[發明專利]一種高鞍菊頭蝠聲音特性模擬裝置及方法

有效

• 申請號: 201910324652.3
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN110009984B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 何為凱;任鵬;高麗;李毅;石欣琳;曾繁茂
• 申請（專利權）人: 山東交通學院
• 主分類號: G09B23/36
• 分類號: G09B23/36
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 任歡

本發明公開了一種高鞍菊頭蝠聲音特性模擬裝置，包括鼻部仿生機構、聲波發射機構和控制器，鼻部仿生機構和聲波發射機構均固定于底座，控制器電連接聲波發生機構；鼻部仿生機構包括鞍狀葉部和伸縮部，伸縮部連接所述鞍狀葉部；控制器控制聲波發生機構發射聲波，聲波能夠到達鞍狀葉部。本發明所公開的鼻部仿生機構能夠模擬高鞍菊頭蝠的生理構造，同時配合聲波發射機構運作時，能夠改變聲波發射機構所發射的聲波特性，實現對于高鞍菊頭蝠聲波發射的進一步深入研究。

技術領域

本發明涉及仿生學領域，具體的，涉及一種高鞍菊頭蝠聲音特性模擬裝置及方法。

背景技術

鼻部是生物體的重要器官，是呼吸通道的起始部分，也是嗅覺器官。由外鼻、鼻腔及鼻旁竇三部分組成，由鼻骨、鼻軟骨、鼻肌及被覆皮膚而成。鼻腔被鼻中隔分為左右兩腔、前有鼻孔與外界相通，后連通于鼻咽部。而蝙蝠在生物聲納系統利用鼻葉上的復雜褶皺結構對從鼻孔發射出來的超聲脈沖進行調整，獲得可調節的波束形成。高鞍菊頭蝠是生物學家Bourtct于1951年在越南熱帶雨林中發，當時就驚訝于它所長的非常長的鞍狀葉結構，于是就把它命paradoxolophus(意為奇異之冠)。其中高鞍菊頭蝠在進化過程中所形成的極其長的鞍狀葉突起非常明顯的起到這種作用。對于高鞍菊頭蝠，現有裝置中，缺乏對其進行超聲波發聲機理的研究裝置，僅有相關的數值擬合研究，發明人認為，這不利于對高鞍菊頭蝠的進一步研究。

在現有的公開文獻中，尚未公開高鞍菊頭蝠鼻部的相關研究裝置。

發明內容

針對目前對于動物對超聲脈沖調整的研究尚處于機理研究階段，人工鼻葉聲波測試裝置也很不完善，無法達到動物的聲波發出效果，因此急需相應的裝置完成發出聲波的模擬，通過控制相關器件的運動實現動物鼻葉的模擬、分析和研究。本發明旨在提供一種高鞍菊頭蝠聲音特性模擬器，并據計算結果對鼻葉的鞍狀葉結構的聲學功能進行了分析，獲得了鼻葉結構在超聲定位過程中的作用，同時揭示了高鞍菊頭蝠不同尋常的鼻葉背后所蘊含的進化論證據。

本發明的第一目的，是提供一種高鞍菊頭蝠聲音特性模擬裝置。

本發明的第二目的，是提供一種高鞍菊頭蝠聲音特性模擬方法。

為實現上述發明目的，本發明公開了下述技術方案：

首先，本發明公開了一種高鞍菊頭蝠聲音特性模擬裝置，包括鼻部仿生機構、聲波發射機構和控制器，鼻部仿生機構和聲波發射機構均固定于底座，控制器電連接聲波發生機構；鼻部仿生機構包括鞍狀葉部和伸縮部，伸縮部連接所述鞍狀葉部，伸縮部能夠伸縮；控制器控制聲波發生機構發射聲波，聲波能夠到達鞍狀葉部。

進一步，所述聲波發射器所發射的聲波的頻率大于20000Hz。

進一步，所述伸縮部包括伸縮控制桿和連接于伸縮控制桿的彈簧伸縮器，伸縮控制桿與彈簧伸縮器相抵，伸縮控制桿與彈簧伸縮器的外側均包覆卷曲層，卷曲層始終具有對伸縮控制桿施加壓力的彈性勢能；

彈簧伸縮器的一端所述鞍狀葉部焊接連接。

本發明的運行原理，可概述如下：首先隨著近幾年來對于高鞍菊頭蝠的研究深入，高鞍菊頭蝠的發聲機理逐漸被外界認識，其具有特殊進化的超長鼻，并且鼻子的長度可以改變，從而改變其發聲的物理特性。根據物理學原理，其從咽喉部位發出的聲波經過上顎和鼻翼的傳導，再經過鼻翼的處理，形成超聲。因此，本申請通過鼻部仿生機構模擬高鞍菊頭蝠的鼻子，并且鼻子的鞍狀葉部可以移動，合理的模擬了高鞍菊頭蝠在發聲時的運行機理，配合當前的研究。

其次，本發明公開了一種高鞍菊頭蝠聲音特性模擬方法，包括以下步驟：

開啟聲波發射機構；

控制器控制伸縮部的運動，聲波檢測裝置檢測聲波的物理性質。

與現有技術相比，本發明取得了以下有益效果：