[發(fā)明專利]一種懸臂梁式昆蟲或小型動物爬附力的測量裝置與方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210030831.4
• 申請日: 2012-02-11
• 公開（公告）號: CN102589781A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 于偉東;崔瑞國;劉洪玲;于昊慧
• 申請（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01N21/84
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

1.一種懸臂梁式昆蟲或小型動物爬附力的測量裝置，其特征在于，包括懸臂梁握持器(1)、應(yīng)變片測力單元(2)、試樣臺(3)、xy軸移動機(jī)構(gòu)(4)、z軸移動機(jī)構(gòu)(5)和CCD成像系統(tǒng)(6)，xy軸移動機(jī)構(gòu)(4)連接z軸移動機(jī)構(gòu)(5)和試樣臺(3)，懸臂梁握持器(1)連接應(yīng)變片測力單元(2)。

2.如權(quán)利要求1所述的懸臂梁式昆蟲或小型動物爬附力的測量裝置，其特征在于，所述的懸臂梁握持器(1)包括扭轉(zhuǎn)懸臂梁(11)，扭轉(zhuǎn)懸臂梁(11)的前端設(shè)有握持孔(12)，握持孔(12)連接牽線(13)，扭轉(zhuǎn)懸臂梁(11)的根部設(shè)有四個梁組成的扭轉(zhuǎn)段(14)，四個梁依次轉(zhuǎn)動90°。

3.如權(quán)利要求1所述的懸臂梁式昆蟲或小型動物爬附力的測量裝置，其特征在于，所述的應(yīng)變片測力單元(2)包括z向a、b應(yīng)變片(21)，z向c、d應(yīng)變片(22)、y向a、b應(yīng)變片(23)和y向c、d應(yīng)變片(24)；所述的z向a、b應(yīng)變片(21)和z向c、d應(yīng)變片(22)以及y向a、b應(yīng)變片(23)和y向c、d應(yīng)變片(24)分別組成橋式電路。

4.如權(quán)利要求1所述的懸臂梁式昆蟲或小型動物爬附力的測量裝置，其特征在于，所述的試樣臺3包括托桿(33)，托桿(33)的一端連接托板(32)，托板(32)上設(shè)有試樣板(31)，試樣板(31)上設(shè)有實驗罩(34)，實驗罩(34)具有門(36)，托板(32)的四個角固接固定塊(35)。

5.如權(quán)利要求1所述的懸臂梁式昆蟲或小型動物爬附力的測量裝置，其特征在于，所述的xy移動機(jī)構(gòu)(4)由x步進(jìn)電機(jī)(41)、x螺桿(42)、x螺母(43)、xy架(44)、y步進(jìn)電機(jī)(45)、y螺桿(46)和y螺母(47)組成；所述的x步進(jìn)電機(jī)(41)連接x螺桿(42)，x螺桿(42)連接x螺母(43)，所述的y步進(jìn)電機(jī)(45)連接y螺桿(46)，y螺桿(46)連接y螺母(47)，所述的xy架(44)與x步進(jìn)電機(jī)(41)、y螺母(47)固接且與x螺桿(42)轉(zhuǎn)動連接。

6.如權(quán)利要求1所述的懸臂梁式昆蟲或小型動物爬附力的測量裝置，其特征在于，所述的z軸移動機(jī)構(gòu)(5)包括z步進(jìn)電機(jī)(51)、z螺桿(52)、z螺母(53)和zy架(54)；所述的z步進(jìn)電機(jī)(51)連接z螺桿(52)，z螺桿(52)連接z螺母(53)，z螺母(53)固接zy架(54)。

7.如權(quán)利要求1所述的懸臂梁式昆蟲或小型動物爬附力的測量裝置，其特征在于，所述的CCD成像系統(tǒng)(6)包括俯視攝像機(jī)(61)、側(cè)視攝像機(jī)(62)和投影光源(63)。

8.如權(quán)利要求1所述的懸臂梁式昆蟲或小型動物爬附力的測量裝置，其特征在于，還包括數(shù)據(jù)處理與控制系統(tǒng)，所述的數(shù)據(jù)處理與控制系統(tǒng)包括計算機(jī)(74)，計算機(jī)(74)連接測力模塊(71)、圖像分析模塊(72)和驅(qū)動控制模塊(73)，所述的應(yīng)變片測力單元2包括z向a、b應(yīng)變片(21)，z向c、d應(yīng)變片(22)、y向a、b應(yīng)變片(23)和y向c、d應(yīng)變片(24)，所述的xy軸移動機(jī)構(gòu)(4)包括x步進(jìn)電機(jī)(41)和y步進(jìn)電機(jī)(45)，所述的z軸移動機(jī)構(gòu)(5)包括z步進(jìn)電機(jī)(51)，所述的CCD成像系統(tǒng)(6)包括俯視攝像機(jī)(61)、側(cè)視攝像機(jī)(62)和投影光源(63)，所述的測力模塊(71)連接z向a、b應(yīng)變片(21)，z向c、d應(yīng)變片(22)、y向a、b應(yīng)變片(23)和y向c、d應(yīng)變片(24)，所述的圖像分析模塊(72)連接俯視攝像機(jī)(61)和側(cè)視攝像機(jī)(62)，所述的驅(qū)動控制模塊(73)連接x步進(jìn)電機(jī)(41)、y步進(jìn)電機(jī)(45)、z步進(jìn)電機(jī)(51)和投影光源(63)。

9.一種懸臂梁式昆蟲或小型動物爬附力的測量方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1所述的懸臂梁式昆蟲或小型動物爬附力的測量裝置，具體步驟為：

第一步：將昆蟲或小型動物置于試樣臺(3)上；

第二步：以所述的應(yīng)變片測力單元(2)和CCD成像系統(tǒng)(6)觀測昆蟲或小型動物自由爬行時的爬附力及其步態(tài)，所述的試樣臺(3)下移時測爬附力，或快速水平移動測昆蟲或小型動物的步態(tài)失衡速度和爬附力；

第三步：計算昆蟲或小型動物的爬附力。