一种土栖小动物挖掘力测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种土栖小动物挖掘力测试装置，其包括试验台底板、传感器支架、传感器、受力装置、测试通道，在试验台底板上部中央位置固定安装测试通道，在测试通道两侧对称安装传感器支架，在传感器支架上安装传感器，传感器支架由X轴支架、Y轴支架、Z轴支架可调节安装而成；在传感器的下端安装位于测试通道侧边的受力装置。本实用新型专利技术结构简单、操作方便，尤其适用于对小型土栖昆虫挖掘力的测试，具有重要的生物学及仿生学研究价值。

A device for measuring the digging force of small earth animals

The utility model discloses a soil dwelling animal digging force testing device, comprising a test bench plate, bracket, sensor, force sensor device, test channel, in the test station of the central position of the soleplate is fixed on the upper part of the installation test in the test channel, channel symmetrically installed on both sides of the sensor bracket, installation of sensors on the sensor bracket. The sensor bracket by X shaft bracket, Y shaft bracket, Z axis adjustable bracket assembly; installation force device in the test channel side in the lower end of the sensor. The utility model has the advantages of simple structure and convenient operation, and is especially suitable for testing the digging force of small soil dwelling insects, and has important biological and bionic research value.

【技术实现步骤摘要】
一种土栖小动物挖掘力测试装置
本技术提供了一种仿生学力学测试装置，尤其涉及一种用于测量土栖小动物挖掘力的试验装置。
技术介绍
为了适应地下环境，小型土栖动物进化出优异的土壤挖掘功能，如蚯蚓、蜣螂、蝼蛄、田鼠等，其身体或某些器官的构型、形态、结构、运动模式可以为地下掘进设备的设计提供仿生灵感来源。其中，设计用于小型土栖动物的挖掘力测试设备是工程仿生研究的重要组成部分，具有重要的生物学与工程学意义。动物挖掘分为挖掘力测量与挖掘运动测量。生物力的测量方法主要有光弹性分析法、MEMS(微电子机械系统)、应变片方法等。土栖动物在挖掘时，其身体或挖掘功能器官直接与土壤介质作用，产生土壤变形或土壤破碎。光弹性分析法是将动物至于凝胶环境中或之上，通过偏光法观察凝胶变形形成的光斑的大小形状的变化获得生物力，这种方法标定困难，主要适用于小变形、无破碎的情况下。MEMS方法测量范围窄，仅适用于毫牛或纳牛级生物力的测量。应变法是利用应变片组成的桥路，将生物对应变片造成的变形转化为力，但是应变片法需要在挖掘位置的特定部位布置应变片，使用与标定均较为繁琐。基于上述问题背景，开发一种新的适用于小动物的挖掘测试装置，能实时测量并记录挖掘过程中的挖掘力并同步记录其挖掘动作，具有重要的生物学及仿生学研究价值。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种专门用于测量土栖小动物挖掘力的装置，该装置结构简单、操作方便，尤其适用于对小型土栖昆虫挖掘力的测试。本技术还提供了一种土栖小动物挖掘力测试方法。本技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种土栖小动物挖掘力测试装置，其特征在于：包括试验台底板、传感器支架、传感器、受力装置、测试通道，在试验台底板上部中央位置固定安装测试通道，在测试通道两侧对称安装传感器支架，在传感器支架上安装传感器，所述传感器支架由X轴支架、Y轴支架、Z轴支架安装而成，X轴支架、Y轴支架、Z轴支架均为可调节安装；在传感器的下端安装位于测试通道侧边的受力装置，该受力装置由连接块、弹簧、光轴、轴套、限位螺母以及受力滑块构成，传感器下端螺栓固装连接块，连接块与传感器下端穿装轴套，轴套内穿装光轴，光轴前端固装受力滑块，光轴位于连接板的后端安装限位螺母，在连接板前部的光轴上套装弹簧。所述的试验台底板上对称设置水平横向限位长孔，所述传感器支架的X轴支架通过螺栓与所述试验台底板上的限位长孔可调连接，所述X轴支架上制有竖直的限位长孔，Z轴支架通过螺栓与X轴支架上的限位长孔可调连接；Z轴支架上制有水平纵向的限位长孔，Y轴支架通过螺栓与Z轴支架上的限位长孔可调连接。所述的测试通道由对称的通道侧壁板、盖板及测试室构成，对称的通道侧壁板形成V字形，对称的通道侧壁板上安装盖板，通道侧壁板的大口端为土栖小动物入口端，通道侧壁板的小口端通向所述测试室，所述的受力滑块伸入测试室的侧壁。在试验台底板上的测试室前方设置有回收槽。所述试验台底板上设置有标尺，该标尺对应所述传感器支架的X轴支架所在位置。所述受力滑块为平板形受力滑块，或者半圆弧形受力滑块。所述试验台底板上设有传感器标定装置，所述传感器标定装置由定滑轮、镍丝、砝码组成，所述定滑轮固装在试验台底板上侧，所述镍丝的一端连接光轴，镍丝的另一端绕过所述定滑轮连接砝码。本技术的优点和积极效果是：1、本技术的土栖小动物挖掘力测试装置，设有传感器支架，该传感器支架的X轴支架通过螺栓与试验台底板上的限位长孔可调连接，X轴支架上制有竖直的限位长孔，Z轴支架通过螺栓与X轴支架上的限位长孔可调连接；Z轴支架上制有水平纵向的限位长孔，Y轴支架通过螺栓与Z轴上的限位长孔可调连接；传感器支架可实现三向调节，以及可实现精确调节的标尺，实验过程中可通过精确调节受力装置间距、高度及前后位置以适应所测小动物的身高及体宽，从而达到针对性调节试验装置，提高试验精度的目的。2、本技术的土栖小动物挖掘力测试装置，设有受力装置，该受力装置由连接块、弹簧、光轴、轴套、限位螺母以及受力滑块构成，传感器下端螺栓固装连接块，连接块及传感器下端穿装轴套，轴套内穿装光轴，光轴前端固装受力滑块，光轴位于连接板的后端安装限位螺母，在连接板前部的光轴上套装弹簧。该受力装置可精确测量小动物通过测试区域时对滑块上施加得挖掘力。3、本技术的土栖小动物挖掘力测试装置，测试通道由对称的通道侧壁板、盖板及测试室构成，用以防止小动物在进入到测试区域前不规律行进或脱离试验台，该测试通道的设置可减小试验难度，缩短试验时间，提高测试效率。4、本技术的土栖小动物挖掘力测试装置，在试验台底板上的测试室前方设置有回收槽，小动物通过试验区域后会进入回收槽中，方便回收及快速进行下一轮试验。5、本技术的土栖小动物挖掘力测试装置，受力滑块为平板形受力滑块，或者半圆弧形受力滑块，可根据不同小动物的行进、挖掘方式设计不同形状的滑块来提高试验精度，如对于蝼蛄等前肢侧滑挖掘方式，采用平板形受力滑块；对于蚯蚓等肢节蠕动挖掘方式，采用半圆弧形受力滑块。6、本技术的土栖小动物挖掘力测试装置，试验台底板上设有传感器标定装置，试验之前可对传感器进行标定、调零，进一步排除干扰因素，提高试验精度。7、本技术的土栖小动物挖掘力测试装置，其优点为结构设计简单高效，操作方便，解决了当前针对小动物，尤其是小型昆虫挖掘力测试难的问题。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术测试装置的试验台底板的仰视图；图3为本技术测试装置的传感器支架主视图；图4为图3的右视图；图5为本技术测试装置的受力装置示意图；图6为本技术测试装置的平板形受力滑块；图7为本技术测试装置的半圆弧形受力滑块。附图标记说明1-试验台底板；2-回收槽；3-螺栓；4-传感器；5-Y轴支架；6-Z轴支架；7-X轴支架；8-通道侧壁板；9-平板形受力滑块；10-弹簧；11-光轴；12-限位螺母；13-连接快；14-半圆弧形受力滑块；15-铜轴；16-定滑轮；17-盖板。具体实施方式下面通过具体实施例对本技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本技术的保护范围。一种土栖小动物挖掘力测试装置，包括试验台底板1、传感器支架、传感器、受力装置、测试通道。在试验台底板上部中央位置固定安装测试通道。测试通道由对称的通道侧壁板8、盖板17及测试室构成，对称的通道侧壁板形成V字形，对称的通道侧壁板上安装盖板，通道侧壁板的大口端为土栖小动物入口端，通道侧壁板的小口端通向测试室，平板形受力滑块9伸入测试室的侧壁。在试验台底板上的测试室前方设置有回收槽2。试验台底板上设置有标尺，该标尺对应传感器支架的X轴支架所在位置。在测试通道两侧对称安装传感器支架，在传感器支架上安装传感器4，传感器支架由X轴支架7、Y轴支架5、Z轴支架6安装而成，X轴支架、Y轴支架、Z轴支架均为可调节安装。试验台底板上对称设置水平横向限位长孔，传感器支架的X轴支架通过螺栓3与所述试验台底板上的限位长孔可调连接，X轴支架上制有竖直的限位长孔，Z轴支架通过螺栓与X轴支架上的限位长孔可调连接；Z轴支架上制有水平纵向的限位长孔，Y轴支架通过螺栓与Z轴上的限位长孔可调连接。在传感器的下端安装位于测试通道侧边的受力装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种土栖小动物挖掘力测试装置，其特征在于：包括试验台底板、传感器支架、传感器、受力装置、测试通道，在试验台底板上部中央位置固定安装测试通道，在测试通道两侧对称安装传感器支架，在传感器支架上安装传感器，所述传感器支架由X轴支架、Y轴支架、Z轴支架安装而成，X轴支架、Y轴支架、Z轴支架均为可调节安装；在传感器的下端安装位于测试通道侧边的受力装置。

【技术特征摘要】
1.一种土栖小动物挖掘力测试装置，其特征在于：包括试验台底板、传感器支架、传感器、受力装置、测试通道，在试验台底板上部中央位置固定安装测试通道，在测试通道两侧对称安装传感器支架，在传感器支架上安装传感器，所述传感器支架由X轴支架、Y轴支架、Z轴支架安装而成，X轴支架、Y轴支架、Z轴支架均为可调节安装；在传感器的下端安装位于测试通道侧边的受力装置。2.根据权利要求1所述的一种土栖小动物挖掘力测试装置，其特征在于：所述受力装置由连接块、弹簧、光轴、轴套、限位螺母以及受力滑块构成，传感器下端螺栓固装连接块，连接块及传感器下端穿装轴套，轴套内穿装光轴，光轴前端固装受力滑块，光轴位于连接板的后端安装限位螺母，在连接板前部的光轴上套装弹簧。3.根据权利要求1所述的一种土栖小动物挖掘力测试装置，其特征在于：所述的试验台底板上对称设置水平横向限位长孔，所述传感器支架的X轴支架通过螺栓与所述试验台底板上的限位长孔可调连接，所述X轴支架上制有竖直的限位长孔，Z轴支架通过螺栓与X轴支架上的限位长...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琰，张峻霞，张鹏涛，王新亭，苏海龙，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：新型
国别省市：天津,12