CN112385610B - 一种用于生物触角感知机制研究的检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于生物触角感知机制研究的检测方法，所述检测方法应用于生物触角感知机制研究的检测装置，包括以下步骤：步骤S1、提供生物触角感知机制研究的检测装置；步骤S2、将生物固定在生物固定装置上，将试剂管放置在第一转盘的第一圆孔中，试剂管末端固定有衔铁，生物与信号采集装置连接；步骤S3、启动二维移动装置的两电机，利用滑台丝杆平台，使得二维移动装置的两卧式滚珠丝杆滑台机构带动第二旋转平台运动到指定位置；步骤S4、启动一维移动装置的电机，立式滚珠丝杆带动第一旋转平台移动到指定位置；本发明的一种用于生物触角感知机制研究的检测方法实现可用于建立生物触觉机制研究以及提高触觉实验的标准化程度。

Description

一种用于生物触角感知机制研究的检测方法

技术领域

本发明属于生物行为检测技术领域，具体涉及一种用于生物触角感知机制研究的检测方法。

背景技术

生物行为检测装置是连接生命科学和信息科学的桥梁，是生物行为发展必不可少的一种高级自动检测与观察装置。近年来，现代的生物行为检测技术正在逐渐趋于成熟，在检测对象、检测方法、监测参数、实验精确性和效率、成本上都有了质的突破，广泛应用与医学，分子生物学、生理学、神经科学等诸多研究领域。

对于生物触角感知的检测，常用方法是人工用试剂接触生物的触角，但是不可避免地，检测过程中存在人为因素，影响实验结果。为提高生物触角感知检测的准确性以及实验研究效率，提出了一种自动化的用于生物触角感知机制研究的检测装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于生物触角感知机制研究的检测方法，以解决背景技术中所提出的缺陷或问题。

为实现上述发明目的，本发明的实施例提供一种用于生物触角感知机制研究的检测方法，所述检测方法应用于生物触角感知机制研究的检测装置，其特征在于，所述生物触角感知机制研究的检测装置包括一种用于生物触角感知机制研究的检测装置，包括诱导切换模块、一维移动装置、生物触觉实验自动轮换模块、二维移动装置及触角位置对准模块；其中，所述诱导切换模块包括诱导物自动轮换装置以及诱导物自动伸缩装置；所述诱导物自动轮换装置包括第一旋转平台及置于第一旋转平台上的第一转盘，所述第一转盘上均匀开设m个用于放置试剂管的第一圆孔；所述诱导物自动伸缩装置包括齿轮、齿条和电磁吸铁，所述齿轮与齿条啮合连接，所述电磁吸铁由铁心、衔铁和线圈组成，所述衔铁套在试剂管上，所述电磁吸铁与齿条固定连接，所述铁心在线圈通电的情况下产生电磁吸力且与衔铁相吸，所述线圈断电，所述铁心在线圈断电的情况下磁力消失且与衔铁断开吸附，所述齿轮通过第一电机带动旋转，所述齿轮通过与齿条啮合带动电磁吸铁，所述电磁吸铁的铁心在线圈通电情况下吸附衔铁带动试剂管伸缩移动；所述试剂管内设置有液体试剂，所述液体试剂通过导线电性连接一信号采集装置的接地端，蜜蜂电性连接信号采集装置内数据采集卡的某一输入端，当蜜蜂触角和试剂接触时会产生电信号，所述数据采集卡通过所述数据采集卡的某一输入端采集生物电信号并将采集到的生物电信号传递给电脑；

所述生物触觉实验自动轮换模块采用在标准环境的实验生物自动轮换装置；所述实验生物自动轮换装置包括第二旋转平台及第二转盘，所述第二转盘上均匀开设n个用于放置生物固定装置的第二圆孔，每一所述第二圆孔内套接有一生物固定装置，所述生物固定装置用于放置实验生物；

所述触角位置对准模块包括图像采集处理装置以及角度调整装置；所述图像采集处理装置设于昆虫训练标准环境上方，所述图像采集处理装置包括工业相机以及对应的图像采集软件，所述工业相机实现对蜜蜂触角的位置进行拍照，所述对应的图像采集软件实现对采集图像的处理与分析，计算蜜蜂两触角中心线与生物固定装置参考线角度偏差；所述角度调整装置包括一微调装置，所述微调装置包括固定在生物固定装置下方的转接装置及动力装置，所述动力装置包括一直线旋转电机及一旋转调节工件，所述直线旋转电机用于实现直线运动和旋转运动，所述直线旋转电机与所述旋转调节工件固定，所述直线旋转电机的输出轴带动旋转调节工件沿直线方向实现与转接装置的对接与脱离，所述直线旋转电机的输出轴在所述旋转调节工件与转接装置完成对接时开始旋转运动，所述直线旋转电机的输出轴在旋转过程中调整上述计算得出的蜜蜂两触角中心线与生物固定装置参考线的角度偏差，将蜜蜂调整至便于与试剂接触的正确位置；所述转接装置用于连接生物固定装置与动力装置；所述一维移动装置选用立式滚珠丝杆滑台机构，所述二维移动装置为两个卧式滚珠丝杆滑台机构叠加而成；所述立式滚珠丝杆滑台机构和两个卧式滚珠丝杆滑台机构均通过第二电机进行驱动；所述检测方法具体包括以下步骤：

步骤S1、提供生物触角感知机制研究的检测装置；将旋转调节工件安装在直线旋转电机上，将生物固定装置与转接装置固定；

步骤S2、将蜜蜂固定在生物固定装置上，用导线将蜜蜂与信号采集装置内数据采集卡的某一输入端连接，遮住蜜蜂的视觉器官，将试剂管放置在第一转盘的第一圆孔中，末端固定有衔铁；

步骤S3、试剂管内存储的液体试剂通过导线连接数据采集装置的接地端，提供接地信号；蜜蜂电性连接信号采集装置内数据采集卡的某一输入端，当蜜蜂触角与试剂接触时会产生电信号，接触生物电信号主要由信号采集装置的数据采集卡采集，数据采集卡将采集的生物电信号传递给电脑；

步骤S4、启动二维移动装置的两第二电机，利用滑台丝杆平台，使得二维移动装置的两卧式滚珠丝杆滑台机构带动第二旋转平台运动到指定位置；

步骤S5、启动一维移动装置的第二电机，立式滚珠丝杆带动第一旋转平台移动到指定位置；

步骤S6、重复上述步骤，启动诱导物自动轮换装置的转动电机带动第一转盘旋转，将m个试剂管依次与蜜蜂触角接触实验，完成同一只蜜蜂触角对不同试剂的感知机制的研究；

步骤S7、重复上述步骤，启动实验生物自动轮换装置的转动电机带动第二转盘旋转，将n个蜜蜂依次与同一个试剂管接触进行实验，完成不同蜜蜂的触角对同一试剂的感知机制的研究。

进一步的，所述步骤S4还包括以下过程：

步骤S401、第二旋转平台旋转，带动第二转盘旋转，将生物固定装置转到其中一生物固定装置与第一转盘最下端的试剂管处于同一直线上；

步骤S402、工业相机对蜜蜂位置进行拍照，利用图像采集处理软件计算出蜜蜂两触角中心线与生物固定装置参考线角度偏差为α角；

步骤S403、直线旋转电机启动旋转一定角度后，直线旋转电机的输出轴向上运动，从而旋转调节工件对接转接装置，动力装置通过转接装置带动生物固定装置反向旋转α角后，直线旋转电机的输出轴向下运动，旋转调节工件收缩，与转接装置脱离，退回到安全位置。

进一步的，所述步骤S5还包括以下过程：

步骤S501、第一旋转平台转动，带动第一转盘转动，将其中一个试剂管转动到第一转盘最低点位置；

步骤S502、电磁吸铁的线圈通电，诱导物自动伸缩装置的第一电机启动，带动齿轮转动，齿轮传动给齿条，推动电磁吸铁的向前移动，电磁吸铁的铁心与衔铁吸合，从而，通过诱导物自动伸缩装置的第一电机旋转将衔铁及试剂管推出，推至与蜜蜂触角距离D的位置，第一电机停止，蜜蜂利用其自身触角的空间搜索特性随机在空间范围内运动，当蜜蜂与试剂管第一次接触时，数据采集卡记录与采集蜜蜂触角接触电信号并传递给电脑，同时工业相机拍摄记录触角的行为轨迹；

步骤S503、信号采集完毕后，诱导物自动伸缩装置的第一电机反转，将试剂管缩回，电磁吸铁断电，齿条退回至安全位置，第一电机停止。

优选的，所述步骤S1中，生物触角感知机制研究的检测装置在第一转盘上其中一个第一圆孔圆心处于最低处位置与电磁吸铁的轴心位置处于同一条水平线上。

进一步的，所述旋转调节工件通过一连接件固定连接在直线旋转电机输出轴上，所述旋转调节工件上具有一连接凸块。

优选的，所述生物固定装置上具有用于容纳实验生物的容纳腔，所述容纳腔为一通孔。

上述的，所述转接装置的上端固定连接在容纳腔的下方，所述转接装置的下方具有与连接凸块相匹配的连接槽。

进一步的，所述一维移动装置与所述诱导物自动轮换装置的第一旋转平台连接，所述一维移动装置带动第一旋转平台沿Z轴方向移动，所述二维移动装置与实验生物自动轮换装置的第二旋转平台连接，所述二维移动装置带动第二旋转平台沿X轴和Y轴方向移动。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

（1）本发明的生物触角感知机制研究的检测方法基于用于生物触角感知机制研究的检测装置，检测装置包括诱导切换模块、生物触觉实验自动轮换模块、触角位置对准模块三部分组成；其中：诱导切换模块，通过诱导物自动轮换与自动伸缩两个部分的配合作用，能够实现不同诱导模式在实验过程中的自主切换；触角位置对准模块主要由图像采集处理装置以及角度调整装置两部分构成，通过图像采集处理装置计算获得生物触角基线位置偏差，并通过角度调整装置实现纠偏，能够确保生物一对触角基线方向与参考线保持一致；同时，生物触觉实验自动轮换模块，实现了实验生物在标准环境内的自动轮换；因此，该装置及方法实现可用于建立生物触觉机制研究以及提高触觉实验的标准化程度。

（2）本发明的生物触角感知机制研究的检测方法，通过一维移动装置对诱导物自动轮换装置的位置进行调整，通过第一旋转平台旋转带动第一转盘旋转不断轮换第一转盘最低位置的m个试剂管，通过诱导物自动伸缩装置将试剂管推出从而与生物固定装置中的实验生物进行接触；同时，通过二维移动装置对生物触觉实验自动轮换模块调整X轴方向和Y轴方向的位置，整体调整生物触觉实验自动轮换模块的位置，并通过第二旋转平台调整对准最低端试剂管的生物固定装置，从而实现轮换n个生物固定装置，自动化程度高，实现标准化研究。

（3）本发明的一种用于生物触角感知机制研究的检测方法通过诱导切换模块、生物触觉实验自动轮换模块的设置，实现多个实验生物对同一种试剂进行实验，同时，也能够是实现单一实验生物对多种试剂的研究实验，适用性广，适用方便。

（4）本发明实现生物触角接触时的电生理信号采集以及实现接触过程中的行为图像采集，从而来研究分析生物的触觉—行为机制。该发明采用图像采集处理的方法计算判断生物触角的位置，精度更高。在触角感知检测过程中，生物利用自己的触觉器官主动接触试剂，排除人为因素，该生物行为检测装置能够同时采集生物电信号以及记录触觉器官的行为轨迹。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明中生物触觉实验自动轮换模块的结构示意图；

图3为本发明中诱导切换模块的结构示意图；

图4为本发明中转接装置与生物固定装置的连接图；

图5为本发明中转接装置的结构示意图；

图6为本发明中旋转调节工件的结构示意图；

图7为本发明中蜜蜂位置偏差图像示意图。

附图标记说明：100、一维移动装置；200、诱导切换模块；201、第一旋转平台；202、第一转盘；203、试剂管；204、衔铁；205、齿条；206、齿轮；207、电磁吸铁；208、第一电机；209、固定块；210、滑动丝杆平台；300、生物触觉实验自动轮换模块；301、第二转盘；302、第二旋转平台；303、生物固定装置；304、滚动轴承；305、滑动丝杆平台；400、二维移动装置；410、卧式滚珠丝杆滑台机构；420、卧式滚珠丝杆滑台机构；411、滑块；412、丝杆；413、联轴器；414、第二电机；415、轴承；416、底座；500、角度调整装置；510、直线旋转电机；520、旋转调节工件；521、连接凸块；530、转接装置；531、连接槽；540、连接件。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作为广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，一种用于生物触角感知机制研究的检测装置，包括诱导切换模块200、一维移动装置100、生物触觉实验自动轮换模块300、二维移动装置400及触角位置对准模块。

其中，所述诱导切换模块200包括诱导物自动轮换装置以及诱导物自动伸缩装置；所述诱导物自动轮换装置包括第一旋转平台201及置于第一旋转平台上的第一转盘202，所述第一转盘202上均匀开设m个用于放置试剂管203的第一圆孔，所述试剂管203的末端套接有衔铁204；所述诱导物自动伸缩装置包括齿轮206、齿条205和电磁吸铁207，所述齿轮206与齿条205啮合连接，所述电磁吸铁207与齿条205固定连接，所述齿轮206通过第一电机208带动旋转，所述齿轮206通过齿条205带动电磁吸铁207，所述电磁吸铁207包括线圈、铁心和可分离连接在铁心上的衔铁204，所述电磁吸铁207的铁心在线圈通电的情况下，铁心吸附衔铁204带动试剂管203伸缩移动；所述电磁吸铁207的铁心在线圈断电的情况下，铁心磁力消失，与衔铁断开吸附；在本发明的实施例中，第一旋转平台201的一侧设置有用于调整第一旋转平台201高度的一维移动装置100，一维移动装置100与第一旋转平台连接，一维移动装置100带动第一旋转平台201沿Z轴方向移动；实现了通过控制一维移动装置100带动整个诱导切换模块200的上下移动，从而实现将第一转盘202上其中一个第一圆孔圆心处于最低处位置与电磁吸铁207的轴心位置处于同一条水平线上；自动化程度高；具体的，所述一维移动装置100选用立式滚珠丝杆滑台机构。

如图3所示为诱导物自动轮换装置，具体地，在本实施例中，第一转盘202与电动分度盘旋转台（第一旋转平台201）通过滑动丝杆平台210同轴心装配，第一转盘202的直径为300mm，高为30mm，在距离第一转盘202圆心132mm处，圆周阵列出m个第一圆孔，这m个第一圆孔的直径为5mm。

在本发明进一步的实施例中，第一转盘202的第一圆孔中都插入试剂管203，试剂管203长160mm且直径为4.2mm。试剂管203贯穿第一转盘202，且在试剂管203的末端连接内径8mm，外径12mm的衔铁204。

如图3所示为诱导物自动伸缩装置，具体地，在本实施例中，衔铁212固定在试剂管203的末端，电磁吸铁207与齿条205的端部固定连接，可采用螺栓等方式进行固定连接，且电磁吸铁207的轴心位置与第一转盘202上其中一个第一圆孔圆心处于最低处位置在同一条水平线上。齿轮206通过联轴器与第一电机208连接，由第一电机208带动齿轮206旋转。在本实施例中，齿条205装配在固定块209上，固定块209固定于一维移动装置100上。

其中，如图2所示，所述生物触觉实验自动轮换模块300采用在标准环境的实验生物自动轮换装置；所述实验生物自动轮换装置包括第二旋转平台302及第二转盘301，所述第二转盘301上均匀开设n个用于放置生物固定装置303的第二圆孔，所述生物固定装置303用于放置实验生物，本发明中，实验生物可以是蜜蜂等。在本发明的实施例中，生物固定装置303以及第二转盘301都采用ABS塑料材质，为了生物固定装置303能够转动，在第二转盘301的第二圆孔内装配一个滚动轴承304，生物固定装置303与转接装置530固定，转接装置530与滚动轴承304配合。所述第二旋转平台302的下方设置有一用于驱动第二旋转平台302X轴方向及Y轴方向移动的二维移动装置400，二维移动装置400与实验生物自动轮换装置的第二旋转平台302连接，二维移动装置400带动第二旋转平台302沿X轴和Y轴方向移动；通过二维移动装置400的设置，实现了在X轴和Y轴方向对整个实验生物自动轮换装置进行位置调整，从而实现试剂管能够准确对准某一生物固定装置303内所固定的实验生物；二维移动装置400为两个卧式滚珠丝杆滑台机构（410、420）叠加而成。具体地，在本实施例中，两个卧式滚珠丝杆滑台机构（410、420）之间通过滑块411叠加，两个卧式滚珠丝杆滑台机构（410、420）垂直放置。卧式滚珠丝杆滑台机构（410、420）的底座设计为长500mm，宽140mm，导轨间距135mm，导轨长300mm，高10mm。丝杆412与联轴器413、第二电机414、轴承415同轴心装配，轴承415固定在底座416上。滚动轴承415的型号为 618-8 GB 276-94，内径为8mm，外径为16mm。第二电机414选择57电机，尺寸为56*76mm。在进一步的实施例中，丝杆412带动滑动丝杆平台303移动，滑动丝杆平台303的台面与电动分度盘旋转台（第二旋转平台302）的台面重合，电动分度盘旋转台（第二旋转平台302）的直径为150mm，第二转盘301上的圆孔直径为10mm，距离第二转盘301中心54mm处圆周阵列n个第二圆孔。在本发明中，第一圆孔和第二圆孔的个数可以由实验中所需要试剂管的个数和实验生物的个数决定，在本发明中不作限定。

优选的，二维移动装置400在上端的卧式滚珠丝杆滑台机构410的上方设置有一滑动丝杆平台305，滑动丝杆平台305设置为L形结构。在本发明的实施例中，第二转盘301由电动分度盘旋转台（第二旋转平台302）通过滑动丝杆平台305连接且同轴配合，电动分度盘旋转台的转动电机通过联轴器与电动分度盘旋转台（第二旋转平台302）连接，当转动电机启动，电动分度盘旋转台（第二旋转平台302）旋转，带动第二转盘301旋转。

所述触角位置对准模块包括图像采集处理装置以及角度调整装置；所述图像采集处理装置设于昆虫训练标准环境上方，所述图像采集处理装置包括工业相机以及对应的图像采集软件，所述工业相机对蜜蜂触角的位置进行拍照，所述对应的图像采集软件实现对采集图像的处理与分析，计算蜜蜂两触角中心线与生物固定装置参考线角度偏差；在本实施例中，工业相机为大恒MER-500-7UM相机，所对应的图像采集软件为matlab软件。所述角度调整装置500包括一微调装置，所述微调装置包括固定在生物固定装置303下方的转接装置530及动力装置，所述动力装置包括一直线旋转电机510及一旋转调节工件520，所述转接装置530用于连接生物固定装置303与动力装置。优选的，本发明中采用直线旋转电机510，直线旋转电机510带动旋转调节工件520上下直线运动，从而实现与转接装置530的对接，另外，在与转接装置530对接时，直线旋转电机510带动旋转调节工件520进行旋转运动，从而实现带动转接装置530及固定在转接装置530上方生物固定装置303进行一定角度旋转，实现矫正蜜蜂头部位置偏差的作用。

如图7所示为蜜蜂位置偏差图像示意图，具体地，在本实施例中，工业相机对蜜蜂位置拍照，通过对应的图像采集程序对图像进行处理，计算出生物（蜜蜂）两触角中心线与生物固定装置参考线角度位置的偏差α角度。

如图4所示为生物固定装置303与转接装置530的连接图，图5所示为转接装置530，生物固定装置303上具有用于容纳实验生物的容纳腔，容纳腔为一通孔。具体的，如图6所示为旋转调节工件520，旋转调节工件520通过一连接件540固定连接在直线旋转电机510输出轴上，所述旋转调节工件520上具有一连接凸块521。所述转接装置530的上端固定连接在容纳腔的下方，可行的，转接装置530与生物固定装置303可采用一体成型方式、卡扣连接方式、对接方式或螺栓连接方式等进行连接的，所述转接装置530的下方具有与连接凸块521相匹配的连接槽531。该转接装置530上部分设置半圆凹槽，用来和生物固定装置303连接，起到固定作用，下端同样设置连接槽531也设置成半圆形结构，该半圆连接槽531与动力装置上端半圆形结构的连接凸块521对接，便于动力装置带动转接装置530及生物固定装置303旋转且不打滑。而生物固定装置303的上端设计为标准半圆，相机对半圆位置拍照便于确定蜜蜂微调前的初始位置。

具体地，连接件540与直线旋转电机510连接，带动旋转调节工件520旋转上升，当旋转调节工件520上端与转接装置530的下端连接槽531接触时，连接件540与旋转调节工件520同步旋转，从而对实验蜜蜂位置进行纠偏。当进行实验蜜蜂轮换时，直线旋转电机510反转，带动旋转调节工件520旋转下降，回到轮换时的安全位置。优选的，本发明中，旋转调节工件520的下端设置为轴状，连接件540可选用联轴器，将旋转调节工件520与直线旋转电机510的输出轴相连接。

在本实施例中，试剂管203内设置有液体试剂，液体试剂通过导线电性连接一信号采集装置的接地端，蜜蜂电性连接信号采集装置内数据采集卡的某一输入端，当蜜蜂和试剂接触时会产生电信号，所述数据采集卡采集生物电信号并将采集到的生物电信号传递给电脑。

一种用于生物触角感知机制研究的检测方法，如下所示：

步骤S1、提供生物触角感知机制研究的检测装置；将旋转调节工件520安装在直线旋转电机510上，将生物固定装置303与转接装置530固定。

步骤S2、将蜜蜂固定在生物固定装置303上，用导线将蜜蜂与信号采集装置内数据采集卡的某一输入端连接，遮住蜜蜂的视觉器官，将试剂管203放置在第一转盘202的第一圆孔中，末端固定有衔铁204。

步骤S3、试剂管内的液体试剂与信号采集装置的接地端用导线连接，提供接地信号；接触生物电信号主要由信号采集装置的数据采集卡采集，数据采集卡将采集的生物电信号传递给电脑；

S4、启动二维移动装置400的两第二电机414，利用滑台丝杆平台305，使得二维移动装置400的两卧式滚珠丝杆滑台机构（410、420）带动第二旋转平台302运动到指定位置；

具体的，步骤S401、第二旋转平台302旋转，带动第二转盘301旋转，将生物固定装置303转到其中一生物固定装置303与第一转盘202最下端的试剂管204处于同一直线上；

步骤S402、工业相机对蜜蜂位置进行拍照，利用对应图像采集处理软件计算出蜜蜂两触角中心线与固定装置参考线角度偏差为α角；

步骤S403、直线旋转电机510启动旋转一定角度后，直线旋转电机510的输出轴向上运行，从而旋转调节工件520对接转接装置530，动力装置通过转接装置530带动生物固定装置303反向旋转α角后，直线旋转电机的输出轴向下收缩，旋转调节工件520收缩，与转接装置脱离，退回到安全位置。

步骤S5、启动一维移动装置的第二电机414，立式滚珠丝杆带动第一旋转平台201移动到指定位置。

步骤S5具体如下：

步骤S501、第一旋转平台201转动，带动第一转盘202转动，将其中一个试剂管203转动到第一转盘202最低点位置；

步骤S502、电磁吸铁207通电，诱导物自动伸缩装置的第一电机208启动，带动齿轮206转动，齿轮206传动给齿条205，推动电磁吸铁207向前移动，电磁吸铁207与衔铁204吸合，从而，通过诱导物自动伸缩装置的第一电机208旋转将衔铁204及试剂管203推出，推至与蜜蜂触角距离D（D数值很小）的位置，第一电机208停止，蜜蜂利用其自身触角的空间搜索特性随机在空间范围内运动，当蜜蜂与试剂管203第一次接触时，数据采集卡记录与采集蜜蜂触角接触电信号并传递给电脑，同时，工业相机拍摄记录触角的行为轨迹；

步骤S503、接触后，诱导物自动伸缩装置的第一电机208反转，将试剂管203缩回，电磁吸铁207断电，齿条205退回安全位置，第一电机208停止。

步骤S6、重复上述步骤，启动诱导物自动轮换装置的电动分度盘旋转台带动第一转盘202旋转，将m个试剂管203依次与蜜蜂触角接触实验，完成同一只蜜蜂触角对不同试剂的感知机制的研究。在本实施例的图中，可见m=8。

步骤S7、重复上述步骤，启动实验生物自动轮换装置的电动分度盘旋转台带动第二转盘301旋转，将n个蜜蜂依次与同一个试剂管203接触进行实验，完成不同蜜蜂的触角对同一试剂的感知机制的研究。在本实施例的图中，可见n=10。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于生物触角感知机制研究的检测方法，所述检测方法应用于生物触角感知机制研究的检测装置，其特征在于，所述生物触角感知机制研究的检测装置包括一种用于生物触角感知机制研究的检测装置，包括诱导切换模块、一维移动装置、生物触觉实验自动轮换模块、二维移动装置及触角位置对准模块；其中，所述诱导切换模块包括诱导物自动轮换装置以及诱导物自动伸缩装置；所述诱导物自动轮换装置包括第一旋转平台及置于第一旋转平台上的第一转盘，所述第一转盘上均匀开设m个用于放置试剂管的第一圆孔；所述诱导物自动伸缩装置包括齿轮、齿条和电磁吸铁，所述齿轮与齿条啮合连接，所述电磁吸铁由铁心、衔铁和线圈组成，所述衔铁套在试剂管上，所述电磁吸铁与齿条固定连接，所述铁心在线圈通电的情况下产生电磁吸力且与衔铁相吸，所述线圈断电，所述铁心在线圈断电的情况下磁力消失且与衔铁断开吸附，所述齿轮通过第一电机带动旋转，所述齿轮通过与齿条啮合带动电磁吸铁，所述电磁吸铁的铁心在线圈通电情况下吸附衔铁带动试剂管伸缩移动；所述试剂管内设置有液体试剂，所述液体试剂通过导线电性连接一信号采集装置的接地端，蜜蜂电性连接信号采集装置内数据采集卡的某一输入端，当蜜蜂触角和试剂接触时会产生电信号，所述数据采集卡通过所述数据采集卡的某一输入端采集生物电信号并将采集到的生物电信号传递给电脑；

所述生物触觉实验自动轮换模块采用在标准环境的实验生物自动轮换装置；所述实验生物自动轮换装置包括第二旋转平台及第二转盘，所述第二转盘上均匀开设n个用于放置生物固定装置的第二圆孔，每一所述第二圆孔内套接有一生物固定装置，所述生物固定装置用于放置实验生物；

所述触角位置对准模块包括图像采集处理装置以及角度调整装置；所述图像采集处理装置设于昆虫训练标准环境上方，所述图像采集处理装置包括工业相机以及对应的图像采集软件，所述工业相机实现对蜜蜂触角的位置进行拍照，所述对应的图像采集软件实现对采集图像的处理与分析，计算蜜蜂两触角中心线与生物固定装置参考线角度偏差；所述角度调整装置包括一微调装置，所述微调装置包括固定在生物固定装置下方的转接装置及动力装置，所述动力装置包括一直线旋转电机及一旋转调节工件，所述直线旋转电机用于实现直线运动和旋转运动，所述直线旋转电机与所述旋转调节工件固定，所述直线旋转电机的输出轴带动旋转调节工件沿直线方向实现与转接装置的对接与脱离，所述直线旋转电机的输出轴在所述旋转调节工件与转接装置完成对接时开始旋转运动，所述直线旋转电机的输出轴在旋转过程中调整上述计算得出的蜜蜂两触角中心线与生物固定装置参考线的角度偏差，将蜜蜂调整至便于与试剂接触的正确位置；所述转接装置用于连接生物固定装置与动力装置；所述一维移动装置选用立式滚珠丝杆滑台机构，所述二维移动装置为两个卧式滚珠丝杆滑台机构叠加而成；所述立式滚珠丝杆滑台机构和两个卧式滚珠丝杆滑台机构均通过第二电机进行驱动；所述检测方法具体包括以下步骤：

步骤S1、提供生物触角感知机制研究的检测装置；将旋转调节工件安装在直线旋转电机上，将生物固定装置与转接装置固定；

步骤S2、将蜜蜂固定在生物固定装置上，用导线将蜜蜂与信号采集装置内数据采集卡的某一输入端连接，遮住蜜蜂的视觉器官，将试剂管放置在第一转盘的第一圆孔中，末端固定有衔铁；

步骤S3、试剂管内存储的液体试剂通过导线连接数据采集装置的接地端，提供接地信号；蜜蜂电性连接信号采集装置内数据采集卡的某一输入端，当蜜蜂触角与试剂接触时会产生电信号，接触生物电信号由信号采集装置的数据采集卡采集，数据采集卡将采集的生物电信号传递给电脑；

步骤S4、启动二维移动装置的两第二电机，利用滑台丝杆平台，使得二维移动装置的两卧式滚珠丝杆滑台机构带动第二旋转平台运动到指定位置；

步骤S5、启动一维移动装置的第二电机，立式滚珠丝杆带动第一旋转平台移动到指定位置；

步骤S6、重复上述步骤，启动诱导物自动轮换装置中电动分度盘旋转台的转动电机带动第一转盘旋转，将m个试剂管依次与蜜蜂触角接触实验，完成同一只蜜蜂触角对不同试剂的感知机制的研究；

步骤S7、重复上述步骤，启动实验生物自动轮换装置中电动分度盘旋转台的转动电机带动第二转盘旋转，将n个蜜蜂依次与同一个试剂管接触进行实验，完成不同蜜蜂的触角对同一试剂的感知机制的研究。

2.根据权利要求1所述的一种用于生物触角感知机制研究的检测方法，其特征在于，所述步骤S4还包括以下过程：

步骤S401、第二旋转平台旋转，带动第二转盘旋转，将生物固定装置转到其中一生物固定装置与第一转盘最下端的试剂管处于同一直线上；

步骤S402、工业相机对蜜蜂位置进行拍照，利用图像采集处理软件计算出蜜蜂两触角中心线与生物固定装置参考线角度偏差为α角；

步骤S403、直线旋转电机启动旋转一定角度后，直线旋转电机的输出轴向上运动，从而旋转调节工件对接转接装置，动力装置通过转接装置带动生物固定装置反向旋转α角后，直线旋转电机的输出轴向下运动，旋转调节工件收缩，与转接装置脱离，退回到安全位置。

3.根据权利要求1所述的一种用于生物触角感知机制研究的检测方法，其特征在于，所述步骤S5还包括以下过程：

步骤S501、第一旋转平台转动，带动第一转盘转动，将其中一个试剂管转动到第一转盘最低点位置；

步骤S502、电磁吸铁的线圈通电，诱导物自动伸缩装置的第一电机启动，带动齿轮转动，齿轮传动给齿条，推动电磁吸铁的向前移动，电磁吸铁的铁心与衔铁吸合，从而，通过诱导物自动伸缩装置的第一电机旋转将衔铁及试剂管推出，推至与蜜蜂触角距离D的位置，第一电机停止，蜜蜂利用其自身触角的空间搜索特性随机在空间范围内运动，当蜜蜂与试剂管第一次接触时，数据采集卡记录与采集蜜蜂触角接触电信号并传递给电脑，同时工业相机拍摄记录触角的行为轨迹；

步骤S503、信号采集完毕后，诱导物自动伸缩装置的第一电机反转，将试剂管缩回，电磁吸铁断电，齿条退回至安全位置，第一电机停止。

4.根据权利要求3所述的一种用于生物触角感知机制研究的检测方法，其特征在于，所述步骤S1中，生物触角感知机制研究的检测装置在第一转盘上其中一个第一圆孔圆心处于最低处位置与电磁吸铁的轴心位置处于同一条水平线上。

5.根据权利要求1所述的一种用于生物触角感知机制研究的检测方法，其特征在于，所述旋转调节工件通过一连接件固定连接在直线旋转电机输出轴上，所述旋转调节工件上具有一连接凸块。

6.根据权利要求5所述的一种用于生物触角感知机制研究的检测方法，其特征在于，所述生物固定装置上具有用于容纳实验生物的容纳腔，所述容纳腔为一通孔。

7.根据权利要求6所述的一种用于生物触角感知机制研究的检测方法，其特征在于，所述转接装置的上端固定连接在容纳腔的下方，所述转接装置的下方具有与连接凸块相匹配的连接槽。

8.根据权利要求1所述的一种用于生物触角感知机制研究的检测方法，其特征在于，所述一维移动装置与所述诱导物自动轮换装置的第一旋转平台连接，所述一维移动装置带动第一旋转平台沿Z轴方向移动，所述二维移动装置与实验生物自动轮换装置的第二旋转平台连接，所述二维移动装置带动第二旋转平台沿X轴和Y轴方向移动。

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