CN112568190B - 一种面向小型昆虫应用的环境更换与生物采集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种面向小型昆虫应用的环境更换与生物采集装置，包括养殖箱、饲养盘、二氧化碳浓度控制系统和采集机构；养殖箱内设有容纳腔，养殖箱设有可开闭的前盖；饲养盘以可移动的方式安装于容纳腔内，饲养盘用于经前盖进行取放；二氧化碳浓度控制系统与容纳腔连接导通，二氧化碳浓度控制系统用于输送二氧化碳至容纳腔内；采集机构设于容纳腔内，采集机构用于吸引和采集饲养盘饲养的昆虫；所以在输入二氧化碳后能够降低昆虫的活性，从而便于进行环境更换和昆虫的收集，切实解决了现有技术在更换环境和收集昆虫时容易出现样品损伤的问题。
Description
技术领域
本发明涉及生物实验技术领域，特别涉及一种面向小型昆虫应用的环境更换与生物采集装置。
背景技术
基于小型昆虫的仿生机器人研究在机器人领域占据了重要地位，该类机器人不仅需要汇集结构设计、自动控制、微电子等技术于一身，更需要对小型昆虫的生物性状具有足够的认知。为了充分研究小型昆虫的生物性状，不可避免地需要饲养、采集足够的生物样本来进行生物实验，以此获取生物数据。
然而，目前针对小型昆虫的环境更换、生物采集方法均依托于人工徒手进行，这种方式不仅耗时费力且采集效率低，而且在采集的过程中极有可能会对小型昆虫的生理与活性造成不可逆转的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种面向小型昆虫应用的环境更换与生物采集装置，以解决现有技术在更换环境和收集昆虫时容易出现样品损伤的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种面向小型昆虫应用的环境更换与生物采集装置，包括养殖箱、饲养盘、二氧化碳浓度控制系统和采集机构；所述养殖箱内设有容纳腔，所述养殖箱设有可开闭的前盖；所述饲养盘以可移动的方式安装于所述容纳腔内，所述饲养盘用于经所述前盖进行取放；所述二氧化碳浓度控制系统与所述容纳腔连接导通，所述二氧化碳浓度控制系统用于输送二氧化碳至所述容纳腔内；所述采集机构设于所述容纳腔内，所述采集机构用于吸引和采集所述饲养盘饲养的昆虫。
在其中一个实施例中，所述容纳腔的内底面设有导向轨和推盘机构；所述导向轨的延伸方向朝向所述前盖，所述导向轨上安装有可移动的托盘，所述饲养盘设于所述托盘上；所述推盘机构与所述托盘连接，所述推盘机构用于带动所述托盘经所述前盖移进和移出所述容纳腔。
在其中一个实施例中，所述推盘机构包括连杆、曲柄和推盘电机；所述连杆的一端与所述托盘远离所述前盖的一侧铰接，所述连杆的另一端与所述曲柄铰接，所述曲柄的另一端与所述推盘电机连接，所述推盘电机的转动用于带动所述连杆和所述曲柄进行曲轴运动，以此带动所述托盘移进和移出所述容纳腔。
在其中一个实施例中，所述二氧化碳浓度控制系统包括气孔板、通气管、二氧化碳供给源和风机；所述气孔板连通所述容纳腔的内外；所述通气管置于所述容纳腔外，所述通气管的一端与所述气孔板连接导通，所述通气管的另一端与所述二氧化碳供给源连接导通；所述风机设于所述容纳腔内，所述风机用于抽取二氧化碳填充于所述容纳腔内。
在其中一个实施例中，所述采集机构包括采集孔隔板、采集管和吸引件；所述采集孔隔板设于所述容纳腔的底部，所述采集孔隔板导通所述容纳腔的内外；所述采集管置于所述容纳腔外，所述采集管与所述采集孔隔板的孔位连接导通；所述吸引件设于采集孔隔板的上方，所述吸引件用于吸引昆虫靠近。
在其中一个实施例中，所述采集机构还包括气缸和固定杆，所述气缸与所述固定杆连接，所述固定杆呈竖向布置，多个所述吸引件从上往下依序设于所述固定杆上，所述气缸用于驱动所述固定杆产生振动，以此振动吸引的昆虫掉落至所述采集管内。
在其中一个实施例中，所述采集机构还包括可升降的卷帘，所述卷帘的升降用于控制所述采集机构与所述容纳腔的通闭。
在其中一个实施例中，所述卷帘包括帘轴、帘幕和传动机组，所述帘轴置于吸引件外的上方，所述帘幕连接于所述帘轴上，所述传动机组驱动所述帘轴自转，所述帘轴的自转用于控制所述帘幕的收放，所述帘幕的下放用于阻隔所述吸引件与所述容纳腔之间的导通。
在其中一个实施例中，所述帘幕为透气帘幕。
本发明的有益效果如下：
由于所述二氧化碳浓度控制系统与所述容纳腔连接导通，所述二氧化碳浓度控制系统用于输送二氧化碳至所述容纳腔内，所以在输入二氧化碳后能够降低昆虫的活性，从而便于进行环境更换和昆虫的收集，切实解决了现有技术在更换环境和收集昆虫时容易出现样品损伤的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明环境更换与生物采集装置实施例提供的结构示意图；
图2是图1的剖视结构示意图一；
图3是图1的采集机构局部结构示意图；
图4是图1的俯视结构示意图；
图5是图1的侧视透视结构示意图；
图6是图1的采集孔隔板设置结构示意图；
图7是图1的饲养盘设置方式结构示意图；
图8是图1的推盘机构与托盘连接结构示意图；
图9是图1的剖视结构示意图二。
附图标记如下：
10、养殖箱；11、容纳腔；12、前盖；13、导向轨；14、推盘机构；141、连杆；142、曲柄；143、推盘电机；15、托盘；
20、饲养盘；
30、二氧化碳浓度控制系统；31、气孔板；32、通气管；33、风机；
40、采集机构；41、采集孔隔板；42、采集管；43、吸引件；44、气缸；45、固定杆；46、卷帘；461、帘轴；462、帘幕；47、传动机组；471、传动电机；472、主动齿轮；473、从动齿轮；474、带轮；475、同步带。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明提供了一种面向小型昆虫应用的环境更换与生物采集装置，其实施例如图1、图2和图4所示，包括养殖箱10、饲养盘20、二氧化碳浓度控制系统30和采集机构40；养殖箱10内设有容纳腔11，养殖箱10设有可开闭的前盖12；饲养盘20以可移动的方式安装于容纳腔11内，饲养盘20用于经前盖12进行取放；二氧化碳浓度控制系统30与容纳腔11连接导通，二氧化碳浓度控制系统30用于输送二氧化碳至容纳腔11内；采集机构40设于容纳腔11内，采集机构40用于吸引和采集饲养盘20饲养的昆虫。
在进行应用时，昆虫将在饲养盘20内进行饲养；若需要对饲养环境进行更换，则可开启采集机构40对昆虫进行吸引，引导昆虫离开饲养盘20，然后控制二氧化碳浓度控制系统30输入二氧化碳至容纳腔11内，以此降低昆虫的活性，从而便于将饲养盘20经前盖12拉出进行饲养环境的变更；而在需要对昆虫进行采集时，只需利用采集机构40对昆虫进行采集便可。
所以此方案能够在输入二氧化碳后能够降低昆虫的活性，从而便于进行环境更换和昆虫的收集，切实解决了现有技术在更换环境和收集昆虫时容易出现样品损伤的问题。
如图2、图7和图9所示，容纳腔11的内底面设有导向轨13和推盘机构14；导向轨13的延伸方向朝向前盖12，导向轨13上安装有可移动的托盘15，饲养盘20设于托盘15上；推盘机构14与托盘15连接，推盘机构14用于带动托盘15经前盖12移进和移出容纳腔11。
在进行应用时，若推盘机构14对托盘15施加推力，将会推动托盘15和饲养盘20一同移向前盖12，在推动前盖12打开后，饲养盘20将会移动至容纳腔11外，从而便于实现饲养环境的更换；而在饲养环境更换完毕后，推盘机构14带动托盘15和饲养盘20移回容纳腔11内，前盖12将自动关闭，从而确保了饲养环境的封闭。
如图2、图7、图8和图9所示，推盘机构14包括连杆141、曲柄142和推盘电机143；连杆141的一端与托盘15远离前盖12的一侧铰接，连杆141的另一端与曲柄142铰接，曲柄142的另一端与推盘电机143连接，推盘电机143的转动用于带动连杆141和曲柄142进行曲轴运动，以此带动托盘15移进和移出容纳腔11。
此时推盘电机143的输出轴与曲柄142的一端连接固定，所以当推盘电机143启动后，曲柄142将以推盘电机143的输出轴为转动中心进行自转，从而实现了曲柄142与连杆141配合的曲轴运动，即在曲柄142与连杆141形成伸展状态时，则可实现推盘操作，在曲柄142与连杆141形成收缩状态时，则可实现收盘操作。
如图1和图2所示，二氧化碳浓度控制系统30包括气孔板31、通气管32、二氧化碳供给源(未示出)和风机33；气孔板31连通容纳腔11的内外；通气管32置于容纳腔11外，通气管32的一端与气孔板31连接导通，通气管32的另一端与二氧化碳供给源连接导通；风机33设于容纳腔11内，风机33用于抽取二氧化碳填充于容纳腔11内。
在进行应用时，二氧化碳供给源用于提供二氧化碳，二氧化碳将流经通气管32和气孔板31后进入至容纳腔11内，而风机33用于在容纳腔11内进行抽气操作，则加速了抽取二氧化碳至容纳腔11内，实现了二氧化碳在容纳腔11内的快速填充。
需要指出，二氧化碳浓度控制系统30可从上下两个方向进行二氧化碳的输送，图2所示为从下方实现输送，而从上方实现输送的方式与从下方实现输送的方式一致，故此不再进行图示。
如图1至图6所示，采集机构40包括采集孔隔板41、采集管42和吸引件43；采集孔隔板41设于容纳腔11的底部，采集孔隔板41导通容纳腔11的内外；采集管42置于容纳腔11外，采集管42与采集孔隔板41的孔位连接导通；吸引件43设于采集孔隔板41的上方，吸引件43用于吸引昆虫靠近。
在进行应用时，若启动吸引件43进行工作，饲养盘20内饲养的昆虫将会被吸引至吸引件43的附近，此操作便于进行昆虫的收集以及饲养环境的更换；特别在进行昆虫收集的过程中，昆虫被吸引至吸引件43附近后，昆虫将可经采集孔隔板41进入至采集管42，从而提高了昆虫采集的便捷性。
其中，吸引件43可具有多种选择，譬如吸引件43可以是发出某种特定波长的光源，以吸引某种特定的昆虫，吸引件43也可以是一个容器，用于放置能够发出某种气味的溶剂，以吸引其他特定的昆虫，所以吸引件43的选择并不限定，具体应根据饲养的昆虫进行选取。
如图1、图3和图5所示，采集机构40还包括气缸44和固定杆45，气缸44与固定杆45连接，固定杆45呈竖向布置，多个吸引件43从上往下依序设于固定杆45上，气缸44用于驱动固定杆45产生振动，以此振动吸引的昆虫掉落至采集管42内。
在利用多个吸引件43从上往下布置后，则增大了对昆虫吸引的空间，从而便于一次性进行大量昆虫的吸引；而此时若气缸44驱动固定杆45进行振动，被吸引的昆虫将可掉落至采集管42内，需要指出，此时为了提高收集效率，可利用二氧化碳浓度控制系统30输入定量的二氧化碳，在昆虫降低活性后，昆虫将不会抓紧吸引件43，从而使得昆虫掉落收集的效率得以提高。
如图2和图4所示，采集机构40还包括可升降的卷帘46，卷帘46的升降用于控制采集机构40与容纳腔11的通闭。
譬如在需要吸引昆虫时，可先将卷帘46收起，昆虫便可移动至吸引件43附件，待昆虫被吸引件43吸引后，便可将卷帘46下放，卷帘46便会围成一个密闭空间，以防止被吸引的昆虫逃离。
如图1、图2、图4和图5所示，卷帘46包括帘轴461、帘幕462和传动机组47，帘轴461置于吸引件43外的上方，帘幕462连接于帘轴461上，传动机组47驱动帘轴461自转，帘轴461的自转用于控制帘幕462的收放，帘幕462的下放用于阻隔吸引件43与容纳腔11之间的导通。
在进行应用时，若传动机组47驱动帘轴461进行收帘转动，帘幕462将会缠绕于帘轴461上，从而实现帘幕462的收取，便于进行昆虫的吸引，在传动机组47驱动帘轴461进行放帘转动时，帘幕462将会下放围蔽形成一个封闭空间，以防止昆虫逃脱。
具体的，此实施例在容纳腔11内部的四个角落均设有采集机构40，以图4所示方向为参考，此时左侧的采集机构40下放设有传动机组47，而传动机组47则包括传动电机471、主动齿轮472和从动齿轮473，传动电机471驱动主动齿轮472转动，主动齿轮472与从动齿轮473啮合，帘轴461穿过从动齿轮473的中心实现连接固定，从而实现传动电机471驱动帘轴461的转动；更进一步的，左上方和右上方采集机构40的帘轴461均连接有带轮474，两带轮474之间套有同步带475，所以一个传动电机471则可实现两个采集机构40一侧帘幕462的控制，从而提高了产品结构紧凑性和降低了生产成本。
另外，此实施例还优选设置帘幕462为透气帘幕462。
在采用此设置方式后，则在帘幕462下降后，二氧化碳浓度控制系统30输入的二氧化碳依然可以流进帘幕462围蔽的空间内，从而实现了昆虫被围蔽后的活性降低操作，更为便于进行昆虫的收集。
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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种面向小型昆虫应用的环境更换与生物采集装置，其特征在于，
包括养殖箱、饲养盘、二氧化碳浓度控制系统和采集机构；
所述养殖箱内设有容纳腔，所述养殖箱设有可开闭的前盖；
所述饲养盘以可移动的方式安装于所述容纳腔内，所述饲养盘用于经所述前盖进行取放；
所述二氧化碳浓度控制系统与所述容纳腔连接导通，所述二氧化碳浓度控制系统用于输送二氧化碳至所述容纳腔内；
所述采集机构设于所述容纳腔内，所述采集机构用于吸引和采集所述饲养盘饲养的昆虫；
所述采集机构包括采集孔隔板、采集管和吸引件；
所述采集孔隔板设于所述容纳腔的底部，所述采集孔隔板导通所述容纳腔的内外；
所述采集管置于所述容纳腔外，所述采集管与所述采集孔隔板的孔位连接导通；
所述吸引件设于采集孔隔板的上方，所述吸引件用于吸引昆虫靠近；
所述采集机构还包括气缸和固定杆，所述气缸与所述固定杆连接，所述固定杆呈竖向布置，多个所述吸引件从上往下依序设于所述固定杆上，所述气缸用于驱动所述固定杆产生振动，以此振动吸引的昆虫掉落至所述采集管内；
所述采集机构还包括可升降的卷帘，所述卷帘的升降用于控制所述采集机构与所述容纳腔的通闭；
所述卷帘包括帘轴、帘幕和传动机组，所述帘轴置于吸引件外的上方，所述帘幕连接于所述帘轴上，所述传动机组驱动所述帘轴自转，所述帘轴的自转用于控制所述帘幕的收放，所述帘幕的下放用于阻隔所述吸引件与所述容纳腔之间的导通；
所述帘幕为透气帘幕。
2.根据权利要求1所述的环境更换与生物采集装置，其特征在于，
所述容纳腔的内底面设有导向轨和推盘机构；
所述导向轨的延伸方向朝向所述前盖，所述导向轨上安装有可移动的托盘，所述饲养盘设于所述托盘上；
所述推盘机构与所述托盘连接，所述推盘机构用于带动所述托盘经所述前盖移进和移出所述容纳腔。
3.根据权利要求2所述的环境更换与生物采集装置，其特征在于，所述推盘机构包括连杆、曲柄和推盘电机；所述连杆的一端与所述托盘远离所述前盖的一侧铰接，所述连杆的另一端与所述曲柄铰接，所述曲柄的另一端与所述推盘电机连接，所述推盘电机的转动用于带动所述连杆和所述曲柄进行曲轴运动，以此带动所述托盘移进和移出所述容纳腔。
4.根据权利要求1所述的环境更换与生物采集装置，其特征在于，
所述二氧化碳浓度控制系统包括气孔板、通气管、二氧化碳供给源和风机；
所述气孔板连通所述容纳腔的内外；
所述通气管置于所述容纳腔外，所述通气管的一端与所述气孔板连接导通，所述通气管的另一端与所述二氧化碳供给源连接导通；
所述风机设于所述容纳腔内，所述风机用于抽取二氧化碳填充于所述容纳腔内。
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