CN103518676A - 模拟微重力昆虫行为分析装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种模拟微重力昆虫行为分析装置，包括一密封舱，所述密封舱内置有一对竖直支撑架，所述支撑架之间设有第一旋转框，所述第一旋转框架用于内通过转轴连接有第二旋转框，所述第一旋转框旋转中心线与第二旋转框旋转中心线相互垂直，所述第二旋转框架内固定有昆虫培养盘。在昆虫培养盘内的培养生物同时绕着两根相互垂直的旋转轴进行旋转，生物体细胞内部的重力感受器所受重力方向在连续改变，来不及做出反应，使之表现与空间微重力条件下相似，以实现在重力环境下实现对低空间微重力状态相的昆虫生活进行观察实验。
Description
技术领域
本发明涉及一种模拟微重力昆虫行为分析装置。
背景技术
微重力科学试验通常只能在空间实验室上进行，费用昂贵，机会难得。即使获得在轨飞行机会，也因试验空间和时间，以及诸多条件受限，许多试验数据仍需通过天—地对比实验来检验。然而，在空间的诸多环境因素中，微重力是在地球上最难以模拟的。国内外现有的模拟微重力的旋转式细胞培养装置仅应用于细胞组织培养，不适用于昆虫行为分析，尤其是昆虫无法在旋转容器内的溶液中生存。再则，旋转容器仅仅是挠着一根固定的水平轴进行旋转的，属单轴式，它模拟空间微重力的效应，有较大的局限性。
发明内容
本发明对上述问题进行了改进，即本发明要解决的技术问题是提供一种可实现使培养生物处于空间微重力的模拟状态，本发明中被培养生物同时绕着两根相互垂直的旋转轴进行旋转，生物体细胞内部的重力感受器所受重力方向在连续改变，来不及做出反应，使之表现与空间微重力条件下相似，且两根旋转轴的回转半径和转速在一定范围内时，盘内被培养生物体细胞处于连续自由下落状态，接近悬浮状态，更接近了空间微重力状态。
本发明的具体实施方案是：一种模拟微重力昆虫行为分析装置，包括受控密封舱，所述密封舱内置有一对竖直支撑架，所述支撑架之间设有第一旋转框，所述第一旋转框两侧中部通过转轴与支撑架相连接，所述第一旋转框架内通过转轴连接有第二旋转框，所述第一旋转框旋转中心线与第二旋转框旋转中心线相互垂直，所述支撑架上还设有使第一旋转框架转动的第一驱动装置，所述第一旋转框架内设有使第二旋转框架转动的第二驱动装置，所述第二旋转框架内固定有昆虫培养盘。
进一步的，所昆虫培养盘设置于第二旋转框内第一旋转框旋转中心线一侧的内壁上，所述昆虫培养盘上固定有试管、昆虫培养皿，所述第二旋转框内与昆虫培养盘相对应的另一侧内壁上设有LED灯板。
进一步的，所述昆虫旋转培养盘内还固定有监视器、昆虫行为分析仪、光照度传感器、垂直方向摄像头和水平方向摄像头。
进一步的，所述第一驱动装置为公转调速电机，所述第二驱动装置为自转调速电机。
进一步的，所述密封舱内还设有大气温湿度传感器与CO2浓度传感器。
进一步的，所述密封舱带有用于控制密封舱启闭的舱门，所述舱门上设有控制面板。
进一步的，所述密封舱内设有控制箱，所述控制箱通过线路与密封舱内的传感器相连接。
进一步的，所述模拟微重力昆虫行为分析装置设有电源，所述电源包括设置于支撑架上的水平集电环和设置于第一旋转框架内的竖直集电环和第一框架内的中继器。
进一步的，所述密封舱及舱门为双层不锈钢板内夹保温隔热材料。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
（1）昆虫培养盘同时绕着在第一旋转框和第二旋转框两根相互垂直的旋转轴进行旋转，箱内生物体细胞内部的重力感受器所受重力方向在连续改变，来不及做出反应，使之表现与空间微重力条件下相似，可实现在常规重力环境下实现微重力昆虫行为培养、观察及实验。
（2）培养、观测和实验同步进行，能够实时监测昆虫在培养室（多个各种形状规格的试管、或培养皿）内的生长状况，能够进行动物行为学实验，并对实验结果进行及时分析。
（3）昆虫行为装置中设有水平及竖直方向的高清晰摄像头，由于摄像头固定于旋转框架上与被观测的生物同步运行，可以从水平和垂直2个方向实时监测生物在微重力旋转环境下的生长状况，完成实时摄像和过程录像。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图中：1-密封舱，2-支撑架，3-第一旋转框，4-第二旋转框，5-昆虫培养盘，6-LED灯板，11-舱门，12-大气温湿度传感器，13-CO2浓度传感器，14-控制箱，31-公转调速电机，41-自转调速电机，51-试管，52-昆虫培养皿，53-监视器，54-昆虫行为分析仪，55-光照度传感器，56-垂直方向摄像头，57-水平方向摄像头，58-调整螺栓，61-LED驱动板，71-水平集电环, 72-竖直集电环, 73-中继器, 111-控制面板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示, 一种模拟微重力昆虫行为分析装置，包括一密封舱1，所述密封舱内置有一对竖直支撑架2，所述支撑架2之间设有第一旋转框3，所述第一旋转框3两侧中部通过转轴与支撑架2相连接，所述第一旋转框架3通过转轴连接有第二旋转框4，所述第一旋转框3旋转中心线与第二旋转框4旋转中心线相互垂直，所述支撑架上还设有使第一旋转框架3转动的第一驱动装置，所述第一旋转框架内设有使第二旋转框架4转动的第二驱动装置，所述第二旋转框架4内固定有昆虫培养盘5。所述第一驱动装置为公转调速电机31，所述第二驱动装置为自转调速电机41。昆虫培养盘5可以为多个，培养盘5上设有用于调整培养盘位置的调整螺栓58。
所昆虫培养盘5设置于第二旋转框4内第一旋转框旋转中心线一侧的内壁上，所述昆虫培养盘上固定有试管51、昆虫培养皿52，所述第二旋转框4内与昆虫培养盘相对应的另一侧内壁上设有LED灯板6。
使用时，第一旋转框架3与第二旋转框架4分别在公转调速电机31及自转调速电机41的情况下绕转轴旋转，支撑架2上设有套接转轴的轴承座，自转调速电机41带动第二旋转框4内的昆虫培养皿52旋转，培养皿52内的生物体细胞内部的重力感受器所受重力方向在连续改变，来不及做出反应，使之表现与空间微重力条件下相同。所述密封舱1内还设有控制箱14，所述控制箱14通过线路与密封舱内的传感器相连接。
所述的LED灯板6通过LED驱动板61实现光照强度的调节，以满足不同昆虫的光照需求。
为了保证实验的数据的采集和监控，密封舱1内还设有大气温湿度传感器12与CO2浓度传感器13。所述昆虫旋转培养盘5内还固定有监视器53、昆虫行为分析仪54、光照度传感器55、垂直方向摄像头56和水平方向摄像头57。由于摄像头固定于旋转框架上与被观测的生物同步运行，垂直方向摄像头56和水平方向摄像头57可以从2个方向实时监测、摄像和过程录像，并将信息传送至密封舱1内的控制电路处理。
所述密封舱带有用于控制密封舱1启闭的舱门11，所述舱门上设有控制面板111，以实现对密封舱内各类仪器的控制和信息查询。同时密封舱1内的各种传感器数据通过线路与控制箱相连接，后通过控制箱无线GPRS通讯发到数据中心执行解析、存储、预处理和发布，控制面板111可采用触摸屏作为人机交互界面，界面友好，调速电机转速、人工光源的光照强度和光周期等技术参数分也根据实验要求进行直接在面板上调控。
所述模拟微重力昆虫行为分析装置设有用于给驱动装置、控制箱及内各类仪器提供电能的电源，所述电源包括设置于支撑架2上的水平集电环71和设置于第一旋转框架内3的竖直集电环72和第一框架内3的中继器73。观测箱电源由水平集电环71和竖直集电环72两级传递到达，且由中继器73分配。
为了保证实验的准确，所述密封舱1及舱门11为双层不锈钢板内夹保温隔热材料，使密闭舱内严格处于实验环境需求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (9)
1.一种模拟微重力昆虫行为分析装置，其特征在于，包括一密封舱，所述密封舱内置有一对竖直支撑架，所述支撑架之间设有第一旋转框，所述第一旋转框两侧中部通过转轴与支撑架相连接，所述第一旋转框架内通过转轴连接有第二旋转框，所述第一旋转框旋转中心线与第二旋转框旋转中心线相互垂直，所述支撑架上还设有使第一旋转框架转动的第一驱动装置，所述第一旋转框架内设有使第二旋转框架转动的第二驱动装置，所述第二旋转框架内固定有昆虫培养盘。
2.根据权利要求1所述的一种模拟微重力昆虫行为分析装置，其特征在于，所昆虫培养盘设置于第二旋转框内第一旋转框旋转中心线一侧的内壁上，所述昆虫培养盘上固定有试管、昆虫培养皿，所述第二旋转框内与昆虫培养盘相对应的另一侧内壁上设有LED灯板。
3.根据权利要求1所述的一种模拟微重力昆虫行为分析装置，其特征在于，所述昆虫旋转培养盘内还固定有监视器、昆虫行为分析仪、光照度传感器、垂直方向摄像头和水平方向摄像头。
4.根据权利要求1所述的一种模拟微重力昆虫行为分析装置，其特征在于，所述第一驱动装置为公转调速电机，所述第二驱动装置为自转调速电机。
5.根据权利要求1所述的一种模拟微重力昆虫行为分析装置，其特征在于，所述密封舱内还设有大气温湿度传感器与CO2浓度传感器。
6.根据权利要求1所述的一种模拟微重力昆虫行为分析装置，其特征在于，所述密封舱带有用于控制密封舱启闭的舱门，所述舱门上设有控制面板。
7.根据权利要求1、2、3、5任一项权利要求所述的模拟微重力昆虫行为分析装置，其特征在于，所述密封舱内设有控制箱，所述控制箱通过线路与密封舱内的传感器相连接。
8.根据权利要求1所述的一种模拟微重力昆虫行为分析装置，其特征在于，所述模拟微重力昆虫行为分析装置设有电源，所述电源包括设置于支撑架上的水平集电环和设置于第一旋转框架内的竖直集电环和第一框架内的中继器。
9.根据权利要求6所述的一种模拟微重力昆虫行为分析装置，其特征在于，所述密封舱及舱门为双层不锈钢板内夹保温隔热材料。
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