自動(dòng)化顯微超聲切割方法研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代生物及相關(guān)技術(shù)的飛速發(fā)展，顯微操作技術(shù)已成為研究的熱點(diǎn)，其中有關(guān)顯微切割的操作是常用的重要操作之一。目前，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域獲得特定組織區(qū)域或單個(gè)細(xì)胞，大多是通過(guò)手工或者機(jī)械輔助的方法來(lái)完成的，這樣就避免不了操作人員在顯微鏡下因長(zhǎng)時(shí)間工作，工作強(qiáng)度大，易疲勞等因素所造成的人為誤差且精度低，可控性差。所以研究顯微切割技術(shù)不僅具有理論必要還具有實(shí)踐意義。
　　本文基于超聲振動(dòng)顯微切割的需求，將超聲振動(dòng)引入顯微切割領(lǐng)域。在介紹超聲主

2、要特性及其應(yīng)用的基礎(chǔ)上，分析了超聲振動(dòng)顯微切割機(jī)理。為進(jìn)一步研制超聲顯微切割系統(tǒng)打下理論基礎(chǔ)。
　　鑒于不同厚度的樣品對(duì)能量的需求不同，選擇合適的超聲發(fā)生裝器及壓電陶瓷，便于調(diào)整切割工具的振動(dòng)頻率與幅值。對(duì)選用的壓電陶瓷進(jìn)行震動(dòng)測(cè)試及一階模態(tài)分析。針對(duì)顯微切割環(huán)境和工具的特殊性設(shè)計(jì)切割工具的整體結(jié)構(gòu)及三種切割針的連接方式供選擇。同時(shí)選擇具有高品質(zhì)圖像處理能力的basler公司的A601f攝像頭和高精度的電動(dòng)操作手及相應(yīng)的控制器并對(duì)

3、控制器進(jìn)行必要的調(diào)試工作。
　　以VC6.0編程軟件為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，利用微軟提供的類庫(kù)MFC和具有豐富視覺(jué)處理算法的計(jì)算機(jī)視覺(jué)庫(kù)OpenCV。研究了在線圖像匹配算法及控制方案，并開(kāi)發(fā)具備圖像動(dòng)態(tài)采集存儲(chǔ)可實(shí)現(xiàn)微操作工具的自動(dòng)搜索，切割針針尖位置檢測(cè)，具有實(shí)時(shí)跟蹤針尖功能的程序文檔，可實(shí)現(xiàn)將切割針定位在組織切片上方任意位置。開(kāi)發(fā)工作臺(tái)、操作手等控制程序以實(shí)現(xiàn)切割針的精確定位,準(zhǔn)確完成路徑規(guī)劃及切割操作。
　　最后，利用研制的自動(dòng)化