一种自动化聚焦拍摄培养物的光照培养箱的制作方法
【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，具体涉及一种自动化聚焦拍摄培养物的光照培养箱。
【背景技术】
[0002]进行微生物组织细胞培养、种子发芽、育苗实验、植物栽培时需要观察光照培养箱内的实验情况。《视频记录可调光波光照培养箱》(ZL 2013205546840，授权公告日:2014-02-05)在培养箱内胆侧壁上开孔处安装高清摄像头，隔着双层真空玻璃隔板拍摄培养箱内情况。该方案视频记录的范围有限，聚焦拍摄需要人工干预。
【发明内容】
[0003]本实用新型提供一种自动化聚焦拍摄培养物的光照培养箱，该光照培养箱内部的顶部安置有一套Z轴位移装置，Z轴位移装置的滑台上安置有一个摄像头，计算机的RS232C接口的两根输出联络线操作Z轴位移装置的滑台前进或后退，从而精细调整摄像头与光照培养箱内培养物的距离，获得清晰的成像，Z轴位移装置上安装了两个微动开关，RS232C接口的两根输入联络线据此探测摄像头往上、往下是否位移到了极限位置，避免步进电机空转。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:它包括一台光照培养箱、一套Z轴位移装置、一个摄像头、一台计算机、步进电机驱动电路以及两个微动开关；其中，光照培养箱内部的顶部和底部各自设置有螺丝，Z轴位移装置的金属支撑板通过所述螺丝固定到光照培养箱内部的顶部或者底部上，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，计算机RS232C接口的两根输出联络线RTS、DTR经过电平转换电路MAX232以后各自还连接有一个下拉电阻，然后各自连接到步进电机驱动电路的正转控制线和反转控制线，步进电机驱动电路的输出与Z轴位移装置上的步进电机的控制线配合；两个微动开关分别安置在Z轴位移装置的两块金属板上，其位置靠近所属金属板上的法兰直线轴承，它俩都朝向滑台，并当滑台移近金属板的时候会受到滑台的触碰；两个微动开关的一端都连接到电源的正极，两个微动开关的另一端经过电平转换电路MAX232分别连接到计算机RS232C接口的输入联络线CTS与DSR，还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、步进电机架以及步进电机；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连接到联轴器的一端，联轴器的另一端连接到步进电机的轴；步进电机安置在步进电机架上，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。
[0006]本实用新型的有益效果是:1)计算机通过Z轴位移装置精细地调整摄像头与培养物之间的距离，实现清晰成象；2) —旦摄像头移动到了上、下两个极端，会触碰微动开关告知计算机，制止步进电机的进一步转动，避免步进电机的空转；3)安装Z轴位移装置以及摄像头方便。
[0007]【附图说明】:
[0008]下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型。
[0009]图1是本实用新型一个实施例的方框图，摄像头被安装在光照培养箱的上方。
[0010]图中，1.光照培养箱，11.光照培养箱内设置在顶部的螺丝，12.光照培养箱内设置在底部的螺丝，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.步进电机驱动电路，61.第一个微动开关，位于Z轴位移装置的滑台往上移动到极限位置处，62.第二个微动开关，位于Z轴位移装置的滑台往下移动到极限位置处。
【具体实施方式】
[0011]如图1所示，Z轴位移装置(4)通过其金属支撑板上的销钉孔以及光照培养箱(I)内设置在顶部的螺丝(11)与光照培养箱(I)对接，摄像头(3)安置在Z轴位移装置(4)的滑台上，通过摄像头的USB电缆连接到计算机的USB接口(21)，从光照培养箱(I)的顶部往下拍摄植物生长发育情况。
[0012]Z轴位移装置(4)的结构不便于线条图描述，请到淘宝网上检索参考。Z轴位移装置(4)上的滚珠丝杆依序架设在一个法兰直线轴承、一个直线轴承以及一个法兰直线轴承中，两个法兰直线轴承固定在两块金属板上，不能移动，滑台通过螺母座安置在上述直线轴承上，当滚珠丝杆旋转时可以随该直线轴承前后移动。滚珠丝杆通过联轴器连接到步进电机(5)的轴。两块金属板以及步进电机架都安装到Z轴位移装置(4)的金属底板上。步进电机(5)安装在步进电机架上。计算机的RS232C接口(22)的两根输出联络线输出的脉冲信号RTS与DTR通过步进电机驱动电路(51)控制步进电机(5)的正向转动与反向转动。这两根输出联络线经过电平转换电路以后各自连接有下拉电阻R3与R4。步进电机驱动电路
(51)的情况请参考单片机书籍的有关章节。
[0013]第一个微动开关(61)与第二个微动开关(62)的一端分别连接有下拉电阻Rl与下拉电阻R2。Z轴位移装置(4)的滑台往上移动到滚珠丝杆的上端极限位置处时，第一个微动开关(61)被Z轴位移装置(4)上的滑台触碰而闭合，产生一个高电平，该高电平经过电平转换电路MAX232以后连接到RS232C接口(22)的一根输入联络线CTS。Z轴位移装置
(4)的滑台往下移动到滚珠丝杆的下端极限位置处时，第二个微动开关(62)被Z轴位移装置(4)上的滑台触碰而闭合，产生一个高电平，该高电平经过电平转换电路MAX232以后连接到RS232C接口(22)的一根输入联络线DSR。计算机(2)据此停止输出驱动步进电机(5)进一步转动的脉冲。
[0014]通信控件MSComm32.0CX的属性RTSEnabIe与DTREnabIe分别控制计算机的RS232C接口(22)的两根输出联络线RTS与DTR上的电压，通信控件MSComm32.0CX的属性CTSHolding与DSRHolding分别用来检测RS232C接口(22)的输入联络线CTS与DSR上的电压状态。具体请参考《Visual Basic与RS-232串行通信控制》(范逸之，陈立元编著，清华大学出版社，2002年6月第一版)。
[0015]Z轴位移装置(4)的滑台移动到什么地方使得摄像头成像最清晰，由计算机(2)根据分析图象的结果来确定。何时拍摄也由计算机(2)的程序决定。
[0016]把Z轴位移装置(4)通过其金属支撑板上的销钉孔以及光照培养箱(I)内底部的螺丝(12)与光照培养箱(I)对接，摄像头(3)就从光照培养箱(I)内部的下方往上方拍摄记录。
【主权项】
1.一种自动化聚焦拍摄培养物的光照培养箱，其特征是:它包括一台光照培养箱、一套Z轴位移装置、一个摄像头、一台计算机、步进电机驱动电路以及两个微动开关；其中，光照培养箱内部的顶部和底部各自设置有螺丝，Z轴位移装置的金属支撑板通过所述螺丝固定到光照培养箱内部的顶部或者底部上，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，计算机RS232C接口的两根输出联络线RTS、DTR经过电平转换电路MAX232以后各自还连接有一个下拉电阻，然后各自连接到步进电机驱动电路的正转控制线和反转控制线，步进电机驱动电路的输出与Z轴位移装置上的步进电机的控制线配合；两个微动开关分别安置在Z轴位移装置的两块金属板上，其位置靠近所属金属板上的法兰直线轴承，它俩都朝向滑台，并当滑台移近所述金属板的时候会受到滑台的触碰；两个微动开关的一端都连接到电源的正极，两个微动开关的另一端经过电平转换电路MAX232分别连接到计算机RS232C接口的输入联络线CTS与DSR，还各自连接一个下拉电阻。
2.根据权利要求1所述的一种自动化聚焦拍摄培养物的光照培养箱，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、步进电机架以及步进电机；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连接到联轴器的一端，联轴器的另一端连接到步进电机的轴；步进电机安置在步进电机架上，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。
【专利摘要】一种自动化聚焦拍摄培养物的光照培养箱，该光照培养箱内部的顶部安置有一套Z轴位移装置，Z轴位移装置的滑台上安置有一个摄像头，计算机的RS232C接口的两根输出联络线通过步进电机操作Z轴位移装置的滑台前进或后退，从而精细调整摄像头与光照培养箱内培养物的距离，获得清晰的成像，Z轴位移装置上安装了两个微动开关，两个微动开关当滑台移近金属板的时候会受到滑台的触碰，RS232C接口的两根输入联络线据此探测摄像头往上、往下是否位移到了极限位置，避免步进电机空转。安装方便。
【IPC分类】A01G9-16, H04N5-232, A01G7-04
【公开号】CN204540156
【申请号】CN201520034779
【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