CN207216137U - 一种基于plc控制的人机交互视频显微镜调焦系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于plc控制的人机交互视频显微镜调焦系统，包括显微镜、pc机、plc控制器、步进电机、小齿轮、大齿轮；显微镜包括镜筒、支架杆、滑动支架及支架套；支架套安装在支架杆上，滑动支架通过滑台嵌装在支架套的滑槽内；调焦手轮安装在支架套上，其轮轴上设有齿轮，与支架上的齿条啮合；步进电机的输出轴上设有小齿轮，大齿轮安装在调焦手轮上，与小齿轮啮合；步进电机的步进电机驱动器与plc控制器连接，plc控制器与pc机连接。本实用新型实现了显微镜调焦的自动化控制，不仅有效解决了传统调焦手环转动无法量化控制、观察困难及主观误差大等难题，而且反应速度快、工作性能稳定，提高了显微镜的调焦精度。

Description

一种基于plc控制的人机交互视频显微镜调焦系统

技术领域

本实用新型涉及一种显微镜调焦系统，尤其是涉及到一种基于plc控制的人机交互视频显微镜调焦系统。

背景技术

目前，公知的视频显微镜又叫数码显微镜，它将显微镜获取的实物图像通过数模转换，使其成像在显微镜自带的屏幕或计算机上。而视频显微镜通常由ccd/cmos镜头、单筒显微镜、显示器组成，是一项将光学显微镜技术、光电转换技术、液晶显示屏幕技术完美结合的高科技产品。

但目前视频显微镜的调焦过程为手动调焦，即通过手动转动调焦手轮以完成调焦过程。然而手动调焦无法对调焦手轮转动的角度进行精确控制，往往需要多次往复调焦，因此无法在短时间内得到清晰的图像，效率低、精度差；另外，由于显微镜采集图像对光照条件有一定的要求，在适宜的光照强度下能获得更好的图像效果，为解决此问题，目前的视频显微镜多借助额外光源（如闪光灯）的方法，却不能根据实际情况提供理想的光线要求，导致实际效果并不理想。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种结构简单，操作方便，能够实现显微镜自动化调焦，提高显微镜调焦精度的基于plc控制的人机交互视频显微镜调焦系统。

本实用新型所采用的技术方案是：一种基于plc控制的人机交互视频显微镜调焦系统，包括显微镜、pc机、plc控制器、步进电机、小齿轮、大齿轮；显微镜包括镜筒、支架杆、滑动支架及支架套；所述的支架套安装在支架杆上，支架套的侧面上设有滑槽，所述的滑动支架上设有滑台，通过滑台嵌装在支架套的滑槽内，所述的调焦手轮安装在支架套上，调焦手轮的轮轴上设有齿轮，滑动支架上设有齿条，齿轮与齿条啮合；镜筒固定安装在滑动支架上，所述的步进电机安装在支架套上，步进电机的输出轴上设有小齿轮，所述的大齿轮安装在调焦手轮上，大齿轮与小齿轮啮合；步进电机的步进电机驱动器与plc控制器连接，plc控制器与pc机连接。

上述的基于plc控制的人机交互视频显微镜调焦系统中，所述的齿轮采用的斜齿齿轮，齿条采用的是斜齿齿条。

上述的基于plc控制的人机交互视频显微镜调焦系统中，所述显微镜的显微镜物镜上设有可调冷光源，可调冷光源与plc控制器连接。

上述的基于plc控制的人机交互视频显微镜调焦系统中，显微镜的显微镜目镜上方设有ccd镜头，ccd镜头与pc机连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1. 本实用新型设有由plc控制器控制的步进电机，步进电机能够通过齿轮传动控制滑动支架升降，实现对显微镜成像过程中物距的精细微调；实现了显微镜调焦的自动化控制，不仅有效解决了传统调焦手环转动无法量化控制、观察困难及主观误差大等难题，而且反应速度快、工作性能稳定，提高了显微镜的调焦精度。

2. 本实用新型设有可调冷光源，可调冷光源可以根据图像清晰度要求自由调节光源亮度，提高了成像的清晰度。

3.本实用新型采用ccd镜头将显微成像传输至pc机上，避免传统显微操作时通过目镜观察显微图像的不便，避免了人为因素的影响，提高了调焦精度。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理图。

图2是本实用新型的主视图。

图3是本实用新型的等轴测视图。

图4是本实用新型的左视图。

图5是本实用新型的调焦手轮和斜齿齿轮齿条传动机构连接的后视图。

图6是本实用新型的俯视图。

图中：1.pc机，2.plc控制器，3.步进电机驱动器，4.步进电机，5.齿轮传动机构，6.斜齿齿轮齿条传动机构，7.显微镜，8.ccd镜头，9. 可调冷光源，10.支架杆，11.支架套，12.调焦手轮，13.底盘，14.滑动支架，16.镜筒，17.显微镜固定套环， 19.显微镜目镜，20.镜筒顶环，21.显微镜物镜，22.冷光源固定螺丝，23.冷光源开关，24.冷光源接线口，25.调节旋钮，26.大齿轮，27.小齿轮，28.步进电机壳体，29.步进电机接口，30.步进电机固定套，31.连接片，32.齿轮，33.齿条，34.螺钉。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1、3、4所示，本实用新型包括显微镜7、pc机 1、plc控制器2、步进电机4、小齿轮27、大齿轮26、滑动支架14及支架套11。

如图3、4、5、6所示，显微镜7包括支架杆10、支架套11、底盘13、滑动支架14及镜筒16；支架杆10固定安装于底盘13上，支架套11安装在支架杆10上，且能够在支架杆10上滑动，并通过螺钉34与支架杆10紧固。支架套11的侧面上设有滑槽，所述的滑动支架14上设有滑台，滑动支架14通过滑台嵌装在支架套11的滑槽内。所述的调焦手轮12安装在支架套11上，调焦手轮12的轮轴上设有齿轮32，滑动支架14上设有齿条33，齿轮32与齿条33啮合；齿轮32采用的是斜齿齿轮，齿条33采用的是斜齿齿条。所述的滑动支架14通过圆形支架套环17固定安装有镜筒16。镜筒16的上端设有显微镜目镜19，显微镜目镜19的上安装有ccd镜头8，ccd镜头8用于采集并传递显微图像，ccd镜头8与pc及连接，将显微图像传输给pc机，避免传统显微操作时通过目镜观察显微图像的不便，避免了人为因素的影响，提高了调焦精度。镜筒16的下端设有显微镜物镜21，显微镜物镜21下端设有一个可调冷光源9，可调冷光源9与plc控制器连接，用于调节光线强度。

所述的步进电机4通过连接片31安装在显微镜7的支架套11上，步进电机4的输出轴上设有小齿轮27，所述的大齿轮26安装在调焦手轮12上，小齿轮27与大齿轮26啮合。步进电机4的步进电机驱动器3与plc控制器2连接，plc控制器2与pc机1连接。

本实用新型使用时， pc机1向plc控制器2发出脉冲控制信号，该信号通过步进电机驱动器3驱动步进电机4转动，步进电机4的输出端与一对相互啮合的直齿圆柱齿轮5的输入端固联，齿轮传动机构5的输出端在带动调焦手轮12转动的同时，与斜齿齿轮齿条传动机构6的输入端固联，斜齿齿轮齿条传动机构6的输出端与支承视频显微镜7的滑动支架14固联，显微镜7的显微镜物镜21连接一个可调冷光源9，可调冷光源9受plc控制器2的控制，显微镜7所获的显微图像通过ccd镜头8传递至pc机1，操作者通过观察pc机1上的显微图像并作出清晰度评判，以确定是否需要继续向plc控制器2发出控制指令，以调整显微镜工作距离，直至所获图像的清晰度达到所需要求。

如图3、4所示，步进电机4的输出端与小齿轮27固联，大齿轮26与调焦手轮12连接，调焦手轮12的轮轴的中部与齿轮32固联，齿轮32与固联在滑动支架14上的齿条33啮合，从而将步进电机4的旋转运动转换为镜筒16整体的上下直线移动。步进电机4的固定套30采用螺钉安装在连接片31上，连接片31采用螺钉紧固于支架套11上。

步进电机接口29接收来自步进电机驱动器3的脉冲控制信号，且每一个脉冲对应着步进电机4的一个步长，通过控制脉冲信号的脉宽、方向和频率以控制步进电机4转动的角位移、正传、反转、加速、减速以及启/停等。显微镜物镜21下端设有一可调冷光源9，可调冷光源9的光线强弱受调节按钮25控制，调节按钮25接收来自plc控制器2的控制指令。显微成像通过显微镜目镜19处的ccd镜头8传输至pc机1，操作者通过观察pc机1上的图像并进行清晰度评判。

Claims (4)

1.一种基于plc控制的人机交互视频显微镜调焦系统，其特征是：包括显微镜、pc机、plc控制器、步进电机、小齿轮、大齿轮；显微镜包括镜筒、支架杆、滑动支架及支架套；所述的支架套安装在支架杆上，支架套的侧面上设有滑槽，所述的滑动支架上设有滑台，通过滑台嵌装在支架套的滑槽内，调焦手轮安装在支架套上，调焦手轮的轮轴上设有齿轮，滑动支架上设有齿条，齿轮与齿条啮合；镜筒固定安装在滑动支架上，所述的步进电机安装在支架套上，步进电机的输出轴上设有小齿轮，所述的大齿轮安装在调焦手轮上，大齿轮与小齿轮啮合；步进电机的步进电机驱动器与plc控制器连接，plc控制器与pc机连接。

2.根据权利要求1所述的基于plc控制的人机交互视频显微镜调焦系统，其特征是：所述的齿轮采用的斜齿齿轮，齿条采用的是斜齿齿条。

3.根据权利要求1所述的基于plc控制的人机交互视频显微镜调焦系统，其特征是：所述显微镜的显微镜物镜上设有可调冷光源，可调冷光源与plc控制器连接。

4.根据权利要求1所述的基于plc控制的人机交互视频显微镜调焦系统，其特征是：显微镜的显微镜目镜上方设有ccd镜头，ccd镜头与pc机连接。