CN110305782B - 细胞发酵罐显微监测系统的光轴空间姿态调整装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种细胞发酵罐显微监测系统光轴的空间姿态调整装置，包括基架，基架上固定安装高低游动调整台，高低游动调整台上滑动连接有负载板，所述负载板上依次固定安装显微镜调整机构、照明旋转调整机构，照明旋转调整机构包括底座，底座上固定连接有第一支撑架，第一支撑架上固定安装照明器，显微镜调整机构包括第二支撑架，第二支撑架上固定安装夹持装置，夹持装置上固定安装显微镜装置，照明旋转调整机构与移动台固定连接；本发明本发明根据不同系列细胞发酵罐的大小，调整移动台伸缩调节照明端和显微镜头的间距实现左右运动，调整高低游动调整台实现光轴的上下运动，进而提升对细胞的识别和监测精度。

Description

细胞发酵罐显微监测系统的光轴空间姿态调整装置
技术领域
本发明涉及生物医学工程领域，特别是涉及一种细胞发酵罐显微监测系统的光轴空间姿态调整装置。
背景技术
细胞发酵罐监测过程中，因显微镜与固定照射光源需要精密的调整对轴，如果两轴出现偏差或匹配性不好，将会导致细胞识别出现偏差，图像模板匹配不成功等一系列问题，从而导致测试不稳定现象发生。现有技术中细胞发酵罐监测系统光轴姿态调整装置是拼装搭建现有的光学调整架与机械调整台，容易出现镜头接口、照面接口不匹配的问题，如镜头是Φ40mm的镜筒，而目前商用的光学调整架没有相应的夹持器具，则需要过度连接，而过度连接就会产生光轴与调整台基准面存在角度误差，则调整台在调整时则会出现角度在空间维度调整时的耦合和冗余；
除此之外现有的光学调整架与机械调整台拼装搭建针对细胞发酵罐监测系统而言，调整环节繁琐且不稳定，每一个调整台均配有各自的锁紧和微调机构，均配有各自的电路和驱动器，这使得细胞图像对准和识别过程太过复杂；
现有的光学调整架与机械调整台拼装搭方式精度较差，因为个调整台均是通用机构，所以精度必然不会很高，对于细胞发酵罐监测系统光轴空间姿态调整过程，光轴的角度调整均在分级以上，因此现有的光学调整架与机械调整装置的光学调整架太过冗余，而且不同调整架的机械基准和定位接口均存在差异，显微镜头与照明端搭配不佳，调整环节繁琐且不稳定的因素，直接导致细胞监测过程稳定性降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种细胞发酵罐显微监测系统光轴的空间姿态调整装置，以解决上述现有技术存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种细胞发酵罐显微监测系统光轴的空间姿态调整装置，包括基架，所述基架上固定安装高低游动调整台，所述高低游动调整台上滑动连接有负载板，所述负载板上依次固定安装显微镜调整机构、照明旋转调整机构，所述照明旋转调整机构包括底座，所述底座上固定连接有第一支撑架，所述第一支撑架上固定安装照明器，所述照明器外表面套接有三轴绕转芯轴，所述三轴绕转芯轴轴接有关节轴承，所述显微镜调整机构包括第二支撑架，所述第二支撑架上固定安装夹持装置，所述夹持装置上固定安装显微镜镜头，所述照明旋转调整机构与移动台固定连接。
优选的，所述照明旋转调整机构上轴接有手轮。
优选的，所述所述高低游动调整台包括第一电机、第一滑轨，第一电机轴接有第一丝杠，所述第一丝杠螺纹连接有滑板，所述滑板的两端与第一滑轨滑动连接，所述滑板与负载板轴接，所述滑板上开设有若干个通孔，所述负载板上开设有若干个通槽。
优选的，所述移动台包括第二电机，所述第二电机轴接有第二丝杠连接，所述第二丝杠螺纹连接有底座，所述底座的两端与第二滑轨滑动连接。
优选的，所述第一支撑架包括第一支撑板、第二支撑板、第三支撑板，所述第一支撑板与第二支撑板固定连接，所述第三支撑板的一端与第一支撑板连接，所述第三支撑板的另一端与第二支撑板连接。
优选的，所述第一支撑板与第二支撑板之间的夹角范围在60度-90度之间。
本发明公开了以下技术效果：本发明根据不同系列细胞发酵罐的大小，调整移动台伸缩调节照明端和显微镜头的间距实现左右运动、再调整高低游动调整台实现光轴的上下运动；调整负载板的绕轴角度、显微镜头光轴使所选监测细胞落在视场中心,，通过调整基架前后运动；调整手轮，依靠高精度关节轴承的绕转自由度，实现照明端俯仰、方位方向的调整，使得预监测细胞与显微镜头光轴同轴，并且使得所监测细胞光场均匀而充盈提高光轴调整精度，进而提升对细胞的识别和监测精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的高低游动调整台主视图；
图3为本发明的负载板的主视图；
图4为本发明的照明旋转调整机构的主视图；
图5为本发明的显微镜调整机构的主视图；
图6为本发明的照明旋转调整机构的旋转原理图；
其中，基架1，第一电机2，第一滑轨3，第一丝杠4，滑板5，负载板6，高低游动调整台7，照明旋转调整机构8，显微镜调整机构9，底座10，第一支撑架11，第二支撑架12，夹持装置13，移动台14，第二电机15，第二丝杠16，万向轮17，第二滑轨18，手轮19，通孔20，通槽21，照明器22，第一支撑板23，第二支撑板24，第三支撑板25，显微镜镜头26。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参照图1-5所示，本发明提供一种细胞发酵罐显微监测系统光轴空间姿态调整装置，包括基架1，所述基架1上固定安装高低游动调整台7，所述高低游动调整台7上轴接有负载板6，高低游动调整台7上下移动带动负载板6上下移动，所述负载板6上依次固定安装显微镜调整机构9、照明旋转调整机构8，细胞发酵罐固定在显微镜调整机构9和照明旋转调整机构8之间，调整细胞发酵罐的位置，使照明旋转调整机构8、显微镜调整机构9和细胞发酵罐的内的待监测细胞位于同一水平线上，所述照明旋转调整机构8包括底座10，所述底座10上固定连接有第一支撑架11，所述第一支撑架11上固定安装照明器22，所述照明器22外表面套接有三轴绕转芯轴，所述三轴绕转芯轴与手轮19轴接，所述三轴绕转芯轴轴接有关节轴承，用于调整照明器22的俯仰角度，所述显微镜调整机构9包括第二支撑架12，所述第二支撑架12上固定安装夹持装置13，所述夹持装置13上固定安装显微镜镜头26。
进一步的，所述照明旋转调整机构8上轴接有手轮19，调节手轮19，使显微镜头光轴与待监测细胞同轴，并且使得所监测细胞光场均匀而充盈，所述照明旋转调整机构8与移动台14固定连接。
进一步的，所述高低游动调整台7包括第一电机2、第一滑轨3，第一电机2通过联轴器与第一丝杠4连接，所述第一丝杠4螺纹连接有滑板5，所述滑板5的两端与第一滑轨3滑动连接，所述滑板5与负载板6轴接，所述第一电机2带动第一丝杠4转动，丝杆带动滑板5在第一滑轨3上下运动，进而带动负载板6上下运动，所述滑板5上开设有若干个通孔20，所述负载板6上开设有若干个通槽21，所述通孔20通过销轴与通槽21固定，此装置能够实现负载板6的旋转。
进一步的，所述移动台14包括第二电机15，所述第二电机15通过联轴器与第二丝杠16连接，所述第二丝杠16螺纹连接有底座10，所述底座10的两端与第二滑轨18滑动连接，所述第二电机15带动第二丝杠16转动，进而带动移动台14左右移动，能够实现调整进照明旋转调整机构8与显微镜装置之间的距离，以便适用不同直径的细胞发酵罐。
进一步的，所述第一支撑架11包括第一支撑板23、第二支撑板24、第三支撑板25，所述第一支撑板23与第二支撑板24固定连接，所述第三支撑板25的一端与第一支撑板23连接，所述第三支撑板25的另一端与第二支撑板24连接，实现照明旋转调整机构8的支撑。
进一步的，所述第一支撑板23与第二支撑板24之间的夹角范围在60度-90度之间。
进一步的，所述基架1底部轴接有万向轮17，实现整个装置的前后的移动，便于控制基架1与细胞发酵罐之间的距离。
如图6所示：照明端旋转角度为θ，根据图示角度关系，θ＝β，由于旋转角度很小，所以旋转弧长a≈b，tanβ＝a/L’＝b/L’，b＝3mm，L＝115mm，则β≈0.026＝1.5°。所以照明端可以实现俯仰、方位方向1.5°的调整范围。
照明段旋转角度为θ，根据图示角度关系，θ＝β，由于旋转角度很小，tanβ＝R/L，R由手轮19推进的，手轮19的推荐杆螺纹距为0.1mm，L＝350mm，β≈0.0003＝1’。
照明端旋转角度为θ，根据图示角度关系，θ＝β，由于旋转角度很小，tanβ＝R/L，R由手轮19推进的，手轮19的推荐杆螺纹距为0.1mm，L＝350mm，β≈0.0003＝1’。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种细胞发酵罐显微监测系统的光轴空间姿态调整装置，其特征在于：包括基架(1)，所述基架(1)上固定安装高低游动调整台(7)，所述高低游动调整台(7)上滑动连接有负载板(6)，所述负载板(6)上依次固定安装显微镜调整机构(9)、照明旋转调整机构(8)，所述照明旋转调整机构(8)包括底座(10)，所述底座(10)上固定连接有第一支撑架(11)，所述第一支撑架(11)上固定安装照明器(22)，所述照明器(22)外表面套接有三轴绕转芯轴，所述三轴绕转芯轴轴接有关节轴承，所述显微镜调整机构(9)包括第二支撑架(12)，所述第二支撑架(12)上固定安装夹持装置(13)，所述夹持装置(13)上固定安装显微镜镜头(26)，所述照明旋转调整机构(8)与移动台(14)固定连接；
所述照明旋转调整机构(8)上轴接有手轮(19)；
所述高低游动调整台(7)包括第一电机(2)、第一滑轨(3)，第一电机(2)轴接有第一丝杠(4)，所述第一丝杠(4)螺纹连接有滑板(5)，所述滑板(5)的两端与第一滑轨(3)滑动连接，所述滑板(5)与负载板(6)轴接，所述滑板(5)上开设有若干个通孔(20)，所述负载板(6)上开设有若干个通槽(21)。
2.根据权利要求1所述的细胞发酵罐显微监测系统的光轴空间姿态调整装置，其特征在于：所述移动台(14)包括第二电机(15)，所述第二电机(15)轴接有第二丝杠(16)，所述第二丝杠(16)与底座(10)螺纹连接，所述底座(10)的两端与第二滑轨(18)滑动连接。
3.根据权利要求1所述的细胞发酵罐显微监测系统的光轴空间姿态调整装置，其特征在于：所述第一支撑架(11)包括第一支撑板(23)、第二支撑板(24)、第三支撑板(25)，所述第一支撑板(23)与第二支撑板(24)固定连接，所述第三支撑板(25)的一端与第一支撑板(23)连接，所述第三支撑板(25)的另一端与第二支撑板(24)连接。
4.根据权利要求3所述的细胞发酵罐显微监测系统的光轴空间姿态调整装置，其特征在于：所述第一支撑板(23)与第二支撑板(24)之间的夹角范围在60度-90度之间。
5.根据权利要求1所述的细胞发酵罐显微监测系统的光轴空间姿态调整装置，其特征在于：所述基架(1)底部轴接有万向轮(17)。
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