CN105284737A - 昆虫负压飞行信息采集装置及采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种昆虫在负压条件下飞行信息的采集装置及采集方法；该采集装置包括气泵、密封罐、飞行磨和数据采集器，所述气泵与所述密封罐连通，所述飞行磨设置在所述密封罐内，所述数据采集器与所述飞行磨的数据输出端连接；该采集方法包括昆虫悬挂在飞行磨、调节负压、软件收集数据等步骤。本发明采集装置结构新颖，设计合理，操作简单，负压条件稳定，能够准确采集到反应昆虫在负压条件下的飞行情况。

Description

昆虫负压飞行信息采集装置及采集方法

技术领域

本发明属于昆虫飞行信息采集技术领域，具体涉及一种昆虫在负压条件下飞行信息的采集装置及采集方法。

背景技术

昆虫繁盛的原因之一就是其具有飞行能力，昆虫迁飞扩散普遍存在于自然界，这是在长期进化过程中形成的一种生存对策，是为了减少竞争、躲避周围不良环境或逃避天敌等而离开原来的生境，或为了开拓新的资源而到达另一个生境的一种行为(姚青和张志涛，1999)。迁飞是昆虫为躲避原有生境条件恶化，而进行的跨地区长距离飞行迁徙；扩散则是昆虫为更好地开发利用本地资源而进行的短距离飞行。昆虫的飞行行为除与自身的飞行能力直接相关外，还与飞行中的自然条件如温度、湿度、光照、气流以及气压等密切相关（江幸福和罗礼智，2008）。

研究昆虫飞行能力的重要手段是采用飞行磨系统，该系统能够准确的测定昆虫的飞行时间、飞行距离和飞行速度等参数。目前主要用于研究昆虫不同日龄、不同性别飞行能力差异分析，食物营养与昆虫飞行能力的关系；与人工气候箱结合分析温度、光照、湿度等对昆虫飞行能力的影响；与风动结合分析气流对昆虫飞行行为的影响等。但有关气压变化对昆虫飞行行为影响的研究较少，主要是因为无法将昆虫飞行磨系统放置在一个稳定的负压环境中进行测试。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种昆虫负压飞行信息采集装置，其结构简单、使用方便，所采集信息能切实反映气压变化对昆虫飞行能力的影响，进而为完善昆虫迁飞扩散的研究提供参考数据。

为解决上述问题，本发明通过以下技术方案实现：

设计一种昆虫负压飞行信息采集装置，包括气泵、密封罐、飞行磨和数据采集器，所述气泵与所述密封罐连通，所述飞行磨设置在所述密封罐的底部中央位置，所述数据采集器与所述飞行磨的数据输出端连接。

优选的，上述密封罐包括上端开口的透明罐体、与透明罐体相匹配的密封盖，所述密封盖包括盖本体及沿其周边向下延伸的柔性盖缘，在所述盖本体与透明罐体上沿口之间设有匹配的密封圈，所述柔性盖缘与所述罐体相接触的部位设有配合的凹凸密封结构，在所述透明罐体或密封盖上设有对应于气泵的抽气口及对应于飞行磨的数据线出口。

优选的，所述密封罐包括下端开口的透明罐体、与透明罐体相匹配的密封底盖，所述密封底盖包括盖本体及沿其周边向上延伸的柔性盖缘，在所述盖本体与透明罐体下沿口间设有匹配的密封圈，所述柔性盖缘与所述罐体相接触的部位设有配合的凹凸密封结构，在所述透明罐体或密封底盖上设有对应于气泵的抽气口及对应于飞行磨的数据线出口。此种密封罐在使用时，可以从上部去掉透明罐体，从而更便于飞行磨的操作设定。

优选的，所述飞行磨包括底座、安装在底座上的轴座、中轴、飞行转臂、与飞行转臂连接固定的上磁环、固定于轴座上的下磁环、以及光电检测电路；所述中轴下端固定于轴座中，其主体穿过隔空且磁极对斥设置的上磁环和下磁环，其上端固定连接于飞行转臂的轴孔，所述光电检测电路连接至所述数据采集器，该数据采集器再将数据输送至计算机。所述飞行磨中轴上套设的两个磁环，其相同磁极上下相对，以产生磁悬浮的效果，从而减小昆虫飞行过程中的摩擦阻力。

优选的，所述光电检测电路包括红外传感器（包括设置在飞行转臂上的遮光片、与该遮光片对应设置的红外线发射管和接收管）、放大器和若干电阻元件组成。该红外传感器实现将光信号转换为电压信号。

优选的，在所述底座的底面还设置有三个可调支脚，用于调整飞行磨的水平状态，以进一步减少系统摩擦阻力。

利用昆虫负压飞行信息采集装置进行昆虫负压飞行信息采集方法，包括下列步骤：

（1）将一段长2～3cm的吊臂的一端用胶水粘在昆虫的前胸背板，另一端连接在飞行磨的飞行臂端部，使昆虫悬挂在飞行磨上；

（2）将密封罐密封，打开气泵将压力调节至设定的负压；

（3）将数据采集器连接至计算机，打开飞行磨数据采集软件收集数据。

本发明具有以下积极有益效果：

1.本发明采集装置结构简单、成本低、操作使用简便，负压条件稳定，能够准确采集到反应昆虫在负压条件下的飞行情况；

2.本发明中的飞行磨装置结构紧凑，安装方便，其系统摩擦阻力极小，不会影响昆虫飞行的能力，使昆虫能够在最佳轻松状态下进行测试，从而提高检测的准确性；

3.本发明采集装置所采用的检测电路整体上简单实用、器件小、信号的产生速度快且灵敏、抗干扰能力强。

附图说明

图1本发明昆虫负压飞行信息采集装置的结构示意图。

图2本发明采集装置中的飞行磨结构示意图。

图3本发明采集装置中的密封罐剖面结构示意图。

图4本发明采集装置中的光电检测电路图。

图5图4光电检测电路中的放大电路图。

图中1为气泵，2为密封罐，2-1为透明罐体，2-2为盖本体，2-3为柔性盖缘，2-4为密封圈，2-5为凹凸密封结构，2-6为抽气口，2-7为数据线出口，3为飞行磨，3-1为底座，3-2为轴座，3-3为中轴，3-4为下磁环，3-5为上磁环，3-6为飞行转臂，3-7为遮光片，3-8为红外线发射管，3-9为红外线接收管，3-10为可调支脚，4为数据采集器，5为计算机。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。以下各实施例中所用原料，如无特别说明，则均为市售；所用方法，如无特别说明，均为常规方法。

实施例1

一种昆虫负压飞行信息采集装置，参见图1至图5，包括气泵、密封罐、飞行磨和数据采集器，所述气泵经由抽气口与所述密封罐连通，所述飞行磨设置在所述密封罐的内，所述数据采集器与所述飞行磨的数据输出端连接。

上述密封罐为有机玻璃材质，包括上端开口的圆筒形透明罐体(底部内径30cm，罐高25cm)、与透明罐体相匹配的密封盖，所述密封盖包括盖本体及沿其周边向下延伸的柔性盖缘，在所述盖本体与透明罐体上沿口之间设有匹配的密封圈，所述柔性盖缘与所述罐体相接触的部位设有配合的凹凸密封结构，在所述密封盖上设有直径0.5cm的抽气口（并加装橡胶密封塞，用于连通气泵），所述透明罐体设置有对应于飞行磨的数据线出口。

所述气泵设有压力调节装置（罐体内气压高于设定值0.5个大气压，压力调节装置控制气泵自动抽气，使罐体内气压重新达到设定值）。在所述底座的底面还设置有三个可调支脚，用于调整飞行磨的水平状态，以进一步减少系统摩擦阻力。

所述飞行磨包括底座、安装在底座上的轴座、中轴、飞行转臂、与飞行转臂连接固定的上磁环、固定于轴座上的下磁环、以及光电检测电路；所述中轴下端固定于轴座中，其主体穿过隔空且磁极对斥设置的上磁环和下磁环，其上端固定连接于飞行转臂的轴孔，所述光电检测电路连接至所述数据采集器，该数据采集器再将数据输送至计算机。所述飞行磨中轴上套设的两个磁环，其相同磁极上下相对，以产生磁悬浮的效果，从而减小昆虫飞行过程中的摩擦阻力。所述光电检测电路包括红外传感器（包括设置在飞行转臂上的遮光片、与该遮光片对应设置的红外线发射管和接收管）、放大器和若干电阻元件组成。该红外传感器实现将光信号转换为电压信号。

实施例2

一种昆虫负压飞行信息采集装置，结构基本与实施例1相同，不同之处在于：所述密封罐包括下端开口的透明罐体、与透明罐体相匹配的密封底盖，所述密封底盖包括盖本体及沿其周边向上延伸的柔性盖缘，在所述盖本体与透明罐体下沿口间设有匹配的密封圈，所述柔性盖缘与所述罐体相接触的部位设有配合的凹凸密封结构，在所述透明罐体或密封底盖上设有对应于气泵的抽气口及对应于飞行磨的数据线出口。此种密封罐在使用时，可以从上部去掉透明罐体，从而更便于飞行磨的操作设定。

实施例3

一种昆虫负压飞行信息采集方法，包括下列步骤：

（1）将一段长2～3cm的吊臂的一端用胶水粘在昆虫的前胸背板，另一端连接在飞行磨的飞行臂端部，使昆虫悬挂在飞行磨上；

（2）将密封罐密封，打开气泵将压力调节至设定的负压；

（3）将数据采集器连接至计算机，打开飞行磨数据采集软件收集数据。

本发明并不局限于上述具体实施方式，本领域技术人员还可据此做出多种变化，但任何与本发明等同或者类似的变化都应涵盖在本发明权利要求的范围内。

Claims (9)

1.一种昆虫负压飞行信息采集装置，其特征在于：包括气泵、密封罐、飞行磨和数据采集器，所述气泵与所述密封罐连通，所述飞行磨设置在所述密封罐的底部中央位置，所述数据采集器与所述飞行磨的数据输出端连接。

2.根据权利要求1所述的昆虫负压飞行信息采集装置，其特征在于：所述密封罐包括上端开口的透明罐体、与透明罐体相匹配的密封盖，所述密封盖包括盖本体及沿其周边向下延伸的柔性盖缘，在所述盖本体与透明罐体上沿口之间设有匹配的密封圈，所述柔性盖缘与所述罐体相接触的部位设有配合的凹凸密封结构，在所述透明罐体或密封盖上设有对应于气泵的抽气口及对应于飞行磨的数据线出口。

3.根据权利要求1所述的昆虫负压飞行信息采集装置，其特征在于：所述密封罐包括下端开口的透明罐体、与透明罐体相匹配的密封底盖，所述密封底盖包括盖本体及沿其周边向上延伸的柔性盖缘，在所述盖本体与透明罐体下沿口间设有匹配的密封圈，所述柔性盖缘与所述罐体相接触的部位设有配合的凹凸密封结构，在所述透明罐体或密封底盖上设有对应于气泵的抽气口及对应于飞行磨的数据线出口。

4.根据权利要求2或3所述的昆虫负压飞行信息采集装置，其特征在于：所述飞行磨包括底座、安装在底座上的轴座、中轴、飞行转臂、与飞行转臂连接固定的上磁环、固定于轴座上的下磁环、以及光电检测电路；所述中轴下端固定于轴座中，其主体穿过隔空且磁极对斥设置的上磁环和下磁环，其上端固定连接于飞行转臂的轴孔，所述光电检测电路连接至所述数据采集器，该数据采集器再将数据输送至计算机。

5.根据权利要求4所述的昆虫负压飞行信息采集装置，其特征在于：所述光电检测电路包括红外传感器、放大器和对应的电阻元件，所述红外传感器包括设置在飞行转臂上对应位置处的遮光片、与该遮光片对应设置的红外线发射管和接收管，用以实现将光信号转换为电压信号。

6.根据权利要求5所述的昆虫负压飞行信息采集装置，其特征在于：在所述底座的底面还设置有三个可调支脚。

7.根据权利要求2或3所述的昆虫负压飞行信息采集装置，其特征在于：所述密封罐为有机玻璃材质。

8.根据权利要求1所述的昆虫负压飞行信息采集装置，其特征在于：还包括控制所述气泵启停的压力调节装置。

9.利用权利要求1所述昆虫负压飞行信息采集装置进行昆虫负压飞行信息采集的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将一段长2～3cm的吊臂的一端用胶水粘在昆虫的前胸背板，另一端连接在飞行磨的飞行臂端部，使昆虫悬挂在飞行磨上；

（2）将密封罐密封，打开气泵将压力调节至设定的负压；

（3）将数据采集器连接至计算机，打开飞行磨数据采集软件收集数据。