[發明專利]一種虛擬顯微鏡實物套件及其應用

有效

• 申請號: 201811477671.1
• 申請日: 2018-12-05
• 公開（公告）號: CN109326166B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 馮志全
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00;G09B23/00
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 商金婷

本發明提供了一種虛擬顯微鏡實物套件及其應用，屬于實驗設備領域。該虛擬顯微鏡實物套件包括：顯微鏡本體模型以及設置在顯微鏡本體模型上的螺旋傳感器、壓力傳感器和載玻片位置傳感器；FPGA芯片和本地顯示設備；所述螺旋傳感器、壓力傳感器和載玻片位置傳感器分別與FPGA芯片連接；所述FPGA芯片通過有線或無線方式與本地顯示設備進行通訊。一方面，本發明利用虛擬融合技術，對用戶觀測結果進行信息增強，有利于用戶隨機探索實驗現象的過程、機理與原理；另一方面，本發明通過實物操作，得到了真實顯微鏡條件下的操作體驗，幫助實驗人員掌握了相關實驗技能。

技術領域

本發明屬于實驗設備領域，具體涉及一種虛擬顯微鏡實物套件及其應用。

背景技術

首先，目前，我國絕大部分中小學沒有實驗用的顯微鏡，使得生物和化學很多要用到這種設備的實驗課程無法正常開設；其次，即使部分學校有顯微鏡設備，但往往缺乏細胞、微生物等關鍵實驗樣本；再其次，傳統的實驗方法無法實現信息增強，即無法觀察觀測樣本的機理機制等肉眼觀測不到的東西、無法觀測到各種可能的情況。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術中存在的難題，提供一種虛擬顯微鏡實物套件及其應用，既解決目前中小學顯微鏡實驗教學中多年來難以解決的上述提到的部分瓶頸問題與痛點問題，又把顯微鏡的實驗方法賦予智能性和交互性等典型特征。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種虛擬顯微鏡實物套件，包括：顯微鏡本體模型以及設置在顯微鏡本體模型上的螺旋傳感器、壓力傳感器和載玻片位置傳感器；FPGA芯片和本地顯示設備；

所述螺旋傳感器、壓力傳感器和載玻片位置傳感器分別與FPGA芯片連接；

所述FPGA芯片通過有線或無線方式與本地顯示設備進行通訊。

在所述顯微鏡本體模型的粗準焦螺旋、細準焦螺旋處分別設置一個螺旋傳感器；

在所述顯微鏡本體模型的鏡臂、鏡座，以及鑷子、膠頭滴管、載玻片、蓋玻片上分別設置壓力傳感器；

在所述顯微鏡本體模型的載物臺和載玻片上設置有載玻片位置傳感器。

所述螺旋傳感器包括：旋轉軸、轉動桿、鏈桿、滑塊、固定軌道；

所述旋轉軸能夠繞其軸線進行旋轉；

與所述旋轉軸垂直的一個平面為旋轉平面，所述旋轉軸與所述旋轉平面的交點為軸心；

所述轉動桿的一端在所述軸心處與所述旋轉軸固定連接，另一端通過鉸鏈與鏈桿的一端連接，所述鏈桿的另一端與滑塊連接；

所述轉動桿能夠在所述旋轉平面內隨旋轉軸一同旋轉；

所述鏈桿能夠在所述旋轉平面內繞所述鉸鏈進行旋轉；

所述固定軌道位于所述旋轉平面內，其一端固定在所述軸心處，另一端沿半徑方向伸出；

在所述滑塊上設置有光源，所述滑塊能夠在固定軌道上滑動。

所述轉動桿的長度為R，所述鏈桿的長度為Z，且Z≥R；

所述滑塊在固定軌道上的最小位置為A點，A點的坐標為：

P_min＝Z-R(1)

所述滑塊在固定軌道上的最大位置為B點，B點的坐標為

P_max＝Z+R(2)

所述滑塊在A點和B點之間的區域內運動；

在A點和B點之間設置多個通光小孔，在每個通光小孔內設置有光線檢測器；