CN109275596B - 一种适用于鸟类野外在体实验的可穿戴辅助设备 - Google Patents
一种适用于鸟类野外在体实验的可穿戴辅助设备 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种适用于鸟类野外在体实验的可穿戴辅助设备，包括主体部分、固定部分和背载部分；主体部分为呈U形设置的条状布带，其上设有供鸟类头部穿出的通孔；固定部分包括两根粘扣带和两根柔性铁丝，其中，两根柔性铁丝分别对应设置于主体部分两侧，用于调节主体部分的弯曲程度；两根粘扣带的两端分别和主体部分的两端对应相连、形成环形束缚圈；背载部分包含GPS定位模块、电刺激调控装置和CCD照相装置。本发明解决了在鸟类身上背负多种装置及其电气连接的问题，从而避免了如设备拖线长，易振动、被鸟啄不稳定等问题，便于多次试验以及鸟类飞行过程中多种数据的记录，有助于后期鸟类机器人试验的开展及应用。
Description
技术领域
本发明涉及生物机器人及生机接口领域，尤其涉及一种适用于鸟类野外在体实验的可穿戴辅助设备。
背景技术
鸟类机器人是以活体鸟类自身为运动载体的特种机器人。鸟类机器人利用自身运动行为的优势，运用脑机接口等方式向鸟类运动系统发送调控指令，从而对鸟类运动行为进行控制。而当鸟类机器人应用于实际的活动中时，需要携带一定重量的控制模块和装置来进行户外远距离飞行活动，其中包括：飞行轨迹及脉搏在体同步记录装置，户外飞行电刺激调控装置以及CCD照相装置等多种装置。这就要求设计一种适用于鸟类野外在体实验的可穿戴辅助设备，来解决在鸟类身上背负多种装置以及电气连接的问题。
发明专利 CN103969661A 公开了一种鸽子户外自由飞行时的飞行轨迹及脉搏信号的在体实时记录装置。该发明通过在鸽子身上安装GPS模块和脉搏传感器实时采集鸽子飞行过程中的运动轨迹和脉搏信号，该装置在实验中可以被安置在本发明专利的背载部分的一端，为鸟类机器人的研究提供重要数据参考。
鸽子机器人户外飞行电刺激调控装置。在野外环境下，根据实时运动状态信息，对鸽子飞行轨迹做出实时调控，并且保存实时数据。实验中在鸽子中脑的两个核团半环隆枕和丘间核对应的位点植入电极进行刺激，其中连接电极的导线布置于本发明的电气连接部分，并在本发明的背载部分的一端连接具有预编程功能的电路模块用作脑电调控的刺激装置。从而实现对鸽子机器人户外飞行的电刺激调控，该项研究为鸽子机器人走出实验室、迈向实用化打下基础。
CCD照相装置。部分研究证明鸽子的导航会受到地形的影响，那么鸽子在受到地形影响时，如何进行电刺激调控，需要一些参考数据，因此在已有飞行轨迹及脉搏信号的在体实时记录装置及户外飞行电刺激调控装置的基础上，再加入 CCD照相装置以拍摄鸽子归巢过程中的景象，从而为今后在这方面的研究提供实验基础。
发明专利CN10771101014A公开了一种具有阻燃疏水作用的柔性导电织物及制备方法，该导电织物由上至下依次包括上层阻燃疏水织物、中间层柔性导电织物、下层舒适透气织物，该三层复合织物导电性能优良，舒适度佳且兼具阻燃疏水性，适用于制备电气连接密集时穿戴在鸟类身上的辅助装置的主体部分，从而有效解决鸟类身上背载的多种装置的电气连接问题。
目前尚没有一种适用于鸟类野外在体实验的可穿戴辅助设备来帮助解决鸟类实验所需的多种数据记录，以及身上背负多种装置及装置电气连接的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种适用于鸟类野外在体实验的可穿戴辅助设备。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
一种适用于鸟类野外在体实验的可穿戴辅助设备，包括主体部分、固定部分和背载部分；
所述主体部分为呈U形设置的条状布带，其上设有供鸟类头部穿出的通孔，用于穿戴在鸟类身体上；
所述固定部分包括两根粘扣带和两根柔性铁丝，其中，所述两根柔性铁丝分别对应设置于主体部分两侧，用于调节主体部分的弯曲程度；所述两根粘扣带的两端分别和主体部分即U形条状布带的两端对应相连、形成环形束缚圈，用于将主体部分束缚在鸟类身体上；
所述背载部分包含GPS定位模块、电刺激调控装置和CCD照相装置；
所述GPS定位模块设置在主体部分对应于鸟类背部处，用于获得鸟类的坐标；
所述CCD照相装置设置在主体部分对应于鸟类腹部处，用于拍摄鸟类的视野图像；
所述电刺激调控装置包括电刺激信号产生模块、安装在鸟类头部的电极转接装置、以及植入鸟类头部的第一至第三电极，所述电刺激信号产生模块通过所述电极转接装置和所述第一至第三电极电气相连；其中，所述电刺激信号产生模块设置在主体部分对应于鸟类背部处，用于产生频率、占空比可调的PWM波信号并将其传输至所述第一至第三电极，进而传导至鸟类头部深层部分。
作为本发明一种适用于鸟类野外在体实验的可穿戴辅助设备进一步的优化方案，所述主体部分由无弹性布料织成。
作为本发明一种适用于鸟类野外在体实验的可穿戴辅助设备进一步的优化方案，所述主体部分对应于鸟类腹部和背部处均设有勾面，所述CCD照相装置设置在第一盒体中，所述GPS定位模块、电刺激信号产生模块设置在第二盒体中，所述第一盒体、第二盒体上均设有毛面，其中，第一盒体的毛面用于和主体部分对应于鸟类腹部处的勾面粘黏，第二盒体的毛面用于和主体部分对应于鸟类背部处的勾面粘黏。
作为本发明一种适用于鸟类野外在体实验的可穿戴辅助设备进一步的优化方案，所述电刺激信号产生模块包含第一PWM波信号输出端、第二PWM波信号输出端和参考电平输出端；
所述电极转接装置包含底板、排针和排母，所述底板覆盖在鸟类的头部，其面向鸟类头部的一面设有第一至第三输出端；所述排母设置在所述底板背向鸟类头部的一面；
所述排针、排母相互匹配，能够进行可拆卸式电气连接，且所述排针、排母均包含第一至第三引脚；
所述排针的第一至第三引脚分别和第一PWM波信号输出端、第二PWM波信号输出端、参考电平输出端对应电气相连；
所述排母的第一至第三引脚分别和所述第一至第三输出端对应电气相连；
所述第一至第三输出端分别和所述第一至第三电极电气相连；
所述第一电极设置在鸟类头部的左侧中脑；
所述第二电极设置在鸟类头部的右侧中脑；
所述第三电极设置在鸟类头部的颅骨处。
作为本发明一种适用于鸟类野外在体实验的可穿戴辅助设备进一步的优化方案，所述第一PWM波信号输出端、第二PWM波信号输出端输出的均为80Hz的PWM波信号。
作为本发明一种适用于鸟类野外在体实验的可穿戴辅助设备进一步的优化方案，所述电刺激信号产生模块和所述电极转接装置之间的导线绕缠并固定在所述两根柔性铁丝中的一根上。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、本发明主体部分由柔性布料织就，便于鸟类穿戴，舒适性高。
2、固定部分由柔性铁丝及粘扣带构成，使得主体部分结构的稳定性增强，并且保证主体部分不会向上移动与松脱。
3、背载部分由主体部分对应于鸟类腹部和背部处的勾面和第一盒体、第二盒体配合装备和卸载，使得鸟类飞行试验所需户外飞行轨迹及脉搏在体同步记录装置与电刺激调控装置，以及CCD照相装置等各种装置能够被更合理的安置及使用，从而可以便捷有效的记录到鸟类飞行过程中的轨迹数据、脉搏数据、环境图片数据等多种数据。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明在鸟类身上的穿戴示意图。
图中，1-主体部分，2-柔性铁丝，3-粘扣带，4-主体部分对应于鸟类背部处的勾面，5-第二盒体，6-主体部分对应于鸟类腹部处的勾面，7-导线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
本发明可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本发明的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。
如图1和图2所示，本发明公开了一种适用于鸟类野外在体实验的可穿戴辅助设备，包括主体部分、固定部分和背载部分；
所述主体部分为呈U形设置的条状布带，其上设有供鸟类头部穿出的通孔，用于穿戴在鸟类身体上；
所述固定部分包括两根粘扣带和两根柔性铁丝，其中，所述两根柔性铁丝分别对应设置于主体部分两侧，用于调节主体部分的弯曲程度；所述两根粘扣带的两端分别和主体部分即U形条状布带的两端对应相连、形成环形束缚圈，用于将主体部分束缚在鸟类身体上；
所述背载部分包含GPS定位模块、电刺激调控装置和CCD照相装置；
所述CCD照相装置设置在主体部分对应于鸟类腹部处，用于拍摄鸟类的视野图像；
所述电刺激调控装置包括电刺激信号产生模块、安装在鸟类头部的电极转接装置、以及植入鸟类头部的第一至第三电极，所述电刺激信号产生模块通过所述电极转接装置和所述第一至第三电极电气相连；其中，所述电刺激信号产生模块设置在主体部分对应于鸟类背部处，用于产生频率、占空比可调的PWM波信号并将其传输至所述第一至第三电极，进而传导至鸟类头部深层部分。
所述主体部分由无弹性布料织成，长度根据鸟类的个体情况不同进行裁剪出，中部镂空出一个菱形，背部留出5cm余量，腹部留下6cm余量，用于布置背载部分，并在前后端部缝制线孔用于连接固定部分，另外主体人字带在电气连接密集时，由柔性导电织物编制，在电气连接不密集时，由粗麻布布料缝制，其中间穿插少量导线，用于布置电气连接部分；
所述主体部分对应于鸟类腹部和背部处均设有勾面，所述CCD照相装置设置在第一盒体中，所述GPS定位模块、电刺激信号产生模块设置在第二盒体中，所述第一盒体、第二盒体上均设有毛面，其中，第一盒体的毛面用于和主体部分对应于鸟类腹部处的勾面粘黏，第二盒体的毛面用于和主体部分对应于鸟类背部处的勾面粘黏。
所述电刺激信号产生模块包含第一PWM波信号输出端、第二PWM波信号输出端和参考电平输出端；
所述电极转接装置包含底板、排针和排母，所述底板覆盖在鸟类的头部，其面向鸟类头部的一面设有第一至第三输出端；所述排母设置在所述底板背向鸟类头部的一面；
所述排针、排母相互匹配，能够进行可拆卸式电气连接，且所述排针、排母均包含第一至第三引脚；
所述排针的第一至第三引脚分别和第一PWM波信号输出端、第二PWM波信号输出端、参考电平输出端对应电气相连；
所述排母的第一至第三引脚分别和所述第一至第三输出端对应电气相连；
所述第一至第三输出端分别和所述第一至第三电极电气相连；
所述第一电极设置在鸟类头部的左侧中脑；
所述第二电极设置在鸟类头部的右侧中脑；
所述第三电极设置在鸟类头部的颅骨处。
所述第一PWM波信号输出端、第二PWM波信号输出端输出的均为80Hz的PWM波信号。
所述电刺激信号产生模块和所述电极转接装置之间的导线绕缠并固定在所述两根柔性铁丝中的一根上。本发明提供的穿戴于鸟类身上的辅助装置，分为主体部分，固定部分，背载部分和电气连接部分，解决了野外试验中在鸟类身上背负多种装置以及电气连接的问题，便于多次试验以及鸟类飞行过程中多种数据的记录，从而明确鸟类运动飞行和导航等特点，有助于后期的鸟类机器人试验的开展及应用。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种适用于鸟类野外在体实验的可穿戴辅助设备，其特征在于，包括主体部分、固定部分和背载部分；
所述主体部分为呈U形设置的条状布带，其上设有供鸟类头部穿出的通孔，用于穿戴在鸟类身体上；
所述固定部分包括两根粘扣带和两根柔性铁丝，其中，所述两根柔性铁丝分别对应设置于主体部分两侧，用于调节主体部分的弯曲程度；所述两根粘扣带的两端分别和主体部分即U形条状布带的两端对应相连、形成环形束缚圈，用于将主体部分束缚在鸟类身体上；
所述背载部分包含GPS定位模块、电刺激调控装置和CCD照相装置；
所述GPS定位模块设置在主体部分对应于鸟类背部处，用于获得鸟类的坐标；
所述CCD照相装置设置在主体部分对应于鸟类腹部处，用于拍摄鸟类的视野图像；
所述电刺激调控装置包括电刺激信号产生模块、安装在鸟类头部的电极转接装置、以及植入鸟类头部的第一至第三电极，所述电刺激信号产生模块通过所述电极转接装置和所述第一至第三电极电气相连；其中，所述电刺激信号产生模块设置在主体部分对应于鸟类背部处，用于产生频率、占空比可调的PWM波信号并将其传输至所述第一至第三电极，进而传导至鸟类头部深层部分；
所述主体部分由无弹性布料织成，主体部分对应于鸟类腹部和背部处均设有勾面，所述CCD照相装置设置在第一盒体中，所述GPS定位模块、电刺激信号产生模块设置在第二盒体中，所述第一盒体、第二盒体上均设有毛面，其中，第一盒体的毛面用于和主体部分对应于鸟类腹部处的勾面粘黏，第二盒体的毛面用于和主体部分对应于鸟类背部处的勾面粘黏。
2.根据权利要求1所述的一种适用于鸟类野外在体实验的可穿戴辅助设备，其特征在于，所述电刺激信号产生模块包含第一PWM波信号输出端、第二PWM波信号输出端和参考电平输出端；
所述电极转接装置包含底板、排针和排母，所述底板覆盖在鸟类的头部，其面向鸟类头部的一面设有第一至第三输出端；所述排母设置在所述底板背向鸟类头部的一面；
所述排针、排母相互匹配，能够进行可拆卸式电气连接，且所述排针、排母均包含第一至第三引脚；
所述排针的第一至第三引脚分别和第一PWM波信号输出端、第二PWM波信号输出端、参考电平输出端对应电气相连；
所述排母的第一至第三引脚分别和所述第一至第三输出端对应电气相连；
所述第一至第三输出端分别和所述第一至第三电极电气相连；
所述第一电极设置在鸟类头部的左侧中脑；
所述第二电极设置在鸟类头部的右侧中脑；
所述第三电极设置在鸟类头部的颅骨处。
3.根据权利要求2所述的一种适用于鸟类野外在体实验的可穿戴辅助设备，其特征在于，所述第一PWM波信号输出端、第二PWM波信号输出端输出的均为80Hz的PWM波信号。
4.根据权利要求1所述的一种适用于鸟类野外在体实验的可穿戴辅助设备，其特征在于，所述电刺激信号产生模块和所述电极转接装置之间的导线绕缠并固定在所述两根柔性铁丝中的一根上。
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