申请/专利权人：武汉工程大学

申请日：2019-06-18

公开（公告）日：2024-06-18

公开（公告）号：CN110220981B

主分类号：G01N29/22

分类号：G01N29/22

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.18#授权;2019.10.08#实质审查的生效;2019.09.10#公开

摘要：本发明涉及一种用于超声扫描显微镜的定位仪，包括设置在超声扫描显微镜的水槽内的载物台、信息采集组件、夹持组件以及控制器，所述信息采集组件用于采集被测物体在所述载物台上的位置信息，所述夹持组件用于将所述信息采集组件固定在所述被测物体的正上方，并且所述信息采集组件与所述控制器电连接，从而通过所述信息采集组件就可以采集位于所述载物台上的被测物体的水平位置信息和竖直位置信息、并将采集到的水平位置信息和竖直位置信息传输至所述控制器，大大提高了探头位置调节的准确性，以避免探头与被测物体发生碰撞。

主权项：1.一种用于超声扫描显微镜的定位仪，其特征在于：包括设置在超声扫描显微镜的水槽内的载物台、信息采集组件、夹持组件以及控制器，所述信息采集组件用于采集被测物体在所述载物台上的位置信息，所述夹持组件用于将所述信息采集组件固定在所述被测物体的正上方，并且所述信息采集组件与所述控制器电连接；所述载物台上设置有刻度线，并且所述刻度线与所述水槽内的刻度线一一对应；所述信息采集组件包括与所述夹持组件相连接的摄像头和激光测距仪，所述摄像头和所述激光测距仪均与所述控制器电连接，所述摄像头用于采集位于所述载物台上的被测物体的图像，所述激光测距仪用于测量被测物体的上表面与所述激光测距仪之间的垂直距离；所述夹持组件包括与所述水槽相插接的第一主销轴、第一连接件、第二连接件、第一夹具以及第二夹具，并且所述第一连接件与所述第二连接件均与所述第一主销轴相销接，根据被测物体在所述载物台上的位置旋转所述第一连接件和所述第二连接件，以对所述摄像头和激光测距仪的位置进行调节，所述第一夹具与所述第一连接件固定连接，所述第二夹具与所述第二连接件固定连接，并且所述第一夹具用于夹持所述摄像头，所述第二夹具用于夹持所述激光测距仪；所述控制器包括操作界面，所述操作界面上设置有用于控制所述摄像头进行图像采集的第一按钮、用于控制所述激光测距仪进行距离测算的第二按钮、用于读取被测物体在所述载物台上水平位置信息的第三按钮、用于恢复探头水平位置的第四按钮、用于显示被测物体水平坐标值与竖直坐标值的坐标数值区、以及用于输入探头与所述激光测距仪校准距离的校准数值输入区；其中，根据所述激光测距仪与所述被测物体的上表面之间的垂直距离得到所述探头与所述被测物体上表面之间的垂直距离，并将所述探头与所述被测物体上表面之间的垂直距离显示到所述校准数值输入区，然后所述控制器计算被测物体上表面的竖直坐标值并将上述竖直坐标值显示到所述操作界面上的被测物体坐标数值区；所述控制器控制所述摄像头对被测物体进行图像采集，并将采集到的图像传输至所述控制器，所述控制器将根据接收到的图像，计算出被测物体在水平位置即被测物体在X方向和Y方向的坐标值，控制器读取被测物体的X方向和Y方向的坐标值，并将上述X方向和Y方向的坐标值显示到所述坐标数值区，当将所述被测物体的X方向的坐标值和Y方向的坐标值输入所述操作界面上用于控制所述探头移动位置的数值区域后，所述控制器控制所述探头一次性地移动到被测物体的正上方；通过所述探头的竖直坐标值并预留适当间隙，调整所述探头与所述被测物体上表面的垂直距离，以将所述探头移动到期望的位置；当所述探头移动到期望位置时，对被测物体进行超声波扫描，扫描完成后按下所述操作界面上的第四按钮，使得所述探头恢复到最近一次的水平位置，以使得所述探头移动到进行实验的位置。

全文数据：一种用于超声扫描显微镜的定位仪技术领域本发明涉及超声扫描显微镜技术领域，更具体地说，涉及一种用于超声扫描显微镜的定位仪。背景技术PVA超声扫描显微镜SAM301高端型和SAM401高端型可任意输入或框选扫描面积；同时还能自定义序列扫描，跳过没有样品的空白位置；可自动寻找被测样品的中心位置和样品边缘尺寸，自动设定扫描范围；软件可显示探头在水槽中的XYZ三维坐标和当前所设定的扫描范围；Z轴自动对焦，不仅可以自动对焦到样品表面，而且同时还可对样品内部任意界面自动对焦；逐层自动对焦可设定步距，Z轴探头按步距从样品底部开始向上逐层扫描。但是实现这些功能的成本较高。而PVA超声扫描显微镜AM300基本型不具备自动寻找被测样品的中心位置和样品边缘尺寸的功能，软件界面可显示探头在水槽中的XYZ三维坐标和当前所设定的扫描范围，用户需要在被测物体与电脑之间来回观察探头与被测物体的相对位置以及软件界面显示的相关参数，如此反复操作来进行扫描前的相关准备工作；而且，Z轴不可以自动对焦，存在用户不能准确知道被测物体上表面与探头之间的距离问题，在调焦时容易使得探头碰到物体或刮擦而损坏。发明内容本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述Z轴不可以自动对焦的缺陷，提供一种用于超声扫描显微镜的定位仪，其可以实现水平方向的快速定位。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于超声扫描显微镜的定位仪。在本发明所述的用于超声扫描显微镜的定位仪中，包括设置在超声扫描显微镜的水槽内的载物台、信息采集组件、夹持组件以及控制器，所述信息采集组件用于采集被测物体在所述载物台上的位置信息，所述夹持组件用于将所述信息采集组件固定在所述被测物体的正上方，并且所述信息采集组件与所述控制器电连接。在本发明所述的用于超声扫描显微镜的定位仪中，所述载物台上设置有刻度线，并且所述刻度线与所述水槽内的刻度线一一对应。在本发明所述的用于超声扫描显微镜的定位仪中，所述信息采集组件包括与所述夹持组件相连接的摄像头和激光测距仪，所述摄像头和所述激光测距仪均与所述控制器电连接，所述摄像头用于采集位于所述载物台上的被测物体的图像，所述激光测距仪用于测量被测物体的上表面与所述激光测距仪之间的垂直距离。在本发明所述的用于超声扫描显微镜的定位仪中，所述夹持组件包括与所述水槽相插接的第一主销轴、第一连接件、第二连接件、第一夹具以及第二夹具，并且所述第一连接件与所述第二连接件均与所述第一主销轴相销接，所述第一夹具与所述第一连接件固定连接，所述第二夹具与所述第二连接件固定连接，并且所述第一夹具用于夹持所述摄像头，所述第二夹具用于夹持所述激光测距仪。在本发明所述的用于超声扫描显微镜的定位仪中，所述第一连接件包括与所述第一主销轴相销接的第一主杆、以及与所述第一主杆相销接的第二主杆，并且所述第二主杆固定连接所述第一夹具。在本发明所述的用于超声扫描显微镜的定位仪中，所述第一夹具由三个第一夹持件依次首尾销接而成，每个所述第一夹持件包括两个第一螺杆和第一螺纹管，并且所述第一螺纹管的两端分别螺纹连接两个所述第一螺杆的螺纹部。在本发明所述的用于超声扫描显微镜的定位仪中，所述第二连接件包括与所述第一主销轴相销接的第二主销轴、与所述第二主销轴相销接的第三主杆以及与所述第三主杆相销接的第四主杆，并且所述第四主杆固定连接所述第二夹具。在本发明所述的用于超声扫描显微镜的定位仪中，所述第二夹具由三个第二夹持件依次首尾销接而成，每个所述第二夹持件包括两个第二螺杆和第二螺纹管，两端分别螺纹连接两个所述第二螺杆的螺纹部。在本发明所述的用于超声扫描显微镜的定位仪中，所述控制器包括操作界面，所述控制器包括操作界面，所述操作界面上设置有用于控制所述摄像头进行图像采集的第一按钮、用于控制所述激光测距仪进行距离测算的第二按钮、用于读取被测物体在所述载物台上水平位置信息的第三按钮、用于恢复探头水平位置的第四按钮、用于显示被测物体水平坐标值与竖直坐标值的坐标数值区、以及用于输入探头与所述激光测距仪校准距离的校准数值输入区。实施本发明的用于超声扫描显微镜的定位仪中，具有以下有益效果：本发明公开的用于超声扫描显微镜的定位仪中，包括设置在超声扫描显微镜的水槽内的载物台、信息采集组件、夹持组件以及控制器，所述信息采集组件用于采集被测物体在所述载物台上的位置信息，所述夹持组件用于将所述信息采集组件固定在所述被测物体的正上方，并且所述信息采集组件与所述控制器电连接，从而通过所述信息采集组件就可以采集位于所述载物台上的被测物体的水平位置信息和竖直位置信息、并将采集到的水平位置信息和竖直位置信息传输至所述控制器，大大提高了探头位置调节的准确性，以避免探头与被测物体发生碰撞。附图说明下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：图1是本发明所述的用于超声扫描显微镜的定位仪的结构示意图；其中，图1中的附图标记为：1、水槽；2、载物台；3、第一主销轴；4、第一主杆；5、第二主杆；6、第一螺杆；7、第一螺纹管；8、第二主销轴；9、第三主杆；10、第四主杆；11、第二螺杆；12、第二螺纹管。具体实施方式为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。如图1所示，在本发明所述的用于超声扫描显微镜的定位仪中，包括设置在超声扫描显微镜的水槽1内的载物台2、信息采集组件、夹持组件以及控制器，所述信息采集组件用于采集被测物体在所述载物台2上的位置信息，所述夹持组件用于将所述信息采集组件固定在所述被测物体的正上方，并且所述信息采集组件与所述控制器电连接，从而通过所述信息采集组件就可以采集位于所述载物台2上的被测物体的水平位置信息和竖直位置信息、并将采集到的水平位置信息和竖直位置信息传输至所述控制器，可以获取被测物体的准确位置信息，大大提高了探头位置调节的准确性，以避免探头与被测物体发生碰撞。在本发明所述的用于超声扫描显微镜的定位仪中，所述载物台2上设置有刻度线，并且所述刻度线与所述水槽内的刻度线一一对应，从而提高被测物体水平位置信息的准确性。在本发明中，所述刻度线通过粘贴或刻画的方式形成于所述载物台2上，并且与所述水槽1内的XY坐标线一一对应。在本发明所述的用于超声扫描显微镜的定位仪中，所述信息采集组件包括与所述夹持组件相连接的摄像头和激光测距仪，所述摄像头和所述激光测距仪均与所述控制器电连接，所述摄像头用于采集位于所述载物台2上的被测物体与载物台的整体图像，所述激光测距仪用于测量被测物体的上表面与所述激光测距仪之间的垂直距离。工作时，所述控制器控制所述摄像头对被测物体进行图像采集，并将采集到的图像传输至所述控制器，所述控制器将根据接收到的图像，计算出被测物体在水平位置，即被测物体在X方向和Y方向的坐标值；而且，所述控制器可以根据上述计算出来的X方向和Y方向的坐标值控制所述超声扫描显微镜的探头一次性地移动到所述被测物体的正上方。在本发明所述的用于超声扫描显微镜的定位仪中，所述夹持组件包括与所述水槽相插接的第一主销轴3、第一连接件、第二连接件、第一夹具以及第二夹具，并且所述第一连接件与所述第二连接件均与所述第一主销轴3相销接，所述第一夹具与所述第一连接件固定连接，所述第二夹具与所述第二连接件固定连接，并且所述第一夹具用于夹持所述摄像头，所述第二夹具用于夹持所述激光测距仪。为了便于将所述第一主销轴3连接到所述水槽1上，所述水槽1的顶部设置有插装槽，只需要将所述第一主销轴3插入所述插装槽即可，较为方便；而且，由于所述第一连接件、所述第二连接件均与所述第一主销轴3相销接，因而，可以根据被测物体在所述载物台2上的位置旋转所述第一连接件和所述第二连接件，以对所述摄像头和激光测距仪的位置进行调节，大大提高了所述摄像头和所述激光测距仪的应用范围。在本发明所述的用于超声扫描显微镜的定位仪中，所述第一连接件包括与所述第一主销轴3相销接的第一主杆4、以及与所述第一主杆4相销接的第二主杆5，并且所述第二主杆5固定连接所述第一夹具。在本发明所述的用于超声扫描显微镜的定位仪中，所述第一夹具由三个第一夹持件依次首尾销接而成，每个所述第一夹持件包括两个第一螺杆6和第一螺纹管7，并且所述第一螺纹管7的两端分别螺纹连接两个所述第一螺杆6的螺纹部。具体设置时，每个所述第一螺杆6包括销接端以及与所述销接端固定连接的螺纹部。由于所述第一夹具是由三个所述第一夹持件首尾连接而成，使得所述第一夹具呈等边三角形结构，大大提高了摄像头夹持后的稳定性；工作时，当需要夹持所述摄像头时，拧松三个所述第一螺纹管7，将所述摄像头放置于三个所述第一螺纹管7之间，然后拧紧三个所述第一螺纹管7即可。在本发明所述的用于超声扫描显微镜的定位仪中，所述第二连接件包括与所述第一主销轴3相销接的第二主销轴8、与所述第二主销轴8相销接的第三主杆9以及与所述第三主杆9相销接的第四主杆10，并且所述第四主杆10固定连接所述第二夹具。在本发明所述的用于超声扫描显微镜的定位仪中，所述第二夹具由三个第二夹持件依次首尾销接而成，每个所述第二夹持件包括两个第二螺杆11和第二螺纹管12，并且所述第二螺纹管12的两端分别螺纹连接两个所述第二螺杆11的螺纹部。具体设置时，所述第二螺杆11包括销接部以及与所述销接部固定连接的螺纹部。由于所述第二夹具是由三个所述第二夹持件首尾连接而成，使得所述第二夹具呈等边三角形结构，大大提高了所述激光测距仪夹持后的稳定性；工作时，当需要夹持所述激光测距仪时，拧松三个所述第二螺纹管12，将所述激光测距仪放置于三个所述第二螺纹管12之间，然后拧紧三个所述第二螺纹管12即可。需要说明的是，在本发明中，所述第一主杆4、所述第二主杆5、所述第三主杆9以及所述第四主杆10的结构相同；所述第一螺纹管7和所述第二螺纹管12的结构相同；所述第一螺杆6和所述第二螺杆11的结构相同。在本发明所述的用于超声扫描显微镜的定位仪中，所述控制器包括操作界面，而且，所述操作界面上设置有用于控制所述摄像头进行图像采集的第一按钮、用于控制所述激光测距仪进行距离测算的第二按钮、用于读取被测物体在所述载物台2上水平位置信息的第三按钮、用于恢复探头水平位置的第四按钮、用于显示被测物体水平坐标值与竖直坐标值的坐标数值区、以及用于输入探头与所述激光测距仪校准距离的校准数值输入区。需要说明的是，所述操作界面上不限于本发明所述的第一按钮、第二按钮、第三按钮、坐标数值区以及校准数值输入区等。当将所述用于超声扫描显微镜的定位仪安装到所述水槽1上时，所述激光测距仪与所述水槽1底部之间距离将会发生变化，因此，在每次完成所述用于超声扫描显微镜的定位仪的安装后，需要对所述激光测距仪与探头之间的距离进行校准，校准的具体方法是：1先测量所述激光测距仪与所述水槽1底部之间的垂直距离记为A，所述操作界面上可显示所述探头与所述水槽1底部之间的垂直距离记为B。2所述控制器根据A和B计算所述激光测距仪与所述探头之间的距离记为C，具体计算方法为：如果A＞B，则C＝A-B；如果A＜B，则C＝B-A。3测量所述激光测距仪与所述被测物体上表面之间的垂直距离记为D；4所述控制器根据A、B、C和D计算所述被测物体上表面与所述探头之间的垂直距离记为E，并将上述该值显示在所述操作界面上，且E的计算方式为：如果A＞B，则E＝D-C；如果A＜B，则E＝C+D。5计算得到被测物体上表面的竖直坐标值并将上述坐标值显示到被测件坐标数值区。在本发明中，所述用于超声扫描显微镜的定位仪的作用过程为：1将被测物体放置到所述载物台2上，旋转所述第一主杆4和所述第二主杆5，使得所述摄像头大致位于所述被测物体的正上方。2转动所述第三主杆9和所述第四主杆10，使得所述激光测距仪位于所述被测物体的正上方，然后按下所述操作界面上的第二按钮，即可根据所述激光测距仪与所述被测物体上表面之间垂直距离得到所述探头与所述被测物体上表面之间的垂直距离，并将所述探头与所述被测物体上表面之间的垂直距离显示到所述校准数值输入区，然后所述控制器计算被测物体上表面的竖直坐标值并将上述坐标值显示到所述操作界面上的被测物体坐标数值区。3按下所述操作界面上的第一按钮，所述摄像头将会对所述被测物体与所述载物台2进行图像采集，所述操作界面将会弹出新的窗口来显示所述摄像头采集的图像，然后按下所述操作界面上的第三按钮，所述控制器将会读取被测物体的X方向和Y方向的坐标值，并将上述坐标值显示到所述坐标数值区域，当将所述被测物体的X方向的坐标值和Y方向的坐标值输入所述操作界面上用于控制所述探头移动位置的数值区域后，所述控制器即可控制所述探头一次性地移动到被测物体的正上方。4通过所述探头的竖直坐标值并考虑预留适当间隙，就可以调整所述探头与所述被测物体上表面的垂直距离，以将所述探头移动到期望的位置。5当所述探头移动到期望位置时，对被测件进行超声波扫描；扫描完成后按下所述操作界面上的第四按钮，就可以使得所述探头恢复到最近一次的水平位置，以使得所述探头移动到用户想要进行实验的位置，从而避免了用户的实验的过程中需要在被测物体与操作界面之间来回观察，节约了时间，而且数据准确，大大提高了实验效率。上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

权利要求：1.一种用于超声扫描显微镜的定位仪，其特征在于：包括设置在超声扫描显微镜的水槽内的载物台、信息采集组件、夹持组件以及控制器，所述信息采集组件用于采集被测物体在所述载物台上的位置信息，所述夹持组件用于将所述信息采集组件固定在所述被测物体的正上方，并且所述信息采集组件与所述控制器电连接。2.如权利要求1所述的用于超声扫描显微镜的定位仪，其特征在于：所述载物台上设置有刻度线，并且所述刻度线与所述水槽内的刻度线一一对应。3.如权利要求2所述的用于超声扫描显微镜的定位仪，其特征在于：所述信息采集组件包括与所述夹持组件相连接的摄像头和激光测距仪，所述摄像头和所述激光测距仪均与所述控制器电连接，所述摄像头用于采集位于所述载物台上的被测物体的图像，所述激光测距仪用于测量被测物体的上表面与所述激光测距仪之间的垂直距离。4.如权利要求3所述的用于超声扫描显微镜的定位仪，其特征在于：所述夹持组件包括与所述水槽相插接的第一主销轴、第一连接件、第二连接件、第一夹具以及第二夹具，并且所述第一连接件与所述第二连接件均与所述第一主销轴相销接，所述第一夹具与所述第一连接件固定连接，所述第二夹具与所述第二连接件固定连接，并且所述第一夹具用于夹持所述摄像头，所述第二夹具用于夹持所述激光测距仪。5.如权利要求4所述的用于超声扫描显微镜的定位仪，其特征在于：所述第一连接件包括与所述第一主销轴相销接的第一主杆、以及与所述第一主杆相销接的第二主杆，并且所述第二主杆固定连接所述第一夹具。6.如权利要求5所述的用于超声扫描显微镜的定位仪，其特征在于：所述第一夹具由三个第一夹持件依次首尾销接而成，每个所述第一夹持件包括两个第一螺杆和第一螺纹管，并且所述第一螺纹管的两端分别螺纹连接两个所述第一螺杆的螺纹部。7.如权利要求4所述的用于超声扫描显微镜的定位仪，其特征在于：所述第二连接件包括与所述第一主销轴相销接的第二主销轴、与所述第二主销轴相销接的第三主杆以及与所述第三主杆相销接的第四主杆，并且所述第四主杆固定连接所述第二夹具。8.如权利要求7所述的用于超声扫描显微镜的定位仪，其特征在于：所述第二夹具由三个第二夹持件依次首尾销接而成，每个所述第二夹持件包括两个第二螺杆和第二螺纹管，两端分别螺纹连接两个所述第二螺杆的螺纹部。9.如权利要求3-8任何一项所述的用于超声扫描显微镜的定位仪，其特征在于：所述控制器包括操作界面，所述操作界面上设置有用于控制所述摄像头进行图像采集的第一按钮、用于控制所述激光测距仪进行距离测算的第二按钮、用于读取被测物体在所述载物台上水平位置信息的第三按钮、用于恢复探头水平位置的第四按钮、用于显示被测物体水平坐标值与竖直坐标值的坐标数值区、以及用于输入探头与所述激光测距仪校准距离的校准数值输入区。

百度查询： 武汉工程大学 一种用于超声扫描显微镜的定位仪

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