[发明专利]适于昆虫多姿态和不同爬道爬行的爬附力测量装置与方法

权利要求书

1.一种适于昆虫多姿态和不同爬道爬行的爬附力测量装置，其特征在于，包括测力单元(1)、实验箱(2)、测试箱(3)、xy轴移动机构(4)、z轴移动机构(5)、转动机构(6)和CCD成像系统；实验箱(2)设于测试箱(3)中，实验箱(2)连接xy轴移动机构(4)，xy轴移动机构(4)连接z轴移动机构(5)，测试箱(3)连接转动机构(6)。

2.如权利要求1所述的适于昆虫多姿态和不同爬道爬行的爬附力测量装置，其特征在于，所述的测力单元(1)包括连接悬臂梁(11)，y向应变片(12)，z向应变片(13)和牵线(14)，所述的悬臂梁(11)的前端连接牵线(14)，所述的y向应变片(12)包括粘贴在悬臂梁(11)根部前面的两片顺序排列的a应变片和粘贴在悬臂梁(11)根部后面的两片顺序排列的b应变片，所述的z向应变片(13)包括粘贴在悬臂梁(11)根部上面的两片顺序排列的a应变片和粘贴在悬臂梁(11)根部下面的两片顺序排列的b应变片。

3.如权利要求1所述的适于昆虫多姿态和不同爬道爬行的爬附力测量装置，其特征在于，所述的实验箱2包括实验箱体(21)，实验箱体(21)的正面开有实验门(22)，实验箱体(21)的内底面上粘贴有试样板(23)，实验箱体(21)固定连接托杆(24)的顶端。

4.如权利要求1所述的适于昆虫多姿态和不同爬道爬行的爬附力测量装置，其特征在于，所述的测试箱(3)包括测试箱体(31)，测试箱体(31)的正面开有测试门(32)。

5.如权利要求1所述的适于昆虫多姿态和不同爬道爬行的爬附力测量装置，其特征在于，所述的xy移动机构(4)包括x步进电机(41)、x螺杆(42)、x螺母(43)、xy架(44)、y步进电机(45)、y螺杆(46)和y螺母(47)；所述的x步进电机(41)连接x螺杆(42)，x螺杆(42)连接x螺母(43)，所述的y步进电机(45)连接y螺杆(46)，y螺杆(46)连接y螺母(47)，所述的xy架(44)与x步进电机(41)和y螺母(47)固接且与x螺杆(42)转动连接。

6.如权利要求1所述的适于昆虫多姿态和不同爬道爬行的爬附力测量装置，其特征在于，所述的z轴移动机构(5)包括z步进电机(51)、z螺杆(52)、z螺母(53)和zy架(54)；所述的z步进电机(51)连接z螺杆(52)，z螺杆(52)连接z螺母(53)，z螺母(53)固定连接zy架(54)。

7.如权利要求1所述的适于昆虫多姿态和不同爬道爬行的爬附力测量装置，其特征在于，所述的转动机构(6)包括r步进电机(61)和与r步进电机(61)连接的转动轴(62)，所述的转动轴(62)与测试箱(3)两端固接。

8.如权利要求1所述的适于昆虫多姿态和不同爬道爬行的爬附力测量装置，其特征在于，所述的CCD成像系统(7)包括固定在测试箱(3)内壁上的俯视摄像机(71)、侧视摄像机(72)和投影光源(73)。

9.如权利要求1所述的适于昆虫多姿态和不同爬道爬行的爬附力测量装置，其特征在于，还包括数据处理与控制系统(8)，所述的数据处理与控制系统(8)包括计算机(84)，计算机(84)连接测力模块(81)、图像分析模块(82)和驱动控制模块(83)，所述的测力单元(1)包括y向应变片(12)和z向应变片(13)，所述的xy移动机构(4)包括x步进电机(41)和y步进电机(45)，所述的z轴移动机构(5)包括z步进电机(51)，所述的转动机构(6)包括r步进电机(61)，所述的CCD成像系统(7)包括俯视摄像机(71)、侧视摄像机(72)和投影光源(73)，所述的测力模块(81)连接y向应变片(12)和z向应变片(13)，所述的图像分析模块(82)连接俯视摄像机(71)和侧视摄像机(72)，所述的驱动控制模块(83)连接x步进电机(41)、y步进电机(45)、z步进电机(51)、r步进电机(61)和投影光源(73)。

10.一种适于昆虫多姿态和不同爬道爬行的爬附力测量方法，其特征在于，采用权利要求1所述的适于昆虫多姿态和不同爬道爬行的爬附力测量装置，具体步骤为：

第一步：将昆虫连接测力单元(1)并置于实验箱(2)内；

第二步：以所述的测力单元(1)和CCD成像系统观测昆虫自由爬行时的爬附力及其步态；将实验箱(2)下移时测昆虫的爬附力；或快速水平移动实验箱(2)测昆虫的步态失衡速度和爬附力；

第三步：计算昆虫的爬附力。