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题目:数字化血涂片扫描仪的设计与研制

关键词:数字化血涂片扫描仪,误差分析,分布式控制,矩频特性,精度测量

  摘要

血涂片作为病理学标本的内容之一,对于临床诊断具有重要意义。血涂片图像的数字化存储和传输,为远程会诊和教学提供了帮助。人工血涂片图像的采集工作存在着效率低、工作量大和图像质量稳定性差等问题,本论文在调研国内外研究成果的基础上,提出了一种自动化的血涂片图像采集机电系统方案,具体内容如下:1. 结合显微镜构造特点、成像原理、工作方式及实际研究情况的基础上,对数字化血涂片扫描仪的作业流程进行了分析,从而提出了机械及控制系统的整体设计方案;2. 机械系统按功能可分为物镜转台、载物台、聚焦系统、滴油泵和光路系统等,文中对主要部件的设计思路和实现进行了论述。其中物镜转台和载物台作为核心部件,直接影响采图质量,论文中对物镜转台的误差计算及载物台的受力计算方法进行了探讨,为传动定位方式、相关零件及元器件选型和结构设计提供了依据;3. 根据文中系统控制量大的特点,提出了基于USB和CAN总线的分布式控制体系结构。以STM32F107微处理器和低功耗MSP430F149单片机分别作为主控站和电机控制节点的控制核心,完成硬件系统搭建。针对步进电机矩频特性,提出了正弦加减速方式的S型速度控制曲线算法,优化步进电机启动性能。开发完成USB固件及驱动程序;4. 论文最后分析了数字化血涂片扫描仪系统误差来源,并对载物台的开环定位精度以及物镜转台的定位精度进行了测定。结果表明,两部件定位精度达到预期要求。