孔各自通过螺丝安装一个法兰直线轴承，滚珠丝杆的一端安置在第一块金属板上的法兰直线轴承中，其另一端穿过第二块金属板上的法兰直线轴承以后连接到联轴器的一端，联轴器的另一端连接步进电机的轴，步进电机安装在步进电机架上；步进电机架以及两块金属板都安置在Z轴位移装置的金属底板上，金属底板上第一块金属板所在的那一端竖立着Z轴位移装置的金属支撑板，该金属支撑板上开设有销钉孔；两个微动开关分别安置到两块金属板上靠近法兰直线轴承的地方，都朝向滑台，而且当滑台移近到法兰直线轴承的时候，该法兰直线轴承附近的微动开关会受到滑台的触碰。
[0006]本实用新型的有益效果是:1)操作方便:两个按键分别操作步进电机正转与反转，据此调节摄像头的拍摄物距，得到清晰的成像；2) —旦摄像头位移到了上方或下方的极端，会自动停止步进电机的进一步旋转，有利于保护步进电机；3)用于人工气候箱内各种模拟气候环境下进行拍摄，不影响人工气候箱的工作状态:人工气候箱内照明昏暗不利于拍摄时，在拍摄的瞬间，属于冷光源的照明LED灯会短暂地发光。
[0007]【附图说明】:
[0008]下面结合附图进一步说明本实用新型。
[0009]图1是本实用新型的方框图。
[0010]图中，1.人工气候箱，11.人工气候箱内设置在顶部的螺丝，2.计算机，21.计算机的USB接口，22.计算机的RS232C接口，3.摄像头，4.Z轴位移装置，5.步进电机，51.第一个按键，52.第二个按键，53.第一个不可重触发单脉冲发生器，54.第二个不可重触发单脉冲发生器，55.步进电机驱动电路，56.Z轴位移装置上的第一个微动开关，57.Z轴位移装置上的第二个微动开关，6.交流固态继电器，7.照明LED灯。
【具体实施方式】
[0011]如图1所示，摄像头(3)从人工气候箱(I)的顶部往下方视频记录植物生长发育情况。摄像头(3)通过摄像头的USB电缆连接到计算机的USB接口(21)，安放在Z轴位移装置(4)的滑台上。Z轴位移装置(4)通过其金属支撑板上的销钉孔以及人工气候箱(I)内其顶部的螺丝(11)与人工气候箱(I)对接。
[0012]Z轴位移装置(4)的结构不便于图解，请在淘宝网上检索参考。图1中，Z轴位移装置(4 )上滚珠丝杆架设在两个法兰直线轴承中，通过联轴器连接到步进电机(5 )的轴。按动第一个按键(51)—次，第一个不可重触发单脉冲发生器(53)就会产生也只能产生一个脉冲，按动第二个按键(52 ) —次，第二个不可重触发单脉冲发生器(54)就会产生也只能产生一个脉冲。上述脉冲通过步进电机驱动电路(55)的正转控制线或者反转控制线操作步进电机(5)正转一步或者反转一步。因此精细地变化摄像头(3)与被拍摄目标之间的距离，获得清晰的成像。Z轴位移装置(4)之滚珠丝杆上的滑台安置在位于两个法兰直线轴承之间的直线轴承上，随着该直线轴承位移，一旦移动到了滚珠丝杆的上面或者下面的极端位置，会触碰到第一个微动开关(56)或者第二个微动开关(57)，受触碰的微动开关动作，产生一个高电平，使得所连接到的第一个不可重触发单脉冲发生器(53 )或者第二个不可重触发单脉冲发生器(54)复位，与所复位了的不可重触发单脉冲发生器连接着的按键便失去了作用，保证了步进电机(5)不再被强迫往前旋转，但步进电机(5)可以在另一个按键的作用下反方向旋转。第一个不可重触发单脉冲发生器(53)、第二个不可重触发单脉冲发生器(54)的复位控制端R分别连接有下拉电阻Rl与R2。
[0013]计算机的RS232C接口(22)的输出联络线DTR平时处于低电平。光线昏暗不利于拍摄时，操作通信控件MSComm32.0CX的属性DTREnable在DTR上输出一个高电平，经过电平转换电路例如MAX232以后通过控制交流固态继电器(6)的两个输入控制端使得交流固态继电器(6)的两个输出受控端导通，市电经过交流固态继电器(6)的两个输出受控端送给照明LED灯(7)，使照明LED灯(7)发光。然后，DTR的电平由高变回低，辅助拍摄的照明LED灯(7)熄灭。
[0014]什么情况下拍摄以及在什么模拟环境下点亮辅助拍摄的照明LED灯(7)由计算机软件决定。
[0015]上述摄像头(3 )及其Z轴位移装置(4 )还可以方便地安装到人工气候箱(I)内的四周墙壁上或者底部。
【主权项】
1.一种电动聚焦拍摄培养物的人工气候箱，其特征是:它包括一台人工气候箱、一套Z轴位移装置、一个摄像头、一台计算机、两个按键、两个不可重触发单脉冲发生器、步进电机驱动电路、一个照明LED灯、一个交流固态继电器以及+5V电源；其中，计算机的RS232C接口的一根输出联络线DTR经过电平转换电路MAX232以后与+5V电源的负极分别连接到交流固态继电器的两个输入控制端，220V市电与交流固态继电器的两个输出受控端以及照明LED灯组成串联回路；人工气候箱内其顶部设置有螺丝，Z轴位移装置的金属支撑板通过人工气候箱内其顶部的螺丝固定到人工气候箱内的顶部，摄像头安装在Z轴位移装置的滑台上，摄像头通过摄像头的USB电缆连接到计算机的USB接口 ；两个按键的一端都连接到电源的负极，两个按键的另一端分别连接到一个不可重触发单脉冲发生器的触发信号输入端TR-，所述两个触发信号输入端TR-各自连接一个上拉电阻，两个不可重触发单脉冲发生器的输出端Q分别连接到步进电机驱动电路的正转控制线与反转控制线，步进电机驱动电路的输出与Z轴位移装置上的步进电机相配合；Z轴位移装置上的两个微动开关的一端都连接到电源的正极，它俩的另一端分别连接到一个不可重触发单脉冲发生器的复位控制端，所述两个复位控制端各自连接一个下拉电阻。
2.根据权利要求1所述的一种电动聚焦拍摄培养物的人工气候箱，其特征是:所述Z轴位移装置包括两根光轴、一根滚珠丝杆、两个法兰直线轴承、三个直线轴承、三个螺母座、一个滑台、两块金属板、一块金属底板、一个金属支撑板、联轴器、步进电机、步进电机架以及两个微动开关；其中，两根光轴以及滚珠丝杆彼此平行，各自穿过一个直线轴承，这三个直线轴承上各自配合有一个螺母座，滑台是一个金属板，滑台上面开设有销钉孔，滑台通过螺丝同时固定在上述三个螺母座上；两块金属板各自开设有左、中、右三个圆孔，第一根光轴的两端分别安装在这两块金属板的左圆孔上，通过这两个左圆孔上的螺丝固定，第二根光轴的两端分别安装在这两块金属板的右圆孔上，通过这两个右圆孔上的螺丝固定；两块金属板上中间的圆孔各自通过螺丝安装一个法兰直线轴承，滚珠丝杆的一端安置在第一块金属板上的法兰直线轴承中，其另一端穿过第二块金属板上的法兰直线轴承以后连接到联轴器的一端，联轴器的另一端连接步进电机的轴，步进电机安装在步进电机架上；步进电机架以及两块金属板都安置在Z轴位移装置的金属底板上，金属底板上第一块金属板所在的那一端竖立着Z轴位移装置的金属支撑板，该金属支撑板上开设有销钉孔；两个微动开关分别安置到两块金属板上靠近法兰直线轴承的地方，都朝向滑台，而且当滑台移近到法兰直线轴承的时候，该法兰直线轴承附近的微动开关会受到滑台的触碰。
【专利摘要】一种电动聚焦拍摄培养物的人工气候箱，通过两个按键分别操作一个不可重触发单脉冲发生器来控制Z轴位移装置上的步进电机正转或者反转，使得Z轴位移装置的滑台上的摄像头上下移动而得以调节拍摄物距；当滑台移近到法兰直线轴承的时候，相应的微动开关会受到滑台的触碰，两个微动开关因此分别控制一个所述单脉冲发生器的复位，按键不再能强迫步进电机会进一步旋转；计算机RS232C接口的输出联络线通过交流固态继电器控制照明LED灯以供拍摄照明之需要。用于人工气候箱内各种模拟气候环境下拍摄培养物。
【IPC分类】G03B15-03, A01G9-16
【公开号】CN204540152
【申请号】CN201520034751
【发明人】曾艺
【申请人】丁凤
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年1月19日