CN107167911A - 一种多角度模块化控制的全自动显微镜头支架系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多角度模块化控制的全自动显微镜头支架系统，包括：主控系统，驱动系统，反馈系统，LED照明系统，数据接收与发送系统及机械传动系统，载物台，Z轴平台，环形夹持装置，所述主控系统包括计算机，操作台，运动控制卡，所述驱动系统包括电机驱动器，控制箱，伺服电机，所述反馈系统包括光电编码器，光栅传感器，所述数据接收与发送系统包括计算机，操作台，CAN总线，所述机械传动系统包括滚珠丝杠，齿轮组，升降装置，回转装置。用环形夹持装置固定住镜头，然后通过操作台或者计算机对运动控制卡发送指令从而实现控制载物台和Z轴平台运动，本发明的显微镜支架系统操作简单、通用性和自动化程度高，可以全方位、多角度的观测与测量。

Description

一种多角度模块化控制的全自动显微镜头支架系统

技术领域

本发明涉及一种通用型显微镜头支架，特别涉及一种多角度模块化控制的全自动显微镜头支架系统

背景技术

目前，镜头支架大多数是通过手动调节粗准焦螺旋、细准焦螺旋和XY平台的旋钮，在观测与测量时，难以获得XY方向上的精确位置，且在垂直方向上需要多次重复性操作，无法准确高效的记录高度数据，时间成本增加。一些斜度较大的被测物，对其侧面的观测与测量，传统的镜头支架由于Z轴无法转动，从而无法对物体的侧面进行准确的观测与测量。随着对被测物的观测和测量要求越来越高，需要在被测物不动的情况下，实现对被测物多角度、全方位的观测与测量，而目前市场上的镜头支架的Z轴均只有一个自由度，即垂直方向上的移动，所以难以实现多角度的观测与测量。专利公开号为“CN105954864A”的中国专利公开了一种医疗机构用显微镜纵置镜头调节支架，该支架装卸简单方便，体积更小，便于携带，但不具有多角度模块化控制的全自动显微镜头支架系统的所有优点，专利公开号“CN105824112A”的中国专利公开了一种调节支架及移动式显微镜，该专利解决显微镜所采用的普通支架不具有辅助镜头进行微调焦的功能而导致显微镜不能够快速精准地进行检测的技术问题，但不具有对被测物全方位、多角度的观测和测量，以及便捷、准确的获得位置数据并与计算机进行数据互通，准确记录位置数据，轻松调整视野的优点，且随着自动化与信息化的高速发展，人们对镜头支架的灵活性、适应性、信息化和自动化的要求逐渐提高，因此市场上的镜头支架已经不能满足人们对灵活、便捷、高效的要求。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的镜头支架装置的不足，提供一种多角度模块化控制的全自动显微镜头支架系统，环形夹持装置可以固定不同类型、大小的镜头，通用型很高，在通过环形夹持装置固定镜头后，可实现对被测物全方位、多角度的观测和测量，可以便捷、准确的获得位置数据并与计算机进行数据互通，准确记录位置数据，通过操作台的模块化控制能够轻松调整视野，旋转轴保证被测物始终处于中心位置。整套镜头支架系统能够充分迎合市场的需要，与镜头的完美结合，能够最大程度的发挥镜头的作用，使其可以全自动、全方位、多角度的观测与测量。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种多角度模块化控制的全自动显微镜头支架系统，其特征在于，由主控系统，驱动系统，反馈系统，LED照明系统，数据接收与发送系统及机械传动系统，载物台，Z轴平台，环形夹持装置组成，所述主控系统包括运动控制卡，控制箱，操作台，所述驱动系统包括高转速伺服电机，高扭矩伺服电机，电机驱动器，电源模块，所述反馈系统包括光栅传感器，光电编码器，运动控制卡，计算机，电机驱动器，伺服电机，LED照明系统包括电源模块，LED光源，所述数据接收与发送系统包括计算机，操作台，运动控制卡，CAN总线，所述机械传动系统包括滚珠丝杠，齿轮组，升降装置，回转装置，所述载物台由三个伺服电机控制可实现XY方向移动和垂直方向旋转，所述Z轴平台包括环形夹持装置，螺旋式固定器，平面导轨

其中，一种多角度模块化控制的全自动显微镜头支架系统，其特征在于所述运动控制卡，电机驱动器，电源模块设于控制箱内，所述运动控制卡与计算机，操作台通过CAN总线相连接，所述操作台包括控制载物台XY方向操纵杆，控制Z轴平台升降的旋钮，控制载物台和Z轴平台转动的旋钮共同组成了模块化控制，所述回转装置通过固定背板与Z轴平台相连接，所述粗准焦螺旋和细准焦螺旋通过机械传动系统与Z轴平台相连接，所述LED光源设于载物台中心凹槽底部，所述可更换式圆形平台可设于载物台中心圆形凹槽内。所述可更换式圆形平台是有机玻璃并与LED光源结合组成透过照明。

本发明与现有技术相比较，具有以下实质性特点和优点：

1)传统的镜头支架是手动控制载物台和Z轴的移动，Z方向误差较大且无法获得XY方向的准确位置，本发明镜头支架系统通过反馈系统与机械传动系统相连，实现全自动控制XYZ方向的移动，且误差小，精度高，操作便捷；

2)本发明的镜头支架系统能够灵活的控制载物台和Z轴的转动，即使在被测物不动的情况下，固定在本发明镜头支架系统上的镜头也可以全方位，多角度的观测与测量，可实现对大倾角物体侧面的快速，准确，高效的观测与测量；

3)设于载物台内的LED光源与更换式圆形平台组成透过照明，便于对深孔物体的观测；

4)本发明的镜头支架系统通过CAN总线与计算机相连，可由计算机输入数值精确控制XYZ平台位置和转动角度，以及采集位置数据。

1)附图说明

图1是多角度模块化控制的全自动显微镜头支架系统结构示意图。

图2是本发明镜头支架主体的左视图和主视图。

图3是载物台结构示意图。

图4是可更换式圆形平台示意图。

具体实施方式

以下将结合附图1-4描述本发明的一种实施例。

一种多角度模块化控制的全自动显微镜头支架系统，其特征在于，由主控系统，驱动系统，反馈系统，LED照明系统，数据接收与发送系统及机械传动系统，Z轴平台(17)，环形夹持装置(21)，载物台(22)组成，所述主控系统包括运动控制卡(10)，控制箱(9)，操作台(2)，所述驱动系统包括高转速伺服电机(19)，高扭矩伺服电机(12，27)，电机驱动器(11)，电源模块(8)，所述反馈系统包括光栅传感器(18)，光电编码器(13，25)，运动控制卡(10)，计算机(1)，电机驱动器(11)，伺服电机，所述LED照明系统包括电源模块，LED光源(29)，所述数据接收与发送系统包括计算机(1)，操作台(2)，运动控制卡(10)，CAN总线(7)，所述机械传动系统包括滚珠丝杠(16，28)，齿轮组(14，24)，所述升降装置包括固定背板(15)，滚珠丝杠(16)，小型高转速伺服电机(19)，Z轴平台(17)，Z轴平台由伺服电机通过滚珠丝杠带动，整个装置固定在固定背板上，再与回转装置结合，即可实现对Z轴平台的转动，所述回转装置包括光栅传感器(13)，小型高转速伺服电机(12)，齿轮组(14)，所述载物台由三个伺服电机控制可实现XY方向移动和垂直方向旋转，所述Z轴平台包括环形夹持装置(21)，螺旋式固定器(20)可固定不同类型和大小的镜头。

其中，所述运动控制卡(10)，电机驱动器(11)，电源模块(8)设于控制箱(9)内，所述运动控制卡(10)与计算机(1)，操作台(2)通过CAN总线(7)相连接，所述操作台(2)包括控制载物台XY方向操纵杆(3)，控制Z轴平台升降的旋钮(4)，控制载物台和Z轴平台转动的旋钮(5，6)，通过操作台上各个旋钮及操作杆可以轻松调整视野，所述反馈系统由光栅传感器(18)和光电编码器(13，25)将滚珠丝杠(16，28)位置信息和伺服电机的转动信息反馈给运动控制卡(10)做误差比较，所述回转装置通过固定背板(15)与Z轴平台(17)相连接，所述粗准焦螺旋(23)和细准焦螺旋通(26)过机械传动系统与Z轴平台(17)相连接，所述数据接收与发送系统包括计算机(1)，操作台(2)，运动控制卡(10)，CAN总线(7)，通过CAN总线将操作台和计算机与运动控制卡相连接，实现对支架系统的自动化控制以及XYZ平台位置数据的采集与记录，所述LED光源(29)设于载物台(22)中心凹槽底部，所述可更换式圆形平台(30)可设于载物台(22)中心圆形凹槽内，所述可更换式圆形平台(30)是有机玻璃并与LED光源(29)结合组成透过照明。

本发明一种多角度模块化控制的全自动显微镜头支架系统，具体步骤为通过环形夹持装置固定镜头，将电源模块通电，通过串口将运动控制卡与计算机和操作台相连接，然后通过操作台上的各个旋钮及操作杆即可控制XYZ平台的移动和旋转实现模块化控制，通过计算机输入数值精确控制XYZ平台移动和旋转，并记录位置数据。本发明可实现对被测物全方位、多角度的观测和测量，可以便捷、准确的获得位置数据并与计算机进行数据互通，准确记录位置数据，以及能够轻松调整视野，旋转轴保证被测物始终处于中心位置。整套镜头支架系统能够充分迎合市场的需要，与镜头的完美结合，能够最大程度的发挥镜头的作用，使其可以全自动、全方位、多角度的观测与测量。

Claims (2)

1.一种多角度模块化控制的全自动显微镜头支架系统，其特征在于，由主控系统，驱动系统，反馈系统，LED照明系统，数据接收与发送系统及机械传动系统，载物台，Z轴平台，环形夹持装置组成，所述主控系统包括运动控制卡，控制箱，操作台，所述驱动系统包括高转速伺服电机，高扭矩伺服电机，电机驱动器，电源模块，所述反馈系统包括光电编码器，光栅传感器，运动控制卡，计算机，电机驱动器，伺服电机，所述LED照明系统包括电源模块，LED光源，所述数据接收与发送系统包括计算机，操作台，运动控制卡，CAN总线，所述机械传动系统包括滚珠丝杠，齿轮组，升降装置，回转装置，所述载物台由三个伺服电机控制可实现XY方向移动和垂直方向旋转，所述Z轴平台包括环形夹持装置，螺旋式固定器。

2.根据权利要求1所述的一种多角度模块化控制的全自动显微镜头支架系统，其特征在于所述运动控制卡，电机驱动器，电源模块设于控制箱内，所述计算机和操作台通过CAN总线与运动控制卡相连接，所述运动控制卡与电机驱动器相连接分别控制五个伺服电机，所述操作台包括控制载物台XY方向操纵杆，控制Z轴平台升降的旋钮，控制载物台和Z轴平台转动的旋钮共同组成模块化控制，所述升降装置包括滚珠丝杠，高转速伺服电机，光栅传感器，所述回转装置通过固定背板与Z轴平台相连接其中包括齿轮组，高扭矩伺服电机，光电编码器，所述粗准焦螺旋和细准焦螺旋通过机械传动系统与Z轴平台相连接，所述LED光源设于载物台中心凹槽底部，所述可更换式圆形平台可设于载物台中心圆形凹槽内。所述可更换式圆形平台是有机玻璃并与LED光源结合组成透过照明。