自動(dòng)化聚焦拍攝培養(yǎng)物的人工氣候箱的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及生物實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域的生物培養(yǎng)設(shè)備，具體涉及一種自動(dòng)化聚焦拍攝培養(yǎng)物的人工氣候箱。
【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)提出了一種隔著雙層真空玻璃隔板去拍攝光照培養(yǎng)箱內(nèi)生物的方案。顯然，雙層真空玻璃隔板限制了成像的視野，也不利清晰成像。該技術(shù)方案還提出了觀察不同光照波長(zhǎng)以及光照強(qiáng)度輻照下生物的培養(yǎng)的思路，但沒(méi)有說(shuō)明其LED燈的具體電路及其工作方式，也沒(méi)有說(shuō)明是否利用該LED燈輔助拍攝。而對(duì)于人工氣候箱，需要模擬各種氣候條件，包括暗黑的夜晚，拍攝當(dāng)然離不開(kāi)照明，而這輔助照明不應(yīng)當(dāng)影響所模擬的氣候條件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型提供一種自動(dòng)化聚焦拍攝培養(yǎng)物的人工氣候箱，該人工氣候箱借助三套直線軸位移裝置使得攝像頭能在水平面上移動(dòng)并定位目標(biāo)，而在豎直方向上下移動(dòng)以調(diào)節(jié)拍攝物距，并當(dāng)攝像頭在水平面上以及豎直方向上移動(dòng)到了極端的位置時(shí)，自動(dòng)停止前進(jìn)，拍攝時(shí)光照不足的情況下，照明LED燈會(huì)適時(shí)短暫地發(fā)光。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:它包括一臺(tái)人工氣候箱、三套直線軸位移裝置、一個(gè)攝像頭、一臺(tái)計(jì)算機(jī)、一個(gè)交流固態(tài)繼電器以及一個(gè)照明LED燈；其中，74HC273的數(shù)據(jù)輸出端Q7以及+5V電源的負(fù)極分別連接到一個(gè)交流固態(tài)繼電器的兩個(gè)輸入控制端，該交流固態(tài)繼電器的兩個(gè)輸出受控端與220V市電以及一個(gè)照明LED燈組成串聯(lián)回路；第一套直線軸位移裝置通過(guò)其金屬底板上的銷(xiāo)釘孔安置在人工氣候箱內(nèi)部的頂部，第二套直線軸位移裝置通過(guò)其金屬底板上的銷(xiāo)釘孔以及第一套直線軸位移裝置的滑臺(tái)上的銷(xiāo)釘孔安置到第一套直線軸位移裝置的滑臺(tái)上，第三套直線軸位移裝置通過(guò)其第一塊金屬板上的銷(xiāo)釘孔以及第二套直線軸位移裝置的滑臺(tái)上的銷(xiāo)釘孔安置到第二套直線軸位移裝置的滑臺(tái)上，這三套直線軸位移裝置的滾珠絲桿相互垂直，攝像頭安裝在第三套直線軸位移裝置的滑臺(tái)上，攝像頭通過(guò)攝像頭的USB電纜連接到計(jì)算機(jī)的USB接口 ；計(jì)算機(jī)RS232C接口的輸出聯(lián)絡(luò)線RTS經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換電路連接到8位串入并行出移位寄存器74HC164以及8位并行裝入或串入串出寄存器74HC165各自的時(shí)鐘輸入端，計(jì)算機(jī)RS232C接口的輸出聯(lián)絡(luò)線DTR經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換電路以后分別連接到74HC164的一個(gè)串行數(shù)據(jù)輸入端以及74HC165的SHIFT/LOAD端，74HC164的另一個(gè)串行數(shù)據(jù)輸入端以及清零端都連接到+5V電源的正極，74HC164的8個(gè)并行數(shù)據(jù)輸出端與74HC273的8個(gè)數(shù)據(jù)輸入端D —一連接，74HC273有8個(gè)數(shù)據(jù)輸出端:Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7以及Q8，這8個(gè)數(shù)據(jù)輸出端各自連接有一個(gè)下拉電阻，Ql與Q2分別連接到第一套直線軸位移裝置的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的正轉(zhuǎn)控制線與反轉(zhuǎn)控制線，Q3與Q4分別連接到第二套直線軸位移裝置的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的正轉(zhuǎn)控制線與反轉(zhuǎn)控制線，Q5與Q6分別連接到第三套直線軸位移裝置的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的正轉(zhuǎn)控制線與反轉(zhuǎn)控制線，計(jì)算機(jī)RS232C接口的數(shù)據(jù)輸出線TXD經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換電路以后連接到74HC273的時(shí)鐘輸入端，74HC273的時(shí)鐘輸入端還連接有一個(gè)下拉電阻，74HC273的清零端連接到+5V電源的負(fù)極；74HC165有8個(gè)并行信號(hào)輸入端:A、B、C、D、E、F、G以及H，它們各自連接有一個(gè)上拉電阻，每一套直線軸位移裝置有兩個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)，所述并行信號(hào)輸入端A、B、C、D、E以及F分別連接到三套直線軸位移裝置的六個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)的一端，這六個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)的另一端都連接到+5V電源的負(fù)極，74HC165的串行信號(hào)輸出端QH經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換電路以后連接到計(jì)算機(jī)RS232C接口的輸入聯(lián)絡(luò)線CTS，74HC165的串行信號(hào)輸入端DS連接到+5V電源的正極，74HC165的片選端INH連接到+5V電源的負(fù)極；六個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)沒(méi)有連接到+5V電源的負(fù)極的那一端都與一個(gè)8輸入與非門(mén)74HC30的八個(gè)輸入端中的六個(gè)一一連接，74HC30剩余的兩個(gè)輸入端都連接到+5V電源的正極，74HC30的輸出端經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換電路連接到計(jì)算機(jī)RS232C接口的輸入聯(lián)絡(luò)線⑶。
[0005]所述一套直線軸位移裝置包括兩根光軸、一根滾珠絲桿、兩個(gè)法蘭直線軸承、三個(gè)直線軸承、三個(gè)螺母座、一個(gè)滑臺(tái)、兩塊金屬板、一塊金屬底板、一個(gè)聯(lián)軸器、一個(gè)步進(jìn)電機(jī)、一個(gè)步進(jìn)電機(jī)架、一組步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路以及兩個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)；其中，兩根光軸以及滾珠絲桿彼此平行，各自穿過(guò)一個(gè)直線軸承，這三個(gè)直線軸承上各自配合有一個(gè)螺母座，滑臺(tái)是一個(gè)金屬板，滑臺(tái)上面開(kāi)設(shè)有銷(xiāo)釘孔，滑臺(tái)通過(guò)螺絲同時(shí)固定在上述三個(gè)螺母座上；兩塊金屬板各自開(kāi)設(shè)有左、中、右三個(gè)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(guò)這兩個(gè)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(guò)這兩個(gè)右圓孔上的螺絲固定；兩塊金屬板上中間的圓孔各自通過(guò)螺絲安裝一個(gè)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，滾珠絲桿的另一端穿過(guò)第二塊金屬板上的法蘭直線軸承，然后連接到聯(lián)軸器的一端，聯(lián)軸器的另一端連接到一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)，該步進(jìn)電機(jī)安置在一個(gè)步進(jìn)電機(jī)架上，并與一組步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的輸出端相連接，該組步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路有一根正轉(zhuǎn)控制線和一根反轉(zhuǎn)控制線；兩塊金屬板都安置在該套直線軸位移裝置的金屬底板上，兩塊金屬板以及金屬底板上分別開(kāi)設(shè)有銷(xiāo)釘孔；兩塊金屬板上靠近法蘭直線軸承的地方分別安置有一個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)，每一個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)都朝向滑臺(tái)，并當(dāng)該滑臺(tái)移近所屬金屬板上的法蘭直線軸承時(shí)，該法蘭直線軸承附近的微動(dòng)開(kāi)關(guān)會(huì)受到該滑臺(tái)的觸碰。
[0006]本實(shí)用新型的有益效果是:在計(jì)算機(jī)程序的管理下，RS232C接口操作三個(gè)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)果是:攝像頭沿著X軸與Y軸方向去尋找目標(biāo)，在Z軸方向調(diào)節(jié)拍攝物距，拍攝時(shí)還會(huì)根據(jù)照明情況決定是否短暫地讓照明LED燈發(fā)光，既成像清晰又不影響人工氣候箱內(nèi)的狀況；并采用三對(duì)微動(dòng)開(kāi)關(guān)探測(cè)攝像頭是否位移到了極端，避免了步進(jìn)電機(jī)空轉(zhuǎn)，自動(dòng)化進(jìn)行，功能較完備。
[0007]【附圖說(shuō)明】:
[0008]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。
[0009]圖1是本實(shí)用新型的主要組成方框圖。
[0010]圖2是計(jì)算機(jī)RS232C接口與本實(shí)用新型對(duì)接的電平轉(zhuǎn)換電路圖，其中，左邊的信號(hào)名稱(chēng)后括號(hào)內(nèi)的數(shù)字系該信號(hào)線在計(jì)算機(jī)RS232C接口中的排序。
[0011]圖3是計(jì)算機(jī)RS232C接口信號(hào)控制三個(gè)步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)的電路圖。
[0012]圖4是計(jì)算機(jī)RS232C接口的CTS線查詢(xún)六個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)受到觸碰與否的電路圖。
[0013]圖5是六個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)受到觸碰而產(chǎn)生計(jì)算機(jī)RS232C接口中斷請(qǐng)求信號(hào)的電路圖。
[0014]圖1中，1.人工氣候箱，2.計(jì)算機(jī)，21.計(jì)算機(jī)USB接口，22.計(jì)算機(jī)RS232C接口，3.攝像頭，4.三套直線軸位移裝置，41.- 46.微動(dòng)開(kāi)關(guān)，47.- 49.一個(gè)步進(jìn)電機(jī)以及一組步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，51.交流固態(tài)繼電器，52.220V市電，53.照明LED燈。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本實(shí)用新型主要的結(jié)構(gòu)關(guān)系如圖1所示。攝像頭(3)安裝在三套直線軸位移裝置(4)的第三套直線軸位移裝置的滑臺(tái)上，三套直線軸位移裝置(4)安置在人工氣候箱(I)的上部，攝像頭(3)從上往下拍攝。攝像頭(3)通過(guò)計(jì)算機(jī)的USB接口(21)連接到計(jì)算機(jī)
(2)。來(lái)自圖3中74HC273空閑的輸出端的信號(hào)Q7控