CN204540158U - 一种自动聚焦拍摄培养物的人工气候箱 - Google Patents
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Abstract
一种自动聚焦拍摄培养物的人工气候箱，它通过计算机RS232C接口的两根输出联络线操作Z轴位移装置的步进电机来调节摄像头的拍摄物距，使之成像清晰，当光照不利于拍摄时，计算机RS232C接口的数据输出线TXD通过单稳态触发器控制交流固态继电器使得照明LED灯会短暂地发光。包括一台人工气候箱、一套Z轴位移装置、一个摄像头、一台计算机、步进电机驱动电路、单稳态触发器、交流固态继电器以及照明LED灯。其中，摄像头安装在Z轴位移装置的滑台上。适用于模拟各种气候环境的人工气候箱内视频观察培养物。
Description
技术领域
本实用新型涉及生物实验领域的生物培养设备，具体涉及一种自动聚焦拍摄培养物的人工气候箱。
背景技术
《视频记录可调光波光照培养箱》（ZL 2013205546840，授权公告日：2014-02-05）利用摄像头隔着双层真空玻璃隔板视频观察培养箱内植物的生长。它并没有说明它所采用的LED光源能不能用来辅助拍摄，也没有表示相关的电路安排，而且聚焦方面需要人工干预。
发明内容
本实用新型提供一种自动聚焦拍摄培养物的人工气候箱，该人工气候箱借助一套直线轴位移装置，使用计算机的RS232C接口的两根输出联络线操作步进电机来调节摄像头的拍摄物距，并当光照不利于拍摄时，使用RS232C接口的数据输出线控制照明LED灯短暂地发光。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：它包括一台人工气候箱、一套Z轴位移装置、一个摄像头、一台计算机、步进电机驱动电路、一个单稳态触发器、一个交流固态继电器、一个照明LED灯以及+5V电源；其中，计算机的RS232C接口的两根输出联络线RTS与DTR经过电平转换电路MAX232以后分别连接一个下拉电阻，还分别连接到步进电机驱动电路的正转控制线与反转控制线，步进电机驱动电路的输出与Z轴位移装置上的步进电机的控制线配合；计算机的RS232C接口的数据输出线TXD经过电平转换电路MAX232以后连接一个下拉电阻，还连接到单稳态触发器的上升沿触发信号输入端TR+，单稳态触发器的信号输出端Q以及+5V电源的负极分别连接到交流固态继电器的两个输入控制端，220V市电与交流固态继电器的两个输出受控端以及照明LED灯串联；Z轴位移装置通过它的第一块金属版上的销钉孔以及人工气候箱内设置在其顶部的螺丝固定到人工气候箱内的顶部，摄像头安装在Z轴位移装置的滑台上，摄像头通过摄像头的USB电缆连接到计算机的USB接口。
Z轴位移装置包括两根光轴、一根滚珠丝杆、两个法兰直线轴承、三个直线轴承、三个螺母座、一个滑台、两块金属板、一块金属底板、联轴器、步进电机以及步进电机架；两根光轴以及滚珠丝杆彼此平行，各自穿过一个直线轴承，这三个直线轴承上各自配合有一个螺母座，滑台是一个金属板，滑台上面开设有销钉孔，滑台通过螺丝同时固定在上述三个螺母座上；两块金属板各自开设有左、中、右三个圆孔，第一根光轴的两端分别安装在这两块金属板的左圆孔上，通过这两个左圆孔上的螺丝固定，第二根光轴的两端分别安装在这两块金属板的右圆孔上，通过这两个右圆孔上的螺丝固定；两块金属板上中间的圆孔各自通过螺丝安装一个法兰直线轴承，滚珠丝杆的一端安置在第一块金属板上的法兰直线轴承中，其另一端穿过第二块金属板上的法兰直线轴承以后连接到联轴器的一端，联轴器的另一端连接步进电机的轴，步进电机安装在步进电机架上，步进电机架以及两块金属板都安置在Z轴位移装置的金属底板上，两块金属板上开设有销钉孔。
本实用新型的有益效果是：计算机RS232C接口操作步进电机来调节摄像头的拍摄物距，使之成像清晰；光照不利于拍摄时，计算机RS232C接口操作交流固态及电器使得照明LED灯短暂地发光，适用于人工气候箱内各种模拟的气候环境下作视频记录。
附图说明：
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的方框图。
图中，1. 人工气候箱，11. 人工气候箱内设置在顶部的螺丝，2. 计算机，21. 计算机的USB接口，22. 计算机的RS232C接口，3. 摄像头，4. Z轴位移装置，5. 步进电机，51. 步进电机驱动电路，7. 照明LED灯，71. 单稳态触发器，72. 交流固态继电器。
具体实施方式
图1中，摄像头（3）安放在Z轴位移装置（4）的滑台上，通过USB电缆连接到计算机的USB接口（21）。Z轴位移装置（4）通过其第一块金属板上的销钉孔以及人工气候箱（1）内其顶部的螺丝（11）安装在人工气候箱（1）的顶部。步进电机（5）驱动Z轴位移装置（4）的滚珠丝杆旋转，滚珠丝杆上的直线轴承及其承载的滑台因此能上下移动。两根光轴及其直线轴承保证了滑台的承载物能平稳移动。滑台上的摄像头（3）一般较小，两根光轴及其直线轴承可以省去。难于图示Z轴位移装置（4）的结构，请在淘宝网上检索参考。
步进电机驱动电路（51）用于产生导致步进电机（5）正转或者反转之电磁线圈驱动脉冲。它有两根分别控制步进电机（5）正转与反转的控制线，分别受计算机RS232C接口（22）的输出联络线RTS与DTR的操作。具体参见单片机书籍的有关章节。
计算机的RS232C接口（22）的数据输出线TXD平时处于高电平。让TXD输出一个数据，该数据变成一串脉冲从TXD线输出，而起始位必须是一个低电平，使得单稳态触发器（71）的上升沿触发信号输入端TR+必然生效。单稳态触发器（71）的信号输出端Q产生一个脉冲，该脉冲能导致交流固态继电器（72）的两个输出受控端导通，使得220V市电通过交流固态继电器（72）的两个输出受控端提供给照明LED灯（7）。
图1中，计算机的RS232C接口（22）的两根输出联络线RTS与DTR经过电平转换电路以后分别连接有下拉电阻R1与R2。其数据输出线TXD经过电平转换电路以后相应连接的下拉电阻没有画出来。计算机的RS232C接口（22）受通信控件MSComm32.OCX的管理。
Claims (2)
1.一种自动聚焦拍摄培养物的人工气候箱，其特征是：包括一台人工气候箱、一套Z轴位移装置、一个摄像头、一台计算机、步进电机驱动电路、一个单稳态触发器、一个交流固态继电器、一个照明LED灯以及+5V电源；其中，计算机的RS232C接口的两根输出联络线RTS与DTR经过电平转换电路MAX232以后分别连接一个下拉电阻，还分别连接到步进电机驱动电路的正转控制线与反转控制线，步进电机驱动电路的输出与Z轴位移装置上的步进电机的控制线配合；计算机的RS232C接口的数据输出线TXD经过电平转换电路MAX232以后连接一个下拉电阻，还连接到单稳态触发器的上升沿触发信号输入端TR+，单稳态触发器的信号输出端Q以及+5V电源的负极分别连接到交流固态继电器的两个输入控制端，220V市电与交流固态继电器的两个输出受控端以及照明LED灯串联；Z轴位移装置通过它的第一块金属版上的销钉孔以及人工气候箱内设置在其顶部的螺丝固定到人工气候箱内的顶部，摄像头安装在Z轴位移装置的滑台上，摄像头通过摄像头的USB电缆连接到计算机的USB接口。
2.根据权利要求1所述的一种自动聚焦拍摄培养物的人工气候箱，其特征是：Z轴位移装置包括两根光轴、一根滚珠丝杆、两个法兰直线轴承、三个直线轴承、三个螺母座、一个滑台、两块金属板、一块金属底板、联轴器、步进电机以及步进电机架；两根光轴以及滚珠丝杆彼此平行，各自穿过一个直线轴承，这三个直线轴承上各自配合有一个螺母座，滑台是一个金属板，滑台上面开设有销钉孔，滑台通过螺丝同时固定在上述三个螺母座上；两块金属板各自开设有左、中、右三个圆孔，第一根光轴的两端分别安装在这两块金属板的左圆孔上，通过这两个左圆孔上的螺丝固定，第二根光轴的两端分别安装在这两块金属板的右圆孔上，通过这两个右圆孔上的螺丝固定；两块金属板上中间的圆孔各自通过螺丝安装一个法兰直线轴承，滚珠丝杆的一端安置在第一块金属板上的法兰直线轴承中，其另一端穿过第二块金属板上的法兰直线轴承以后连接到联轴器的一端，联轴器的另一端连接步进电机的轴，步进电机安装在步进电机架上，步进电机架以及两块金属板都安置在Z轴位移装置的金属底板上，两块金属板上开设有销钉孔。
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