一種自動(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)利用攝像頭從光照培養(yǎng)箱的外面視頻觀察培養(yǎng)箱內(nèi)植物的生長(zhǎng)。顯然，該技術(shù)方案之?dāng)z像頭聚焦以及拍攝時(shí)的照明都沒有實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

【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，該人工氣候箱通過計(jì)算機(jī)的RS232C接口的兩根輸出聯(lián)絡(luò)線操作步進(jìn)電機(jī)正傳或者反轉(zhuǎn)，從而精細(xì)地調(diào)節(jié)攝像頭與被拍攝目標(biāo)之間的距離，攝像頭因此清晰成像；攝像頭移動(dòng)到上、下兩個(gè)極端時(shí)會(huì)被計(jì)算機(jī)的RS232C接口的兩根輸入聯(lián)絡(luò)線通過微動(dòng)開關(guān)感知，及時(shí)讓步進(jìn)電機(jī)停止進(jìn)一步的旋轉(zhuǎn)；計(jì)算機(jī)分析人工氣候箱內(nèi)的照明情況，在拍攝時(shí)能根據(jù)需要通過RS232C接口的數(shù)據(jù)輸出線短暫地點(diǎn)亮照明LED燈。
[0004]本實(shí)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(tái)人工氣候箱、一套Z軸位移裝置、一個(gè)攝像頭、一臺(tái)計(jì)算機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、兩個(gè)微動(dòng)開關(guān)、一個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、一個(gè)交流固態(tài)繼電器、一個(gè)照明LED燈以及+5V電源；其中，Z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)金屬支撐板、聯(lián)軸器、步進(jìn)電機(jī)以及步進(jìn)電機(jī)架；兩根光軸以及滾珠絲桿彼此平行，各自穿過一個(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)上面開設(shè)有銷釘孔，滑臺(tái)通過螺絲同時(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，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(jìn)電機(jī)的軸，步進(jìn)電機(jī)安裝在步進(jìn)電機(jī)架上，步進(jìn)電機(jī)架以及兩塊金屬板都安置在Z軸位移裝置的金屬底板上，金屬底板上第一塊金屬板所在的那一端豎立著Z軸位移裝置的金屬支撐板，該金屬支撐板上開設(shè)有銷釘孔；2軸位移裝置的金屬支撐板通過人工氣候箱內(nèi)設(shè)置在其頂部的螺絲固定到人工氣候箱內(nèi)的頂部，攝像頭安裝在Z軸位移裝置的滑臺(tái)上，攝像頭通過攝像頭的USB電纜連接到計(jì)算機(jī)的USB接口 ；計(jì)算機(jī)的RS232C接口的兩根輸出聯(lián)絡(luò)線RTS與DTR分別經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換電路各自連接到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的正轉(zhuǎn)控制線與反轉(zhuǎn)控制線，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的輸出與Z軸位移裝置上的步進(jìn)電機(jī)的控制線配合；兩個(gè)微動(dòng)開關(guān)分別安置在Z軸位移裝置上靠近兩個(gè)法蘭直線軸承的的地方，它倆面朝Z軸位移裝置上的滑臺(tái)，并當(dāng)滑臺(tái)移動(dòng)到滾珠絲桿上靠近法蘭直線軸承的兩個(gè)極端時(shí)，會(huì)分別受到滑臺(tái)的觸碰；兩個(gè)微動(dòng)開關(guān)的一端都連接到+5V電源的正極，它倆的另一端分別經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換電路各自連接到計(jì)算機(jī)的RS232C接口的兩根輸入聯(lián)絡(luò)線CTS與DSR ;計(jì)算機(jī)的RS232C接口的數(shù)據(jù)輸出線TXD經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換電路連接到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的上升沿觸發(fā)信號(hào)輸入端TR+，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的信號(hào)輸出端Q以及+5V電源的負(fù)極分別連接到交流固態(tài)繼電器的兩個(gè)輸入控制端，220V市電與交流固態(tài)繼電器的兩個(gè)輸出受控端以及照明LED燈串聯(lián)；計(jì)算機(jī)的RS232C接口的兩根輸出聯(lián)絡(luò)線RTS與DTR、兩根輸入聯(lián)絡(luò)線CTS與DSR以及數(shù)據(jù)輸出線TXD經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換電路以后還各自連接一個(gè)下拉電阻。
[0005]本實(shí)用新型的有益效果是:能自動(dòng)調(diào)節(jié)攝像頭的拍攝物距，做到成像清晰；一旦兩個(gè)微動(dòng)開關(guān)探測(cè)出攝像頭位移到了滾珠絲桿的極端，會(huì)自動(dòng)停止步進(jìn)電機(jī)的進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)，保護(hù)了步進(jìn)電機(jī)；拍攝時(shí)能適時(shí)短暫地點(diǎn)亮屬于冷光源的照明LED燈，適用于人工氣候箱內(nèi)各種模擬的氣候環(huán)境下作視頻記錄，卻不會(huì)影響人工氣候箱的工作狀態(tài)。
[0006]【附圖說明】:
[0007]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。
[0008]圖1是本實(shí)用新型的方框圖。
[0009]圖中，1.人工氣候箱，11.人工氣候箱內(nèi)設(shè)置在頂部的螺絲，2.計(jì)算機(jī)，21.計(jì)算機(jī)的USB接口，22.計(jì)算機(jī)的RS232C接口，3.攝像頭，4.Z軸位移裝置，5.步進(jìn)電機(jī)，51.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，61.第一個(gè)微動(dòng)開關(guān)，62.第二個(gè)微動(dòng)開關(guān)，7.照明LED燈，71.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，72.交流固態(tài)繼電器。
【具體實(shí)施方式】
[0010]如圖1所示，Z軸位移裝置(4)通過其金屬支撐板借助人工氣候箱(I)內(nèi)其頂部的螺絲(11)安裝在人工氣候箱(I)的頂部，攝像頭(3)安放在Z軸位移裝置(4)的滑臺(tái)上，通過USB電纜連接到計(jì)算機(jī)的USB接口(21)。
[0011]限于繪圖水平，圖1沒有描述Z軸位移裝置(4)的結(jié)構(gòu)，請(qǐng)?jiān)谔詫毦W(wǎng)上檢索參考。Z軸位移裝置(4)上滾珠絲桿依序架設(shè)在一個(gè)法蘭直線軸承、一個(gè)直線軸承以及一個(gè)法蘭直線軸承中，然后通過聯(lián)軸器連接到步進(jìn)電機(jī)(5)的軸。Z軸位移裝置(4)上的滑臺(tái)通過螺母座安裝在所述直線軸承上。滾珠絲桿旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，該直線軸承載著滑臺(tái)能沿滾珠絲桿來回移動(dòng)。
[0012]計(jì)算機(jī)的RS232C接口(22)的輸出聯(lián)絡(luò)線RTS與DTR分別操作步進(jìn)電機(jī)(5)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)。介于這兩根聯(lián)絡(luò)線與步進(jìn)電機(jī)(5)之間的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路(51)承擔(dān)產(chǎn)生導(dǎo)致步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)之電磁線圈驅(qū)動(dòng)脈沖及其功率放大的作用，具體參見單片機(jī)書籍的有關(guān)早.ρ。
[0013]第一個(gè)微動(dòng)開關(guān)(61)與第二個(gè)微動(dòng)開關(guān)(62)分別安置在Z軸位移裝置(4)上滾珠絲桿所依靠的兩個(gè)法蘭直線軸承的附近，并當(dāng)滑臺(tái)移動(dòng)到滾珠絲桿的上、下兩個(gè)極端時(shí)，兩個(gè)微動(dòng)開關(guān)會(huì)分別受到滑臺(tái)的相應(yīng)觸碰。受到觸碰的微動(dòng)開關(guān)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高電平送往連接著的計(jì)算機(jī)的RS232C接口(22)的兩根輸入聯(lián)絡(luò)線CTS與DSR之一。于是，輸出聯(lián)絡(luò)線RTS或者DTR不再輸出讓步進(jìn)電機(jī)(5 )繼續(xù)前進(jìn)的脈沖，避免步進(jìn)電機(jī)(5 )空轉(zhuǎn)。
[0014]計(jì)算機(jī)的RS232C接口(22)的數(shù)據(jù)輸出線TXD平時(shí)處于高電平。一旦計(jì)算機(jī)(2)根據(jù)圖像分析判斷光照昏暗不利于拍攝而又需要拍攝，就讓TXD輸出一個(gè)數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)變成一串脈沖從TXD線輸出，起始位必須是一個(gè)低電平，使得單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(71)的上升沿觸發(fā)信號(hào)輸入端TR+必然生效，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(71)的信號(hào)輸出端Q產(chǎn)生一個(gè)脈沖，該脈沖施加到交流固態(tài)繼電器(72)的兩個(gè)輸入控制端，結(jié)果是220V市電通過交流固態(tài)繼電器(72)的兩個(gè)輸出受控端提供給照明LED燈(7)，照明LED燈(7)會(huì)發(fā)光一會(huì)兒，然后熄滅。
[0015]圖1中，計(jì)算機(jī)的RS232C接口(22)的兩根輸入聯(lián)絡(luò)線CTS與DSR以及兩根輸出聯(lián)絡(luò)線RTS與DTR經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換電路以后分別連接有下拉電阻Rl、R2、R3、R4。其數(shù)據(jù)輸出線TXD經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換電路以后相應(yīng)連接的下拉電阻沒有畫出來。計(jì)算機(jī)的RS232C接口(22)的諸信號(hào)線屬于RS232C邏輯電平信號(hào)，需要經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換電路例如MAX232才能連接諸TTL邏輯電平信號(hào)線。計(jì)算機(jī)的RS232C接口(22)受通信控件MSComm32.0CX的管理。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自動(dòng)化聚焦拍攝培養(yǎng)物的人工氣候箱，其特征是:它包括一臺(tái)人工氣候箱、一套Z軸位移裝置、一個(gè)攝像頭、一臺(tái)計(jì)算機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、兩個(gè)微動(dòng)開關(guān)、一個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、一個(gè)交流固態(tài)繼電器、一個(gè)照明LED燈以及+5V電源；其中，Z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)金屬支撐板、聯(lián)軸器、步進(jìn)電機(jī)以及步進(jìn)電機(jī)架；兩根光軸以及滾珠絲桿彼此平行，各自穿過一個(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)上面開設(shè)有銷釘孔，滑臺(tái)通過螺絲同時(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，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(jìn)電機(jī)的軸，步進(jìn)電機(jī)安裝在步進(jìn)電機(jī)架上，步進(jìn)電機(jī)架以及兩塊金屬板都安置在Z軸位移裝置的金屬底板上，金屬底板上第一塊金屬板所在的那一端豎立著Z軸位移裝置的金屬支撐板，該金屬支撐板上開設(shè)有銷釘孔；2軸位移裝置的金屬支撐板通過人工氣候箱內(nèi)設(shè)置在其頂部的螺絲固定到人工氣候箱內(nèi)的頂部，攝像頭安裝在Z軸位移裝置的滑臺(tái)上，攝像頭通過攝像頭的USB電纜連接到計(jì)算機(jī)的USB接口 ；計(jì)算機(jī)的RS232C接口的兩根輸出聯(lián)絡(luò)線RTS與DTR分別經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換電路各自連接到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的正轉(zhuǎn)控制線與反轉(zhuǎn)控制線，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的輸出與Z軸位移裝置上的步進(jìn)電機(jī)的控制線配合；兩個(gè)微動(dòng)開關(guān)分別安置在Z軸位移裝置上靠近兩個(gè)法蘭直線軸承的的地方，它倆面朝Z軸位移裝置上的滑臺(tái)，并當(dāng)滑臺(tái)移動(dòng)到滾珠絲桿上靠近法蘭直線軸承的兩個(gè)極端時(shí)，會(huì)分別受到滑臺(tái)的觸碰；兩個(gè)微動(dòng)開關(guān)的一端都連接到+5V電源的正極，它倆的另一端分別經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換電路各自連接到計(jì)算機(jī)的RS232C接口的兩根輸入聯(lián)絡(luò)線CTS與DSR ;計(jì)算機(jī)的RS232C接口的數(shù)據(jù)輸出線TXD經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換電路連接到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的上升沿觸發(fā)信號(hào)輸入端TR+，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的信號(hào)輸出端Q以及+5V電源的負(fù)極分別連接到交流固態(tài)繼電器的兩個(gè)輸入控制端，220V市電與交流固態(tài)繼電器的兩個(gè)輸出受控端以及照明LED燈串聯(lián)；計(jì)算機(jī)的RS232C接口的兩根輸出聯(lián)絡(luò)線RTS與DTR、兩根輸入聯(lián)絡(luò)線CTS與DSR以及數(shù)據(jù)輸出線TXD經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換電路以后還各自連接一個(gè)下拉電阻。
【專利摘要】一種自動(dòng)化聚焦拍攝培養(yǎng)物的人工氣候箱，通過計(jì)算機(jī)的RS232C接口的兩根輸出聯(lián)絡(luò)線操作步進(jìn)電機(jī)正傳或者反轉(zhuǎn)，從而精細(xì)地調(diào)節(jié)攝像頭與被拍攝目標(biāo)之間的距離，攝像頭因此清晰成像；攝像頭移動(dòng)到上、下兩個(gè)極端時(shí)會(huì)被計(jì)算機(jī)的RS232C接口的兩根輸入聯(lián)絡(luò)線通過微動(dòng)開關(guān)感知，及時(shí)讓步進(jìn)電機(jī)停止進(jìn)一步的旋轉(zhuǎn)；計(jì)算機(jī)分析人工氣候箱內(nèi)的照明情況，在拍攝時(shí)能根據(jù)需要通過RS232C接口的數(shù)據(jù)輸出線短暫地點(diǎn)亮照明LED燈。包括一臺(tái)人工氣候箱、一套Z軸位移裝置、一個(gè)攝像頭、一臺(tái)計(jì)算機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、兩個(gè)微動(dòng)開關(guān)、一個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、一個(gè)交流固態(tài)繼電器、一個(gè)照明LED燈以及+5V電源。
【IPC分類】C12M1-00, G03B15-05, C12M3-00, A01G9-16, C12M1-36
【公開號(hào)】CN204550618
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520034778
【發(fā)明人】曾藝
【申請(qǐng)人】丁鳳
【公開日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年1月19日