显微镜自动操作系统技术方案

一种显微镜自动操作系统，其特征在于：在现有的显微镜上增加电动载物台（２５）、电动物镜转换器（２６）、电动调焦机构（２７）、控制台（２８）；电动载物台是通过其上的固定架（３）、固定支架（７）、连接支架（６）连接固定在显微镜平台（２０）上；电动物镜转换器（２６）通过连接支架（１２）、和支架（１７）连接固定在显微镜上；电动调焦机构（２７）分别通过轴套（１１、８）将其粗调和细调机构连接固定在显微镜原调焦机构左右两侧；控制盒（２８）用电缆和各步进电机（１８）连接；显微镜ＣＣＤ接口（３６）上安装摄像机（２），用电缆（１）与计算机连接。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种显微镜的操作方式，特别是显微镜的自动化操作，将显微镜的手工操作变成自动化操作。
技术介绍
显微镜的很多应用场合，需要操作人员反复多次进行同一种程式化的操作，其中包括调整显微镜的载物台使之依次到达一系列预定的位置，将物镜和视场亮度调整到预定的使用状态。这种长时间重复进行的操作，枯燥而且容易使人疲劳，也容易使观测的结果出现人为偏差。
技术实现思路
将显微镜的手工操作变成自动化操作是本专利技术要解决的问题，也是本专利技术的目的。本专利技术利用计算机控制技术和机器人技术，通过专门设计的机构可实现上述操作的自动化。这项专利技术适用于对传统倒置显微镜的自动化改造，也可用于具有自动控制功能的新型显微镜。本专利技术的技术方案是在现有的显微镜上增加电动载物台(25)、电动物镜转换器(26)、电动调焦机构(27)、控制台(28)；电动载物台是通过其上的固定架(3)、固定支架(7)、连接支架(6)连接固定在显微镜平台(20)上；电动物镜转换器(26)通过连接支架(12)、和支架(17)连接固定在显微镜上；电动调焦机构(27)分别通过轴套(11、8)将其粗调和细调机构连接固定在显微镜原调焦机构左右两侧；控制盒(28)用电缆和各步进电机(18)连接；显微镜CCD接口(36)上安装摄像机(2)，用电缆(1)与计算机连接。电动载物台连接固定在显微镜的平台(28)上，精密平台(4)带动固定架(3)做X方向上的运动，精密平台(5)带动精密平台(4)做Y方向上的运动，从而实现固定架(3)的X、Y方向上的运动。电动物镜转换器(26)采用步进电机(18)驱动蜗杆(14)带动一个非标准异型蜗轮(15)转动，异型蜗轮(15)套在物镜转换器上，物镜转换器位置倾斜，当调焦时要上下移动。电动调焦机构(27)采用步进电机(18)驱动，带动调焦旋钮转动，完成调焦的功能。控制盒表面有按键、电源开关(32)、控制盒指示灯(33)、控制盒显示器(19)，电控部分置于控制盒内包括微处理器I4(40)、存储器I2(41)、显示器R4、R8～R11(19)、电机驱动器(42)、小键盘(39)、电源(32)；微处理器是电控盒的核心器件，其中存储器用于存储示教和扫描数据、显示电路用于显示当前位置和速度，控制盒可以脱离PC机独立完成点示教、扫描以及这两种工作方式之间的切换。本专利技术的有益效果 本专利技术的控制装置—控制盒，包括一个专用计算机和功率放大器，其作用是通过键盘接受操作员的控制命令，存储示教数据并带动电动执行器(如步进电机等)实现对运动的控制。控制器还可通过计算机接口接受其它外部计算机的控制，代替键盘完成示教和扫描的全部操作，并且向外部计算机送出反映当时运动状态的各种信息(位置、速度、物镜等)。这一结构，使得这一自动控制装置可以与计算机图像识别技术相结合，从而获得广泛的应用。精密平台使得手动载物台从手工操作中解脱出来。由于丝杠、丝母付采用精磨加工及使用专用弹簧消除间隙，使精密平台的综合精度为2微米，完全达到并超过原先手动载物平台的精度要求。电动载物台具有手动载物平台不可比拟的优点。电动载物台使操作人员从手工操作中解脱出来，通过观察监视器屏幕的图像用控制盒按键即可操作载物台运动；此外传统的手动载物台只能一次一个方向运动，而电动载物台可以在X、Y两个方向做复合运动，并能实现点到点及多点运动等智能化操作。电动物镜转换器(26)使原来的物镜器(38)自动准确定位。自动调焦机构(27)采用步进电机驱动，让调焦旋钮转动，自动完成调焦的功能。附图说明图1，现有倒置显微镜的结构示意2，本专利技术的显微镜的结构示意3，本专利技术的显微镜各部分装配关系示意4，电动载物台的结构示意5，电动物镜转换器的结构示意6，调焦机构(粗调)图7，调焦结构(细调)图8，精密平台结构9，控制盒图10，显微镜自动操作系统控制电路结构框11(a)显微镜自动操作系统控制电路原理11(b)显微镜自动操作系统控制电路原理11(c)微处理器(40)电路11(d)存储器(41)电路11(e)键盘接口图11(f)驱动器接口图11(g)显示器驱动器电路11(h)计算机接口电路11(i)电源电路12，控制盒结构示意13，控制盒面板功能示意14，示教流程框15，载玻片16，载玻片中的一个大格图其中1.接计算机的电缆 2.摄像机 3.固定架 4.精密平台 5.精密平台 6.连接支架7.固定支架 8.轴套 9.弹性连轴器 10.电机支撑架 11.轴套 12.连接支架 13.支架 14.蜗杆 15.异型蜗轮 16.光电开关 17.支架 18.步进电机 19.控制盒显示器 20.显微镜平台 21.精密平台静轨 22.精密平台动轨 23.精密平台丝杠24.精密平台丝母 25.电动载物台 26.电动物镜转换器 27.电动调焦机构 28.控制盒 29.手动平台 30.调焦旋钮(细调) 31.调焦旋钮(粗调) 32.电源 33.控制盒指示灯 34.亮度调节旋钮 35.目镜 36.CCD接口 37.照明系统 38.手动物镜转换器 39.小键盘 40.微处理器 41.存储器 42.电机驱动器 43.运动平台44.LED数码管 45.大格序号 46.小格序号 47.速度设定值具体实施方式下面结合附图对本专利技术作详细地说明图1是现有的倒置显微镜结构示意图，全部要手动操作。图2是本专利技术的安装有自动操作系统的显微镜。图3是图2的装配示意图，在现有的显微镜上增加电动载物台(25，图4)、电动物镜转换器(26，图5)、电动调焦机构(27，图6，图7)和控制盒(28，图9)四大部分。在显微镜CCD接口(36)上安装摄像机(2)，用电缆线(1)与计算机连接。控制盒用电缆与调焦机构(27)连接(左边的是粗调，轴套11套在调焦旋钮30上；右边是细调，轴套8套在调焦旋钮31上)。电动载物台(25)由固定支架(3)、两个精密平台(4、5)、连接支架(6、7)固定支架、步进电机(18)组成。也可以说是由X、Y轴二维微型精密平台(4，5)水平垂直搭建组成。通过其上的固定架(3)、固定支架(7)、连接支架(6)连接固定在显微镜的平台(28)上。微型精密平台由动轨(22)、静轨(21)、丝杠(23)、丝母(24)组成。微型精密平台由小型步进电机(18)驱动，通过丝杠(23)的转动带动丝母直线运动，并带动动轨沿静轨方向往复运动。精密平台(4)驱动载物台X方向运动，精密平台(5)驱动载物台Y方向运动，从而实现固定架(3)的X、Y方向上的运动。电动载物台可以沿X、Y单方向运动，也可以做X、Y方向的复合运动。电动物镜转换器(26)位置是倾斜的，而且调焦聚时需上下运动，所以使用标准的传动方式驱动非常困难。电动物镜转换器(26)采用步进电机(18)驱动蜗杆(14)带动一个非标准异型蜗轮(15)转动，异型蜗轮套在物镜转换器上带动物镜转换器转动，达到物镜转换的功能。如图所示异型蜗轮(15)套在物镜转换器上，步进电机(18)与蜗杆(14)紧配合连接并固定在支架(13)上，支架(13)固定在连接支架(12)上，连接支架(12)支撑整体并与显微镜平台固定。光电开关(16)与支架(17)连接，支架(17)固定在显微镜上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：安刚，李彬，赵凤海，张建勋，卢桂章，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：