CN114304075B - 一种果蝇运动装置及实验方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于果蝇运动技术领域，本发明公开了一种果蝇运动装置及实验方法，包括初始仓，所述初始仓的两侧均固定连接有用于监测果蝇飞行运动的扇形监测仓，所述扇形监测仓的内部均铰接有用于果蝇障碍爬行的路径实验板，所述路径实验板的顶面安装有若干个水平等距分布用于对果蝇施加爬行障碍同时对食物遮挡的分隔障碍装置；通过气味监测装置对食物气味浓度监测，根据视觉、嗅觉影响已经食物和果蝇距离的影响，从而判断果蝇在进食前前往食物点的运动状态进行监测，根据运动轨迹判断果蝇的进食前运动特性，整个装置可以监测果蝇最自然的进食前运动状态，使数据更加真实，且运动结果更加便于科研人员对果蝇的运动状态进行深入性研究。

Description

一种果蝇运动装置及实验方法

技术领域

本发明属于果蝇运动技术领域，具体是一种果蝇运动装置及实验方法。

背景技术

果蝇需要进食，而果蝇自身具有飞行能力，现有的对果蝇进行运动实验主要对果蝇的飞行以及爬行进行实验，但是单独的实验并不能准确的实现果蝇的运动情况，并不能体现果蝇实际自身运动的运动选择，那么存在一个问题，果蝇在前往食物的路上是采用飞行还是攀爬，其运动轨迹如何，是否会根据不同情况进行选择不同的路径，因此现有的果蝇运动实验主要都是使果蝇被动运动，或者利用果蝇的趋光性进行引诱其主动运动，而这些遇到都存在干涉影响，无法实际的体现果蝇的运动情况，对果蝇的自身主动运动研究都不具有针对性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种果蝇运动装置及实验方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种果蝇运动装置，包括初始仓，所述初始仓的两侧均固定连接有用于监测果蝇飞行运动的扇形监测仓，所述扇形监测仓的内部均铰接有用于果蝇障碍爬行的路径实验板，所述路径实验板的侧面均安装有若干个等距分布用于监测所述路径实验板顶部食物距离所述初始仓处气味浓度竖直的气味监测装置，所述路径实验板的顶面安装有若干个水平等距分布用于对果蝇施加爬行障碍同时对食物遮挡的分隔障碍装置。

作为本发明再进一步的方案：所述扇形监测仓包括白板和透光板，所述透光板的表面上固定连接有若干个均匀分布的标识点，所述扇形监测仓为封闭结构，所述扇形监测仓靠近所述初始仓一端与所述初始仓相互连通，所述扇形监测仓的顶部转动连接有收卷辊，所述收卷辊上收卷有牵引绳，所述牵引绳的一端与所述路径实验板远离所述初始仓的一端固定连接。

作为本发明再进一步的方案：所述路径实验板的一端固定连接有转动管，所述转动管的两端均转动连接有固定堵座，所述固定堵座固定连接在所述初始仓的内部，所述固定堵座的端部安装有进气活塞。

作为本发明再进一步的方案：所述分隔障碍装置包括固定连接在所述路径实验板顶部的底筋以及滑动连接在所述底筋顶部的调节板，所述调节板的底部设置有伸缩活塞。

作为本发明再进一步的方案：所述进气活塞的端部固定连接有连接软管，所述连接软管位于所述转动管的内部，所述路径实验板的内部埋设有延伸管，所述连接软管与所述延伸管相互连通，所述伸缩活塞与所述延伸管相互连通。

作为本发明再进一步的方案：所述初始仓的顶部开设有顶限位腔，所述初始仓的底部开设有底限位腔，所述初始仓的内部可拆卸连接有存放盒。

作为本发明再进一步的方案：所述存放盒包括与所述底限位腔相配合的底盒以及与所述顶限位腔相配合的顶盖，所述底盒的直径大于所述顶盖的直径，所述顶盖的顶部固定连接有用于提拉的拉环，所述顶盖的外壁固定连接有与所述顶限位腔对位配合的顶部限位环。

作为本发明再进一步的方案：所述顶限位腔的内壁、所述底限位腔的内壁均固定连接有阻尼层，阻尼层位于所述顶限位腔和所述顶部限位环、所述底限位腔和所述底盒的接触面之间。

作为本发明再进一步的方案，一种果蝇运动装置的实验方法，包括如下情况的使用方法：

A：果蝇投放至初始仓的内部，将食物放置在路径实验板的顶部且从距离初始仓最远的位置开始放置，后续实验位于路径实验板顶部的食物距离初始仓的距离等距缩小，在单次实验时，果蝇进入初始仓的内部，受到食物的影响，果蝇前往食物，根据不同的距离，判断果蝇的爬行距离与飞行距离，进而判断果蝇在选择食物时，果蝇的前进方式与距离的关系；

B：通过收卷辊带动牵引绳收卷，将路径实验板的坡度进行增加，将食物放置在路径实验板的顶部且从距离初始仓最远的位置开始放置，后续实验位于路径实验板顶部的食物距离初始仓的距离等距缩小，在单次实验时，果蝇进入初始仓的内部，受到食物的影响，果蝇前往食物，根据不同的距离，不同的坡度，判断果蝇的爬行距离与飞行距离，进而判断果蝇在选择食物时，果蝇的前进方式与坡度以及距离的关系；

C：果蝇投放至初始仓的内部，将食物放置在路径实验板的顶部，通过推动进气活塞，使气体通过连接软管、延伸管将气体输入伸缩活塞内部，此时伸缩活塞伸长，带动调节板从底筋上方上升，进而将食物进行阻挡，根据果蝇与食物的距离以及通过气味监测装置对不同距离的气味进行监测，从而可以针对气味浓度与果蝇的前进运动情况进行实验。

D：果蝇预先放置在存放盒内部，安装时，将存放盒从初始仓底部的底限位腔插入，此时底盒受到底限位腔的影响无法移动，操作人员从顶部将拉环向上方拉伸，使顶盖进入顶限位腔内部进行限位，此时初始仓被底盒、顶盖进行封闭，果蝇自然进入初始仓内部空间，减少外界干涉对果蝇的运动影响。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明利用路径实验板模拟模拟实验路径，果蝇可以自然的放置在初始仓内部，通过分隔障碍装置对食物的观察进行阻隔，通过气味监测装置对食物气味浓度监测，根据视觉、嗅觉影响已经食物和果蝇距离的影响，从而判断果蝇在进食前前往食物点的运动状态进行监测，根据运动轨迹判断果蝇的进食前运动特性，整个装置可以监测果蝇最自然的进食前运动状态，使数据更加真实，且运动结果更加便于科研人员对果蝇的运动状态进行深入性研究。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种果蝇运动装置的主视示意图；

图2为一种果蝇运动装置的抬升状态下的主视示意图；

图3为一种果蝇运动装置的二次抬升状态下的主视示意图；

图4为一种果蝇运动装置中初始仓的主视剖面示意图；

图5为一种果蝇运动装置中路径实验板的俯视示意图；

图6为一种果蝇运动装置中扇形监测仓的侧视局部截面示意图；

图中：1、初始仓；11、顶限位腔；12、底限位腔；2、扇形监测仓；21、白板；22、透光板；221、标识点；23、收卷辊；24、牵引绳；3、存放盒；31、底盒；32、顶盖；321、拉环；322、顶部限位环；4、路径实验板；41、转动管；42、连接软管；43、固定堵座；44、进气活塞；45、延伸管；5、分隔障碍装置；51、底筋；52、调节板；53、伸缩活塞；6、气味监测装置。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，本发明的果蝇水平运动实施例中，包括初始仓1，初始仓1的两侧均固定连接有用于监测果蝇飞行运动的扇形监测仓2，扇形监测仓2的内部均铰接有用于果蝇障碍爬行的路径实验板4，路径实验板4的顶面安装有若干个水平等距分布用于对果蝇施加爬行障碍同时对食物遮挡的分隔障碍装置5；路径实验板4的顶部通过分隔障碍装置5分隔成若干个区域，在路径实验板4的顶部两端远点均投放食物后，将果蝇投放进入初始仓1的内部，此时果蝇距离路径实验板4上方的食物最远，分隔障碍装置5对路径实验板4的爬行距离起到阻碍作用，干扰果蝇的爬行顺畅性，此时果蝇在向路径实验板4处食物进行前进时，此时可以根据果蝇选择体现出果蝇的实际运动状态，例如果蝇在前往路径实验板4远端食物时，首先爬行距离为X0，此时到达X0的末点同时也是X1的起点进行飞行，根据先爬行距离X0以及飞行距离X1判断在正常状态下，果蝇在爬行状态下寻找食物时其自身的运动情况，以及飞行选择情况，在实验时不断的缩短路径实验板4上的食物距离初始仓1的间距，从而判断近距离情况下果蝇的直接爬行距离以及果蝇的直接飞行距离数值。

参照图2和图3，本发明的果蝇坡面干涉的实施例中，扇形监测仓2的顶部转动连接有收卷辊23，收卷辊23上收卷有牵引绳24，牵引绳24的一端与路径实验板4远离初始仓1的一端固定连接；通过收卷辊23转动带动牵引绳24收卷，将路径实验板4的高度进行抬升，此时食物放置在路径实验板4的顶部通过分隔障碍装置5进行阻隔，将果蝇放置在初始仓1的内部，此时果蝇在爬行时需要克服自身重力影响，而果蝇飞行也需要克服自身重力影响，而果蝇飞行实际克服的重力影响要大于果蝇爬行的重力影响，那么此时根据不同坡度下，根据先爬行距离X0以及飞行距离X1判断在正常状态下，果蝇在爬行状态下针对坡面地形寻找食物时其自身的运动情况，同时根据果蝇飞行时的飞行轨迹判断，果蝇的运动状态，例如图2、图3中绘制的果蝇两条飞行轨迹，位于上方的弧形轨迹，此时果蝇首先将自身高度进行抬升，由于食物受到路径实验板4的坡度以及分隔障碍装置5的干涉影响，使食物在位于路径实验板4底端时观察并不清楚甚至无法观察到，而上方的运动轨迹，将高度进行抬升后，使食物的暴露面积增加，更加便于观察，而下方的飞行弧度，使果蝇的抬升高度降低，使食物的观察面积降低，但是飞行距离要小于上方的飞行距离，因此通过多组实验可以对果蝇针对气味以及视觉结合后的实际运动动作执行情况。

参照图4和图5，本发明的果蝇坡面干涉状态下针对视觉观察和嗅觉影响的实施例中，路径实验板4的一端固定连接有转动管41，转动管41的两端均转动连接有固定堵座43，固定堵座43固定连接在初始仓1的内部，固定堵座43的端部安装有进气活塞44，分隔障碍装置5包括固定连接在路径实验板4顶部的底筋51以及滑动连接在底筋51顶部的调节板52，调节板52的底部设置有伸缩活塞53，进气活塞44的端部固定连接有连接软管42，连接软管42位于转动管41的内部，路径实验板4的内部埋设有延伸管45，连接软管42与延伸管45相互连通，伸缩活塞53与延伸管45相互连通，路径实验板4的侧面均安装有若干个等距分布用于监测路径实验板4顶部食物距离初始仓1处气味浓度竖直的气味监测装置6；为了使实验更加准确，因此分隔障碍装置5的高度可以进行调节，进而对食物起到阻挡作用，在抬升时，通过进气活塞44将气体通过连接软管42推入延伸管45内部，气体进入伸缩活塞53使调节板52受到气体影响向上移动，进而使底筋51与调节板52发生相对滑动，从而使分隔障碍装置5的障碍距离增加，进而对果蝇进行视觉干涉，当食物完全被阻挡后，此时可以根据气味监测装置6与食物的距离判断气味浓度，进而根据果蝇位置，对果蝇的运动形态进行监测，由于果蝇喜欢腐烂的食物，此时腐烂的食物散发的气味包含很多类型的物质，例如氨，因此对气味浓度进行监测，可以针对气味成分选择不同的传感器进行监测，进而对上述方案中果蝇的运动动作提供参考数据。

参照图1、图2、图3和图4，本发明的果蝇投放的实施例中，初始仓1的顶部开设有顶限位腔11，初始仓1的底部开设有底限位腔12，初始仓1的内部可拆卸连接有存放盒3，存放盒3包括与底限位腔12相配合的底盒31以及与顶限位腔11相配合的顶盖32，底盒31的直径大于顶盖32的直径，顶盖32的顶部固定连接有用于提拉的拉环321，顶盖32的外壁固定连接有与顶限位腔11对位配合的顶部限位环322，顶限位腔11的内壁、底限位腔12的内壁均固定连接有阻尼层，阻尼层位于顶限位腔11和顶部限位环322、底限位腔12和底盒31的接触面之间；为了避免果蝇受到外界干扰投放进入初始仓1内部对运动产生影响，因此在投放时，首先将存放盒3通过初始仓1底部的底限位腔12放入，此时底盒31与底限位腔12卡合，然后将顶盖32通过拉环321向上拉伸抬升，此时顶盖32与顶限位腔11配合卡合，由于顶盖32受到了顶部限位环322的作用使顶盖32无法竖直向上滑出，进而将初始仓1的上下端进行封闭，而由于顶限位腔11内壁、底限位腔12内壁设置有阻尼层，通过阻尼层增加配合阻力，使顶盖32、底盒31在不受到外力的情况下不会向下脱落，在该过程中，使果蝇不会受到惊吓，使果蝇直接进入一个新的环境，进一步提高运动实验的真实性。

参照图1、图2、图3、图4和图6，本发明的果蝇运动监测的实施例中，扇形监测仓2包括白板21和透光板22，透光板22的表面上固定连接有若干个均匀分布的标识点221，扇形监测仓2为封闭结构，扇形监测仓2靠近初始仓1一端与初始仓1相互连通；监控器面向透光板22，此时通过透光板22的透光性可以观察到内部的果蝇，同时白板21的不透光性可以使果蝇被清晰的观察到，而此时由于标识点221的存在，将白板21内部分隔成若干个分区，从而根据分区为果蝇的运动轨迹提供参照。

实验流程：将透光板22开启，在路径实验板4的顶部投放食物，监控器面向透光板22，此时通过透光板22的透光性可以观察到内部的果蝇，同时白板21的不透光性可以使果蝇被清晰的观察到，而此时由于标识点221的存在，将白板21内部分隔成若干个分区，从而根据分区为果蝇的运动轨迹提供参照，存放盒3通过初始仓1底部的底限位腔12放入，此时底盒31与底限位腔12卡合，然后将顶盖32通过拉环321向上拉伸抬升，此时顶盖32与顶限位腔11配合卡合，进而将初始仓1的上下端进行封闭，而由于顶限位腔11内壁、底限位腔12内壁设置有阻尼层，通过阻尼层增加配合阻力，使顶盖32、底盒31在不受到外力的情况下不会向下脱落，通过收卷辊23转动带动牵引绳24收卷，将路径实验板4的高度进行抬升，此时食物放置在路径实验板4的顶部通过分隔障碍装置5进行阻隔，果蝇在爬行状态下针对坡面地形寻找食物时其自身的运动情况，同时根据果蝇飞行时的飞行轨迹判断，果蝇的运动状态，通过进气活塞44将气体通过连接软管42推入延伸管45内部，气体进入伸缩活塞53使调节板52受到气体影响向上移动，进而使底筋51与调节板52发生相对滑动，从而使分隔障碍装置5的障碍距离增加，进而对果蝇进行视觉干涉，当食物完全被阻挡后，此时可以根据气味监测装置6与食物的距离判断气味浓度，进而根据果蝇位置，对果蝇的运动形态进行监测，通过上述流程循环实验，可以验证果蝇在气味影响与视觉影响的双重干涉下，果蝇运动是否会首先根据气味确认方向，通过飞行视觉捕捉根据视觉捕捉的范围大小确定食物，以及判断果蝇与食物的距离与爬行和飞行之间的选择。

以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种果蝇运动装置，其特征在于：包括初始仓（1），所述初始仓（1）的两侧均固定连接有用于监测果蝇飞行运动的扇形监测仓（2），所述扇形监测仓（2）的内部均铰接有用于果蝇障碍爬行的路径实验板（4），所述路径实验板（4）的侧面均安装有若干个等距分布用于监测所述路径实验板（4）顶部食物距离所述初始仓（1）处气味浓度数值的气味监测装置（6），所述路径实验板（4）的顶面安装有若干个水平等距分布用于对果蝇施加爬行障碍同时对食物遮挡的分隔障碍装置（5）；

所述扇形监测仓（2）包括白板（21）和透光板（22），所述透光板（22）的表面上固定连接有若干个均匀分布的标识点（221），所述扇形监测仓（2）为封闭结构，所述扇形监测仓（2）靠近所述初始仓（1）一端与所述初始仓（1）相互连通，所述扇形监测仓（2）的顶部转动连接有收卷辊（23），所述收卷辊（23）上收卷有牵引绳（24），所述牵引绳（24）的一端与所述路径实验板（4）远离所述初始仓（1）的一端固定连接；

所述分隔障碍装置（5）包括固定连接在所述路径实验板（4）顶部的底筋（51）以及滑动连接在所述底筋（51）顶部的调节板（52），所述调节板（52）的底部设置有伸缩活塞（53）；

所述路径实验板（4）的一端固定连接有转动管（41），所述转动管（41）的两端均转动连接有固定堵座（43），所述固定堵座（43）固定连接在所述初始仓（1）的内部，所述固定堵座（43）的端部安装有进气活塞（44）；

所述进气活塞（44）的端部固定连接有连接软管（42），所述连接软管（42）位于所述转动管（41）的内部，所述路径实验板（4）的内部埋设有延伸管（45），所述连接软管（42）与所述延伸管（45）相互连通，所述伸缩活塞（53）与所述延伸管（45）相互连通。

2.根据权利要求1所述的一种果蝇运动装置，其特征在于：所述初始仓（1）的顶部开设有顶限位腔（11），所述初始仓（1）的底部开设有底限位腔（12），所述初始仓（1）的内部可拆卸连接有存放盒（3）。

3.根据权利要求2所述的一种果蝇运动装置，其特征在于：所述存放盒（3）包括与所述底限位腔（12）相配合的底盒（31）以及与所述顶限位腔（11）相配合的顶盖（32），所述底盒（31）的直径大于所述顶盖（32）的直径，所述顶盖（32）的顶部固定连接有用于提拉的拉环（321），所述顶盖（32）的外壁固定连接有与所述顶限位腔（11）对位配合的顶部限位环（322）。

4.根据权利要求3所述的一种果蝇运动装置，其特征在于：所述顶限位腔（11）的内壁、所述底限位腔（12）的内壁均固定连接有阻尼层，阻尼层位于所述顶限位腔（11）和所述顶部限位环（322）、所述底限位腔（12）和所述底盒（31）的接触面之间。

5.一种果蝇运动装置的实验方法，其特征在于：包括如下情况的使用方法：

A：果蝇投放至初始仓（1）的内部，将食物放置在路径实验板（4）的顶部且从距离初始仓（1）最远的位置开始放置，后续实验位于路径实验板（4）顶部的食物距离初始仓（1）的距离等距缩小，在单次实验时，果蝇进入初始仓（1）的内部，受到食物的影响，果蝇前往食物，根据不同的距离，判断果蝇的爬行距离与飞行距离，进而判断果蝇在选择食物时，果蝇的前进方式与距离的关系；

B：通过收卷辊（23）带动牵引绳（24）收卷，将路径实验板（4）的坡度进行增加，将食物放置在路径实验板（4）的顶部且从距离初始仓（1）最远的位置开始放置，后续实验位于路径实验板（4）顶部的食物距离初始仓（1）的距离等距缩小，在单次实验时，果蝇进入初始仓（1）的内部，受到食物的影响，果蝇前往食物，根据不同的距离，不同的坡度，判断果蝇的爬行距离与飞行距离，进而判断果蝇在选择食物时，果蝇的前进方式与坡度以及距离的关系；

C：果蝇投放至初始仓（1）的内部，将食物放置在路径实验板（4）的顶部，通过推动进气活塞（44），使气体通过连接软管（42）、延伸管（45）将气体输入伸缩活塞（53）内部，此时伸缩活塞（53）伸长，带动调节板（52）从底筋（51）上方上升，进而将食物进行阻挡，根据果蝇与食物的距离以及通过气味监测装置（6）对不同距离的气味进行监测，从而可以针对气味浓度与果蝇的前进运动情况进行实验；

D：果蝇预先放置在存放盒（3）内部，安装时，将存放盒（3）从初始仓（1）底部的底限位腔（12）插入，此时底盒（31）受到底限位腔（12）的影响无法移动，操作人员从顶部将拉环（321）向上方拉伸，使顶盖（32）进入顶限位腔（11）内部进行限位，此时初始仓（1）被底盒（31）、顶盖（32）进行封闭，果蝇自然进入初始仓（1）内部空间，减少外界干涉对果蝇的运动影响。

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