CN218976740U - 一种生物生长图像获取装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于图像获取领域，公开了一种生物生长图像获取装置，包括远程控制模块，还包括与所述远程控制模块信号连接的三轴装置和图像获取单元；所述三轴装置包括相互垂直设置的第一轴模块、第二轴模块和第三轴模块，第一轴模块固定设置，第二轴模块与第一轴模块滑动配合，第三轴模块与第二轴模块滑动配合，所述图像获取单元滑动装配在第三轴模块上。本实用新型生物生长图像获取装置可以远程获取装置内部立体空间任一点位上培养的生物生长图像，实现了远程单独观察并能够清楚记录各个培养中的生物体或生物群落的生长细节差异，避免了在实验过程中反复搬运大量的生物培养/繁殖材料。

Description

一种生物生长图像获取装置

技术领域

本实用新型属于图像获取领域，涉及生物生长图像获取装置。

背景技术

本实用新型所述生物为微生物和植物，特别是在光照培养箱中培养的微生物和植物体。在微生物实验、植物组培实验和种子萌发实验等生物实验过程中，需要长期观察并持续记录培养物的生长情况。

另外，实验过程中，通常样品数量较大，观察、记录工作量也受到技术限制。以检测室内空气菌落总数的实验为例，常规用六级撞击式采样器采集微生物样品，一个采样点位需用6个培养皿，20个采样点位则要用120个培养皿，培养48h后观察计数。对于食品中微生物抽样检测实验，1个食品样品一般设置2-3个浓度梯度，也需要4-6个培养皿。

在实现本实用新型过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下技术问题中的一个问题：

1、在常规微生物培养实验中，每次观察微生物生长情况都要打开培养箱，取出培养皿来观察。一方面，取/放培养皿的工作量较大，费时费力；另一方面，取/放培养皿的过程中，还存在对微生物造成污染的风险。

2、部分微生物标准检测方法要求隔48小时或特定时间周期观察菌落、计数，经常性地，实验人员周末到单位加班做观察、记录；若遇到实验人员出差，容易错过微生物观察记录的时间节点，进而影响待测样品中微生物检测工作的开展。

为了实现实时远程观察实验过程的目的，公开号为CN216752945U的实用新型专利公开了可远程控制的智能光照培养箱，培养箱本体中开设有安装腔，安装腔中布置多组培养单元；培养单元包括：固接在安装腔中的单元箱，固定安装在单元箱的采光灯、加热管、温度传感器、光照强度传感器，安装在单元箱开口处的密封门，与密封门相联动的收放机构，安装在密封门侧壁的摄像头；各组单元箱中的采光灯、加热管的控制部分均与所述单片机信号连接，各组所述摄像头、温度传感器、光照强度传感器均与单片机信号连接，单片机通过无线信号与智能移动设备信号连接。该实用新型能够同时进行多组别的种子发芽试验，能够有效解决能源消耗，能够远程控制各单元箱的环境状态以及远程查看种子发芽状态。

然而，虽然该智能光照培养箱能够实现远程观察实验过程，但其摄像头安装在密封门侧壁，并不能单独观察并清楚对比各个培养皿中的生物生长细节差异。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型目的在于提供一种能够远程单独观察并清楚记录各个培养皿中生物生长细节差异的生物生长图像获取装置。

发明人通过长期的探索和尝试，以及多次的实验和努力，不断的改革创新，为解决以上技术问题，本实用新型提供的技术方案是，提供一种生物生长图像获取装置，包括远程控制模块，还包括与所述远程控制模块信号连接的三轴装置和图像获取单元；所述三轴装置包括相互垂直设置的第一轴模块、第二轴模块和第三轴模块，第一轴模块固定设置，第二轴模块与第一轴模块滑动配合，第三轴模块与第二轴模块滑动配合，所述图像获取单元滑动装配在第三轴模块上。

根据本实用新型生物生长图像获取装置的一个实施方式，所述第一轴模块包括第一电机、第一支架、第一传动机构和第一载物台，所述第一支架固定设置，第一电机与远程控制模块信号连接，第二轴模块固定安装在第一载物台上，第一载物台经第一传动机构滑动装配在第一支架上。

根据本实用新型生物生长图像获取装置的一个实施方式，所述第二轴模块包括第二电机、第二支架、第二传动机构和第二载物台，所述第二支架与第一载物台连接，第二电机与远程控制模块信号连接，第三轴模块固定安装在第二载物台上，第二载物台经第二传动机构滑动装配在第二支架上。

根据本实用新型生物生长图像获取装置的一个实施方式，所述第三轴模块包括第三电机、第三支架、第三传动机构和第三载物台，所述第三支架与第二载物台连接，第三电机与远程控制模块信号连接，图像获取单元固定安装或通过云台安装在第三载物台上，第三载物台经第三传动机构滑动装配在第三支架上。

根据本实用新型生物生长图像获取装置的一个实施方式，所述第一轴模块包括至少一对第一支架，所述第二轴模块包括一对第二支架，成对的第一支架及第二支架分别设置于第三支架两端。

根据本实用新型生物生长图像获取装置的一个实施方式，所述第一轴模块包括两对第一支架，成对的第一支架分别设置于第二支架两端。

根据本实用新型生物生长图像获取装置的一个实施方式，所述第一传动机构、第二传动机构、第三传动机构为丝杠传动机构。

根据本实用新型生物生长图像获取装置的一个实施方式，还包括培养箱，所述三轴装置和图像获取单元安装在所述培养箱内。

根据本实用新型生物生长图像获取装置的一个实施方式，所述第一轴模块固定安装在所述培养箱底部转角或/和顶部转角，第一轴模块的长度方向垂直于培养箱的背板。

根据本实用新型生物生长图像获取装置的一个实施方式，所述培养箱内平行于水平面设置有多层培养容器支架，第二轴模块的长度方向平行于培养箱的背板；培养容器支架与培养箱的背板固定连接，培养容器支架与培养箱的左右侧板之间具有第二轴模块通过通道，培养容器支架与培养箱的前门板之间具有第三轴模块通过通道，培养容器支架的下表面设置有全局光源。

与现有技术相比，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点：

a)本实用新型生物生长图像获取装置可以远程获取装置内部立体空间任一点位上培养的生物生长图像，实现了远程单独观察并能够清楚记录各个培养中的生物体或生物群落的生长细节差异，避免了在实验过程中反复搬运大量的生物培养/繁殖材料。

b) 使用本实用新型生物生长图像获取装置，实验人员能够随时随地轻松获取大量实验过程图像。本实用新型生物生长图像获取装置，可用于微生物实验、植物组培实验、种子萌发实验等可以在光照培养箱中开展的生物生长实验。

c)本实用新型生物生长图像获取装置的一个实施方式中，图像获取单元固定安装第三载物台上，可以获得生物体或生物群落定视图像；图像获取单元通过云台安装在第三载物台上，不仅可以获得的顶视图像，还可以获得侧视图像。

d) 基于本实用新型生物生长图像获取装置，本领域技术人员还可以结合现有图像分析技术，对实验过程进行全数字化记录，不仅能够获得实验结果数据，还有利于获取更多实验过程数据。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型生物生长图像获取装置一较佳实施例的主视图。

图2是图1的右视结构示意图。

图3是图1的立体结构示意图。

图中标记分别为：

110第一轴模块，

111第一支架，

112第一螺杆，

113第一螺母，

114第一载物台，

120第二轴模块，

121第二支架，

122第二螺杆，

123第二螺母，

124第二载物台，

130第三轴模块，

131第三支架，

132第三螺杆，

133第三螺母，

134第三载物台，

200培养箱，

201背板，

210培养容器支架，

220光源，

300图像获取单元。

具体实施方式

下面结合附图与一个具体实施例进行说明。

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中可以不对其进行进一步定义和解释。

参见图1至图3。本实施例所描述的生物生长图像获取装置，包括远程控制模块，还包括与所述远程控制模块信号连接的三轴装置和图像获取单元300。本实施例所述远程控制模块是指利用远程控制技术原理实现远程控制三轴装置和图像获取单元300相关功能运作的模块。远程控制技术已经成熟，本实用新型使用现有远程控制技术即可。图像获取单元300选用高清摄像头、变焦数码相机等现有可实现网络通讯的拍照设备。

所述三轴装置包括相互垂直设置的第一轴模块110、第二轴模块120和第三轴模块130，第一轴模块110固定设置，第二轴模块120与第一轴模块110滑动配合，第三轴模块130与第二轴模块120滑动配合，所述图像获取单元300滑动装配在第三轴模块130上。

所述第一轴模块110包括第一电机（未示出）、第一支架111、第一传动机构和第一载物台114，所述第一支架111固定设置，第一电机与远程控制模块信号连接，第二轴模块120固定安装在第一载物台114上，第一载物台114经第一传动机构滑动装配在第一支架111上。所述第二轴模块120包括第二电机（未示出）、第二支架121、第二传动机构和第二载物台124，所述第二支架121与第一载物台114连接，第二电机与远程控制模块信号连接，第三轴模块130固定安装在第二载物台124上，第二载物台124经第二传动机构滑动装配在第二支架121上。所述第三轴模块130包括第三电机（未示出）、第三支架131、第三传动机构和第三载物台134，所述第三支架131与第二载物台124连接，第三电机与远程控制模块信号连接，图像获取单元300固定安装或通过云台安装在第三载物台134上，第三载物台134经第三传动机构滑动装配在第三支架131上。

本实施例中，所述第一轴模块110包括两对第一支架111，所述第二轴模块120包括一对第二支架121，成对的第一支架111及第二支架121分别设置于第三支架131两端，成对的第一支架111分别设置于第二支架121两端。

所述第一传动机构、第二传动机构、第三传动机构为丝杠传动机构。本实施例中，丝杠传动机构选用滚珠丝杠，滚珠丝杠将回转运动转化为直线运动。滚珠丝杠由螺杆、螺母、钢球、预压片、反向器、防尘器组成。

参见图1至图3，第一轴模块110水平设置。第一传动机构包括第一螺杆112和第一螺母113，第一螺杆112与第一电机动力输出轴传动连接，第一螺母113与第一载物台114固定连接，第一载物台114与第一支架111滑动配合。第一支架111作为滑动机构中的导轨，第一载物台114作为滑动机构中的滑块，第一电机转动，带动第一螺杆112转动，第一螺杆112转动，带动第一螺母113和第一载物台114滑动，进而实现第二轴模块120上下移动。

第二轴模块120竖直设置。第二传动机构包括第二螺杆122和第二螺母123，第二螺杆122与第二电机动力输出轴传动连接，第二螺母123与第二载物台124固定连接，第二载物台124与第二支架121滑动配合。第二支架121作为滑动机构中的导轨，第二载物台124作为滑动机构中的滑块，第二电机转动，带动第二螺杆122转动，第二螺杆122转动，带动第二螺母123和第二载物台124滑动，进而实现第三轴模块130水平前后移动。

第三轴模块130水平设置，且垂直于第二轴模块120。第三传动机构包括第三螺杆132和第三螺母133，第三螺杆132与第三电机动力输出轴传动连接，第三螺母133与第三载物台134固定连接，第三载物台134与第三支架131滑动配合。第三支架131作为滑动机构中的导轨，第三载物台134作为滑动机构中的滑块，第三电机转动，带动第三螺杆132转动，第三螺杆132转动，带动第三螺母133和第三载物台134滑动，进而实现图像获取单元300水平左右移动。

第一电机、第二电机和第三电机为伺服电机，与远程控制模块信号连接。

拍摄微生物生长图片时，通过控制三轴装置，将图像获取单元300移动至培养皿正上方，调节图像获取单元300焦距至图像清晰，当然，还可以在三轴装置上设置距离传感器，以设置统一的拍照距离，或者基于距离图像传感器设置统一拍照距离，亦可以通过设置生物生长图像获取装置的设备参数，获得具有统一标准的微生物生长图像，进而通过现有图像处理技术，获得微生物菌落的特征信息及其变化情况，菌落的特征包括大小、形状、边缘、表面、质地、颜色和透明程度等。有利于实验人员根据菌落的特征对微生物进行分类。

在进一步的实施方式中，生物生长图像获取装置还包括培养箱200，所述三轴装置和图像获取单元300安装在所述培养箱200内。培养箱200为光照培养箱。

参见图1至图3，为了更充分显示三轴装置的安装结构，附图中未示出培养箱200的侧板和门板。所述第一轴模块110固定安装在所述培养箱200底部转角或/和顶部转角，第一轴模块110的长度方向垂直于培养箱200的背板201。本实施例中，第一轴模块110包括4个第一支架111，分别设置在培养箱200底部转角和顶部转角处，4个第一支架111构成一个长方体空间，与培养箱200的内部空间相互融合。

所述培养箱200内平行于水平面设置有多层培养容器支架210，第二轴模块120的长度方向平行于培养箱200的背板201；培养容器支架210与培养箱200的背板201固定连接，培养容器支架210需要有足够的结构强度，能够支撑起培养容器支架210上放置的培养容器，本实施例中，所述培养容器为培养皿。培养容器支架210与培养箱200的左右侧板之间具有第二轴模块120通过的通道，培养容器支架210与培养箱200的前门板之间具有第三轴模块130通过的通道。

培养容器支架210的下表面设置有全局光源220，具体地，在培养容器支架210的下表面安装多个LED灯。

本实用新型生物生长图像获取装置，可以远程观察、拍摄培养箱200内各层培养容器支架210上的培养皿，基于本实用新型生物生长图像获取装置，可实现远程全自动生物生长过程监测。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种生物生长图像获取装置，包括远程控制模块，其特征在于，还包括与所述远程控制模块信号连接的三轴装置和图像获取单元；所述三轴装置包括相互垂直设置的第一轴模块、第二轴模块和第三轴模块，第一轴模块固定设置，第二轴模块与第一轴模块滑动配合，第三轴模块与第二轴模块滑动配合，所述图像获取单元装配在第三轴模块上。

2.根据权利要求1所述的生物生长图像获取装置，其特征在于，所述第一轴模块包括第一电机、第一支架、第一传动机构和第一载物台，所述第一支架固定设置，第一电机与远程控制模块信号连接，第二轴模块固定安装在第一载物台上，第一载物台经第一传动机构滑动装配在第一支架上。

3.根据权利要求2所述的生物生长图像获取装置，其特征在于，所述第二轴模块包括第二电机、第二支架、第二传动机构和第二载物台，所述第二支架与第一载物台连接，第二电机与远程控制模块信号连接，第三轴模块固定安装在第二载物台上，第二载物台经第二传动机构滑动装配在第二支架上。

4.根据权利要求3所述的生物生长图像获取装置，其特征在于，所述第三轴模块包括第三电机、第三支架、第三传动机构和第三载物台，所述第三支架与第二载物台连接，第三电机与远程控制模块信号连接，图像获取单元固定安装或通过云台安装在第三载物台上，第三载物台经第三传动机构滑动装配在第三支架上。

5.根据权利要求4所述的生物生长图像获取装置，其特征在于，所述第一轴模块包括至少一对第一支架，所述第二轴模块包括一对第二支架，成对的第一支架及第二支架分别设置于第三支架两端。

6.根据权利要求5所述的生物生长图像获取装置，其特征在于，所述第一轴模块包括两对第一支架，成对的第一支架分别设置于第二支架两端。

7.根据权利要求4所述的生物生长图像获取装置，其特征在于，所述第一传动机构、第二传动机构、第三传动机构为丝杠传动机构。

8.根据权利要求1至7任一项所述的生物生长图像获取装置，其特征在于，还包括培养箱，所述三轴装置和图像获取单元安装在所述培养箱内。

9.根据权利要求8所述的生物生长图像获取装置，其特征在于，所述第一轴模块固定安装在所述培养箱底部转角或/和顶部转角，第一轴模块的长度方向垂直于培养箱的背板。

10.根据权利要求8所述的生物生长图像获取装置，其特征在于，所述培养箱内平行于水平面设置有多层培养容器支架，第二轴模块的长度方向平行于培养箱的背板；培养容器支架与培养箱的背板固定连接，培养容器支架与培养箱的左右侧板之间具有第二轴模块通过通道，培养容器支架与培养箱的前门板之间具有第三轴模块通过通道；培养容器支架的下表面设置有全局光源。

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