一种应用于回转系统的实时成像装置的制作方法

本实用新型涉及生物力学工程研究领域，具体涉及一种应用于回转系统的实时成像装置。

背景技术：

随着航天事业的飞速发展，对宇航员生命健康相关问题的研究越来越受到各国学者的关注。目前，针对长时间太空飞行，深入到细胞与分子生物学水平的基础研究要通过搭建地面模拟微重力效应实验装置进行。地面模拟微重力效应常用的仪器为nasa研发的单轴回转rccs系统和双轴回转gravitycontroller系统，主要通过将细胞接种于培养瓶中，将培养瓶置于单轴或双轴的旋转环境下，打乱细胞对重力矢量方向的感知并控制其最终重力矢量和为零，对瓶中细胞实现二维或三维模拟微重力效应培养。在2007-08-22公开的公开号为cn101021517的中国专利申请“双轴驱动框架式回转器”也记载了与gravitycontroller系统具有相似功能的装置。

上述装置均通过细胞绕单轴双轴回转实现了体外细胞模拟微重力效应培养，但进行实验的回转过程中无法实时观察并记录细胞的生长情况。现有的显微成像系统多为台式显微镜或手持式显微镜，多用于相对于地面坐标系静止的细胞成像观察，未见有可搭载于回转体中相对于地面进行回转过程中在线观察的成像装置，这导致回转实验过程中无法实时监控细胞生长状态，为研究者在实验过程中造成不便，如无法及时发现培养瓶中的污染状况以及时终止实验检查原因，避免不必要的时间浪费。

技术实现要素：

本实用新型针对目前欠缺可以对回转系统中细胞培养器在培养细胞过程中无法在线观察，缺乏有效的实时成像记录的问题，提出了一种可以在三个维度上调节位置的回转实时成像装置。

本实用新型的一种应用于回转系统的实时成像装置，包括矩形旋转框、相机、相机座、第一滑槽支架和第二滑槽支架，

所述矩形旋转框为具有位于x方向的两个相对的侧面和位于y方向的两个相对的梁结构的中空结构，各侧面的中心位置设置有回转系统旋转轴安装孔，各梁结构包括上梁和下梁，所述上梁上设置有通孔，所述下梁上设置有细胞培养器安装孔，

所述相机座为具有两翼端的三板半包围结构，其中三个板的内侧上分别设置有定位安装所述相机的台阶，所述两翼端上分别设置有通孔；

所述第一滑槽支架为三板半包围结构，其中中间板上设置有沿y方向延伸的长形滑槽a，两个侧板上分别设置有沿z方向延伸的长形双滑槽b，所述长形滑槽a与所述相机座的两翼端上的通孔配合，使得能够沿y方向调节所述相机的位置并将所述相机座与所述第一滑槽支架固定连接；

所述第二滑槽支架包括一对l型板，各l型板的一端设置有沿x方向延伸的长形双滑槽c，另一端设置有沿x方向延伸的长形滑槽d，,所述长形双滑槽c与所述长形双滑槽b配合，使得能够沿x方向和z方向调节所述相机的位置并将各l型板与所述第一滑槽支架固定连接，所述长形滑槽d与所述上梁的通孔配合，使得能够沿x方向调节所述相机的位置并将各l型板与所述矩形旋转框固定连接，各l型板的两端的交叉位置处设置有沿z方向延伸的凸台，

所述x方向、所述y方向和所述z方向相互垂直，所述相机、所述相机座和所述第一滑槽支架容纳于所述矩形旋转框的中空结构内。

相互平行的长形双滑槽b与相互平行的长形双滑槽c相互配合，可以约束相机无法相对y坐标轴旋转，将各l型板与矩形旋转框固定连接可以约束相机无法相对x坐标轴旋转，l型板的两端的交叉位置处设置沿z方向延伸的凸台可以约束相机无法相对z坐标轴旋转。此外，相互平行的长形双滑槽b与相互平行的长形双滑槽c配合可以扩展相机沿x方向的调节距离范围。

在一些实施例中，可以通过螺栓和螺母实现所述相机的位置调节和固定。

在一些实施例中，所述相机的清晰度可以为4k。所述相机可进行高清拍摄并可实时将画面通过无线或有线的方式传输到试验所用计算机上。

在一些实施例中，所述相机底座可以利用3d打印技术制造。

在一些实施例中，所述相机座的三个板可以分别为掏空结构。

在一些实施例中，各下梁上可以设置有两个细胞培养器安装孔。

本实用新型的有益效果：本成像装置可以在三个维度上调节相机和细胞培养器的相对位置，适配不同类型、不同尺寸的细胞培养器，通用性高，有广阔应用前景；本实用新型可用于帮助研究者研究探索在回转系统模拟微重力效应培养细胞时，实时传输并记录细胞图像，便于实验者监控细胞生长状态并获取更多的实验信息。

附图说明

图1为本实用新型的实时成像装置的装配示意图。

图2为本实用新型的实时成像装置的矩形旋转框1的示意图。

图3为本实用新型的实时成像装置的相机座3的示意图。

图4为本实用新型的实时成像装置的第一滑槽支架4的示意图。

图5为本实用新型的实时成像装置的第二滑槽支架5的示意图。

图6为本实用新型的实时成像装置的另一角度的装配示意图。

图7为本实用新型的实时成像装置的装配俯视示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型的实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是作为例示，并非用于限制本实用新型。

如图1、6和7所示，本实用新型的应用于回转系统的实时成像装置包括矩形旋转框1、相机2、相机座3、第一滑槽支架4和第二滑槽支架5。

如图2所示，矩形旋转框1为具有位于x方向的两个相对的侧面11和位于y方向的两个相对的梁结构的中空结构。各侧面11的中心位置设置有回转系统旋转轴安装孔111，本实用新型的成像装置通过回转系统旋转轴安装孔111总体固定在回转系统的旋转轴上，随回转系统的旋转轴转动。各梁结构包括上梁12和下梁13，上梁12上设置有通孔121，下梁13上设置有细胞培养器安装孔131，用于培养细胞的细胞培养器6通过细胞培养器安装孔131安装固定于矩形旋转框1的下梁13的底部。在本实例中，相对的两个下梁13上分别设置有两个细胞培养器安装孔131，可以平行安装两个相同或不同的细胞培养器(例如平行平板流动腔，如图7所示，或细胞培养皿)，以便设置平行实验或对照实验。

如图3所示，相机座3为具有两翼端的三板半包围结构，其中三个板的内侧上分别设置有定位安装相机2的台阶，两翼端上分别设置有通孔31。在本实施例中，相机座3的三个板分别为掏空结构，为相机2侧边的一系列按钮和线束接口创造出方便的操作空间。特别地，可以利用3d打印技术来制备相机座3。

如图4所示，第一滑槽支架4为三板半包围结构，其中中间板上设置有沿y方向延伸的长形滑槽a41，两个侧板上分别设置有沿z方向平行延伸的长形双滑槽b42，长形滑槽a41与相机座3的两翼端上的通孔31配合，使得能够沿y方向调节相机2的位置并将相机座3与第一滑槽支架4固定连接。特别地，通过螺栓和螺母来调节和固定第一滑槽支架4和相机座3的相对位置。

如图5所示，第二滑槽支架5包括一对l型板51，各l型板51的两端设置沿x方向延伸且相互平行的长形双滑槽c511和长形滑槽d512,长形双滑槽c511与长形双滑槽b42配合，使得能够沿x方向和z方向调节相机2的位置并将各l型板51与第一滑槽支架4固定连接，以约束相机2无法绕y坐标轴旋转。长形滑槽d512与上梁12的通孔121配合，使得能够沿x方向调节相机2的位置并将各l型板与所述矩形旋转框固定连接，以约束相机2无法绕x坐标轴旋转。特别地，各l型板的两端的交叉位置处设置有沿z方向延伸的凸台513，以约束相机2无法绕z坐标轴旋转。特别地，通过螺栓和螺母来调节和固定第一滑槽支架4和第二滑槽支架5的相对位置，以及第二滑槽支架5和矩形旋转框1的相对位置。

在本实用新型中，将回转系统旋转轴安装孔111的中心轴线方向作为x方向，x方向、y方向和z方向相互垂直，相机2、相机座3和第一滑槽支架4容纳于矩形旋转框1的中空结构内。

在进行成像前，通过细胞培养器安装孔131在矩形旋转框1上安装好细胞培养器6，利用第一滑槽支架4和第二滑槽支架5上的长形滑槽沿y\z\x三个方向调节相机2与细胞培养器6的相对位置，使细胞成像清晰后利用螺栓和螺母固定相机2的位置。之后，将成像装置整体通过回转系统旋转轴安装孔111安装到回转系统旋转轴上，成像装置整体随转轴转动的同时，相机2成像可由无线的方式同步至终端，实现转动的细胞培养器的显微成像。

特别地，利用第一滑槽支架4和第二滑槽支架5上的长形滑槽沿y\z\x三个方向调节相机2与细胞培养器6的相对位置，可实现相机2适配不同类型、不同尺寸的细胞培养器6。

特别地，相机2的清晰度为4k，可进行多种制式的视频、照片成像，可以清晰地将细胞培养器中细胞的生长情况进行实时拍照或视频记录并实时传送到实验人员的电脑上进行观察和记录。

本实用新型可用于帮助研究者研究探索在回转系统模拟微重力效应培养细胞时，实时传输并记录细胞图像，便于实验者监控细胞生长状态并获取更多的实验信息。该成像装置适配不同类型、不同尺寸细胞培养器，通过调节滑槽支架可将相机精确调节至成像视场范围内，并使镜头对焦清晰，通用性高，有广阔应用前景。

对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请创造构思的前提下，还可以对本发明的实施例作出若干变型和改进，这些都属于本申请的保护范围。