CN115201112A - 一种自动藻类识别分析设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及藻类分析设备技术领域，提出了一种自动藻类识别分析设备，包括底座和设置在所述底座上的控制模块、三轴运动模块、成像模块和样品安装模块，所述成像模块包括由上至下依次连接的工业相机、上遮光罩、下遮光罩和物镜，所述下遮光罩与所述三轴运动模块连接，所述上遮光罩和所述下遮光罩沿轴向螺纹配合。通过上述技术方案，解决了现有技术中人工分析处理效率低，不易保证成像效果的问题。
Description
技术领域
本发明涉及藻类分析设备技术领域，具体的，涉及一种自动藻类识别分析设备。
背景技术
浮游藻类是指所有生活在水中营浮游生活方式的微小植物，它是湖泊水生生物的主要组成部分之一。浮游藻类多达4万余种，大小不一、形状多样，在水生态系统中非常重要。通过对浮游藻类种类、大小、数量等指标的分析判断，能很好指示水体健康状况。
浮游藻类监测，国内外一直以人工镜检为主，专业技术人员需要3年以上培养和实践才能胜任。其监测设备多是基于光谱法或传统图像识别算法，故而存在较大的检测误差。随着深度学习算法的推广，采用AI技术识别浮游藻类的方法得到应用。
目前，实验室藻类识别分析设备并没有自动设备，多采用人工方式进行分析处理，人工进行分析处理存在效率低，不方便多个样品分析比对，分析处理过程中样本易受到污染的问题，并且，如何得到成像更加清晰的照片从而更加便于分析藻类种类、比例、藻密度等指标的自动分析输出，也是亟需解决的技术难题。
发明内容
本发明提出一种自动藻类识别分析设备，解决了相关技术中人工分析处理效率低，不易保证成像效果的问题。
本发明的技术方案如下：一种自动藻类识别分析设备，包括底座和设置在所述底座上的控制模块、三轴运动模块、成像模块和样品安装模块，所述成像模块包括由上至下依次连接的工业相机、上遮光罩、下遮光罩和物镜，所述下遮光罩与所述三轴运动模块连接，所述上遮光罩和所述下遮光罩沿轴向螺纹配合。
作为进一步的技术方案，
所述样品安装模块包括容纳筒、端盖、旋盖和多个样品安装组件，所述容纳筒转动设于所述底座上，所述容纳筒上端开口，所述端盖可拆卸设置在所述开口处，所述端盖上具有多个观察孔，所述旋盖摆动设置在所述端盖上，所述旋盖摆动后控制所述观察孔的开闭。
作为进一步的技术方案，
所述旋盖的铰接处设置有扭簧，所述扭簧提供所述旋盖开启的力，所述端盖上设置有第一支架，还包括压簧，所述压簧一端作用于所述第一支架上，另一端连接有磁性挡块，所述旋盖圆周具有卡齿，所述压簧提供所述磁性挡块与所述卡齿抵接的力，阻挡所述旋盖摆动；
所述底座上设置有第二支架，所述第二支架上设置有磁性件，所述磁性件吸附所述磁性挡块，提供所述磁性挡块取消抵接所述卡齿的力；
所述底座上设置有第三支架，所述第三支架上转动设置有限位轴，所述容纳筒转动后，所述限位轴挤压所述旋盖边缘，提供所述旋盖关闭的力。
作为进一步的技术方案，
所述样品安装组件包括由下至上依次设置的光源座、可变光源和隔板，所述光源座设置在所述容纳筒底壁，所述隔板上具有方孔，所述可变光源朝向所述方孔，所述隔板上沿相反方向滑动设置有一对夹板。
作为进一步的技术方案，所述三轴运动模块包括支杆、螺纹式夹紧套和伸缩组件，所述支杆设置在所述底座上，所述螺纹式夹紧套转动且移动设置在所述支杆上，所述伸缩组件设置在所述螺纹式夹紧套和所述下遮光罩之间，用于调节所述螺纹式夹紧套与所述下遮光罩之间的距离。
作为进一步的技术方案，
所述伸缩组件包括基板、快进台、工进台，所述基板设置在所述螺纹式夹紧套上，所述快进台移动设置在所述基板上，所述工进台移动设置在所述快进台上，所述工进台与所述下遮光罩连接。
作为进一步的技术方案，
所述成像模块还包括滤光片，所述滤光片设于所述物镜和所述下遮光罩之间。
本发明的工作原理和有益效果为：在底座上设置控制模块、三轴运动模块、成像模块和样品安装模块，控制模块包括电路板、控制机箱驱动器和开关电源等部分，实现对三轴运动模块和成像模块运行的控制，成像模块与三轴运动模块连接，实现成像模块的三轴运动，成像模块位于样品安装模块上方，实验时，载物片置于样品安装模块上，成像模块调整合适的焦距，得到最佳最清晰的成像效果，并将数据传输给自动藻类分析系统，通过固定算法对藻类进行自动，统计种类、比例、藻密度等；其中，成像模块包括由上至下依次首尾连接的工业相机、上遮光罩、下遮光罩和物镜，工业相机与上遮光罩借助相机连接件扣合在一起，上遮光罩外圆上具有外螺纹，下遮光罩内壁上具有内螺纹，上遮光罩螺纹配合在下遮光罩内，下遮光罩借助物镜连接件与物镜扣合，保证各处的紧密可靠连接，实验时通过调整上遮光罩与下遮光罩之间的螺纹配合来调节两者的相对位置关系，找到物镜与工业相机的最佳焦距，从而得到最佳的成像效果，保证拍摄照片的清晰度，通过采用微观放大镜头加相机来代替显微镜的方式，配合整体设备，实现藻类种类、比例、藻密度等指标自动分析输出，填补了现有技术中藻类识别分析没有自动化设备的空白，也提高了识别分析处理的效率，同时成像更加清晰，更加便于进行藻类的识别分析，使分析结果更加精确。
附图说明
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。
图1为本发明藻类识别分析设备结构示意图；
图2为本发明样品安装模块俯视图；
图3为本发明样品安装模块立体结构示意图；
图4为本发明样品安装模块内部结构示意图；
图5为本发明样品安装组件结构示意图；
图6为本发明伸缩组件结构示意图；
图7为本发明成像模块爆炸示意图；
图中： 1、底座，2、工业相机，3、上遮光罩，4、下遮光罩，5、物镜，6、容纳筒，7、端盖，8、旋盖，9、观察孔，10、扭簧，11、第一支架，12、压簧，13、磁性挡块，14、卡齿，15、第二支架，16、磁性件，17、第三支架，18、限位轴，19、光源座，20、可变光源，21、隔板，22、支杆，23、螺纹式夹紧套，24、基板，25、快进台，26、工进台，27、滤光片，28、夹板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
如图1~图7所示，本实施例提出了一种自动藻类识别分析设备，包括底座1和设置在所述底座1上的控制模块、三轴运动模块、成像模块和样品安装模块，所述成像模块包括由上至下依次连接的工业相机2、上遮光罩3、下遮光罩4和物镜5，所述下遮光罩4与所述三轴运动模块连接，所述上遮光罩3和所述下遮光罩4沿轴向螺纹配合。
本实施例中，在底座1上设置控制模块、三轴运动模块、成像模块和样品安装模块，控制模块包括电路板、控制机箱驱动器和开关电源等部分，实现对三轴运动模块和成像模块运行的控制，成像模块与三轴运动模块连接，实现成像模块的三轴运动，成像模块位于样品安装模块上方，实验时，载物片置于样品安装模块上，成像模块调整合适的焦距，得到最佳最清晰的成像效果，并将数据传输给自动藻类分析系统，通过固定算法对藻类进行自动，统计种类、比例、藻密度等；其中，成像模块包括由上至下依次首尾连接的工业相机2、上遮光罩3、下遮光罩4和物镜5，工业相机2与上遮光罩3借助相机连接件扣合在一起，上遮光罩3外圆上具有外螺纹，下遮光罩4内壁上具有内螺纹，上遮光罩3螺纹配合在下遮光罩4内，下遮光罩4借助物镜5连接件与物镜5扣合，保证各处的紧密可靠连接，实验时通过调整上遮光罩3与下遮光罩4之间的螺纹配合来调节两者的相对位置关系，找到物镜5与工业相机2的最佳焦距，从而得到最佳的成像效果，保证拍摄照片的清晰度，通过采用微观放大镜头加相机来代替显微镜的方式，配合整体设备，实现藻类种类、比例、藻密度等指标自动分析输出，填补了现有技术中藻类识别分析没有自动化设备的空白，也提高了识别分析处理的效率，同时成像更加清晰，更加便于进行藻类的识别分析，使分析结果更加精确。
进一步，还包括，
所述样品安装模块包括容纳筒6、端盖7、旋盖8和多个样品安装组件，所述容纳筒6转动设于所述底座1上，所述容纳筒6上端开口，所述端盖7可拆卸设置在所述开口处，所述端盖7上具有多个观察孔9，所述旋盖8摆动设置在所述端盖7上，所述旋盖8摆动后控制所述观察孔9的开闭。
本实施例中，容纳筒6转动设置在底座1上，在容纳筒6内沿圆周方向均匀设置有多组样品安装组件，用于安装载物片，观察孔9、旋盖8和样品安装组件的数量相同且一一对应，每个样品安装组件上方均摆动设置一个旋盖8，用于封堵该样品安装组件上方的观察孔9，通过设置多个样品安装组件，可在容纳筒6内同时安装多个载物片，通过容纳筒6的转动来使多个载物片依次旋至成像模块下方进行分析，方便同组同类样品进行对比，并且在成像模块对某一样品进行分析时，可在其他位置安装载物片，互不影响，提高了工作效率，旋盖8的设置保证样品在到达成像模块下方前不受灰尘等外界因素污染影响，保证分析结果的准确性，端盖7可拆卸设置容纳筒6的开口处，方便对容纳筒6内部进行清理养护。
进一步，还包括，
所述旋盖8的铰接处设置有扭簧10，所述扭簧10提供所述旋盖8开启的力，所述端盖7上设置有第一支架11，还包括压簧12，所述压簧12一端作用于所述第一支架11上，另一端连接有磁性挡块13，所述旋盖8圆周具有卡齿14，所述压簧12提供所述磁性挡块13与所述卡齿14抵接的力，阻挡所述旋盖8摆动；
所述底座1上设置有第二支架15，所述第二支架15上设置有磁性件16，所述磁性件16吸附所述磁性挡块13，提供所述磁性挡块13取消抵接所述卡齿14的力；
所述底座1上设置有第三支架17，所述第三支架17上转动设置有限位轴18，所述容纳筒6转动后，所述限位轴18挤压所述旋盖8边缘，提供所述旋盖8关闭的力。
本实施例中，通过设置磁性挡块13来阻挡卡齿14，从而使得没有到达成像模块下方的旋盖8能保持封闭，保证良好的防护效果，在底座1上设置第二支架15和第三支架17，分别安装有磁性件16和限位轴18，容纳筒6转动时，样品安装组件会依次经过第二支架15、成像模块和第三支架17，经过磁性件16时，磁性件16将磁性挡块13向上吸附，克服压簧12的弹性力，磁性挡块13上移，不再阻挡旋盖8，旋盖8旋开；然后到达成像模块，进行分析识别；随后到达第三支架17处，旋盖8的边缘与限位轴18抵接，限位轴18在旋盖8的边缘滚动，克服扭簧10的弹性力，将旋盖8挤压复位，随着容纳筒6的继续转动，磁性挡块13不再受到磁性件16的吸力并且下移复位，与卡齿14卡接，阻挡旋盖8摆动，继续保持闭合；当成像模块对某一位置样品进行分析时，可以通过在第一支架11上放置磁铁，将磁性挡块13解锁的方式，来打开旋盖8，进行样品的放置。
进一步，还包括，
所述样品安装组件包括由下至上依次设置的光源座19、可变光源20和隔板21，所述光源座19设置在所述容纳筒6底壁，所述隔板21上具有方孔，所述可变光源20朝向所述方孔，所述隔板21上沿相反方向滑动设置有一对夹板28。
本实施例中，光源座19设置在容纳筒6底壁，可变光源20安装在光源座19上，隔板21安装在可变光源20上，隔板21与可变光源20之间放有密封圈，且隔板21上开设的方孔可保证光源仅通过隔板21和载物片传输光，隔板21上表面开设有滑槽，滑槽内滑动设置有一对夹板28，两个夹板28的滑动方向相反，借助两个夹板28夹持载物片，可快速的安装载物片，同时夹持稳定可靠，可防止样品晃动。
进一步，还包括，
所述三轴运动模块包括支杆22、螺纹式夹紧套23和伸缩组件，所述支杆22设置在所述底座1上，所述螺纹式夹紧套23转动且移动设置在所述支杆22上，所述伸缩组件设置在所述螺纹式夹紧套23和所述下遮光罩4之间，用于调节所述螺纹式夹紧套23与所述下遮光罩4之间的距离。
本实施例中，螺纹式夹紧套23套设在支杆22上，通过螺纹旋进夹紧的方式固定在支杆22上，松开螺纹式夹紧套23后，可以调节成像模块在Z轴上的位置，通过改变成像模块的角度配合伸缩组件可以实现成像模块在水平面上的位置调整，从而实现三轴的运动，灵活的调整成像模块与样品安装模块之间的相对位置关系。
进一步，还包括，
所述伸缩组件包括基板24、快进台25、工进台26，所述基板24设置在所述螺纹式夹紧套23上，所述快进台25移动设置在所述基板24上，所述工进台26移动设置在所述快进台25上，所述工进台26与所述下遮光罩4连接。
本实施例中，基板24设置在螺纹式夹紧套23上，基板24上借助丝杆丝母配合形式移动设置有快进台25，快进台25上借助丝杆丝母配合形式移动设置有工进台26，快进台25端部与下遮光罩4连接，通过快进台25实现成像模块快速移动到工作位置附近，再通过工进台26做微调，从而保证成像模块能快速且精准的实现定位。
进一步，还包括，
所述成像模块还包括滤光片27，所述滤光片27设于所述物镜5和所述下遮光罩4之间。
本实施例中，物镜5和下遮光罩4借助物镜5连接件连接，滤光片27固定在物镜5连接件内部，通过滤光片27实现对入射光的过滤，使成像亮度更好。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种自动藻类识别分析设备，其特征在于，包括底座（1）和设置在所述底座（1）上的控制模块、三轴运动模块、成像模块和样品安装模块，所述成像模块包括由上至下依次连接的工业相机（2）、上遮光罩（3）、下遮光罩（4）和物镜（5），所述下遮光罩（4）与所述三轴运动模块连接，所述上遮光罩（3）和所述下遮光罩（4）沿轴向螺纹配合。
2.根据权利要求1所述的一种自动藻类识别分析设备，其特征在于，所述样品安装模块包括容纳筒（6）、端盖（7）、旋盖（8）和多个样品安装组件，所述容纳筒（6）转动设于所述底座（1）上，所述容纳筒（6）上端开口，所述端盖（7）可拆卸设置在所述开口处，所述端盖（7）上具有多个观察孔（9），所述旋盖（8）摆动设置在所述端盖（7）上，所述旋盖（8）摆动后控制所述观察孔（9）的开闭。
3.根据权利要求2所述的一种自动藻类识别分析设备，其特征在于，所述旋盖（8）的铰接处设置有扭簧（10），所述扭簧（10）提供所述旋盖（8）开启的力，所述端盖（7）上设置有第一支架（11），还包括压簧（12），所述压簧（12）一端作用于所述第一支架（11）上，另一端连接有磁性挡块（13），所述旋盖（8）圆周具有卡齿（14），所述压簧（12）提供所述磁性挡块（13）与所述卡齿（14）抵接的力，阻挡所述旋盖（8）摆动；
所述底座（1）上设置有第二支架（15），所述第二支架（15）上设置有磁性件（16），所述磁性件（16）吸附所述磁性挡块（13），提供所述磁性挡块（13）取消抵接所述卡齿（14）的力；
所述底座（1）上设置有第三支架（17），所述第三支架（17）上转动设置有限位轴（18），所述容纳筒（6）转动后，所述限位轴（18）挤压所述旋盖（8）边缘，提供所述旋盖（8）关闭的力。
4.根据权利要求2所述的一种自动藻类识别分析设备，其特征在于，所述样品安装组件包括由下至上依次设置的光源座（19）、可变光源（20）和隔板（21），所述光源座（19）设置在所述容纳筒（6）底壁，所述隔板（21）上具有方孔，所述可变光源（20）朝向所述方孔，所述隔板（21）上沿相反方向滑动设置有一对夹板（28）。
5.根据权利要求1所述的一种自动藻类识别分析设备，其特征在于，所述三轴运动模块包括支杆（22）、螺纹式夹紧套（23）和伸缩组件，所述支杆（22）设置在所述底座（1）上，所述螺纹式夹紧套（23）转动且移动设置在所述支杆（22）上，所述伸缩组件设置在所述螺纹式夹紧套（23）和所述下遮光罩（4）之间，用于调节所述螺纹式夹紧套（23）与所述下遮光罩（4）之间的距离。
6.根据权利要求5所述的一种自动藻类识别分析设备，其特征在于，所述伸缩组件包括基板（24）、快进台（25）、工进台（26），所述基板（24）设置在所述螺纹式夹紧套（23）上，所述快进台（25）移动设置在所述基板（24）上，所述工进台（26）移动设置在所述快进台（25）上，所述工进台（26）与所述下遮光罩（4）连接。
7.根据权利要求1所述的一种自动藻类识别分析设备，其特征在于，所述成像模块还包括滤光片（27），所述滤光片（27）设于所述物镜（5）和所述下遮光罩（4）之间。
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| CN115201112B (zh) | 2023-04-07 |
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