昆虫飞行扭矩测量方法及装置制造方法及图纸

一种昆虫飞行扭矩测量装置，由固定杆、微型声音传感器和电路组成，其特征在于，固定杆置于两个微型声音传感器上方，两个微型声音传感器串连，中间接点接地，两端引出线分别与两个电路的放大器电连接，两个放大器再与两个检波电路电连接，检波电路输出的信号汇于比较电路，比较电路接输出端。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及测量方法及装置，特别是一种动态测量昆虫飞行扭矩的方法及装置。
技术介绍
在昆虫行为学研究中，需要实时测量昆虫(如果蝇)的飞行扭矩，用于研究昆虫飞行动力学或组成果蝇飞行模拟器系统研究学习记忆。昆虫飞行时所产生的扭矩为10-10牛.米数量级，且变化速度快，从静止到转向可以在10毫秒内完成，因而需要灵敏度很高、响应速度很快的扭矩测量装置进行测量。1964年，德国科学家卡尔.盖茨专利技术了利用电磁感应直接测量家蝇飞行扭矩的装置，1984年德国工程师沃尔夫对其进行改进，用于果蝇飞行扭矩测量。在此类装置中测量芯轴由悬丝支承，昆虫飞行时产生的力会导致昆虫身体的移动，这会影响用电极或显微镜观测昆虫脑神经活动。1976年，卡尔.盖茨专利技术了利用红外线测量昆虫翅膀运动装置，经计算可以测量出昆虫的扭矩，这一装置光路复杂，与显微镜光路易互相干扰，光线投射装置结构也较复杂，不便于从果蝇上方观测果蝇脑部。
技术实现思路
本专利技术的目的是要提供一种结构简单，可保证昆虫的固定而又不干扰光学显微镜观测的扭矩测量装置。为达到上述目的，本专利技术的技术解决方案是提供一种昆虫飞行扭矩测量装置，由固定杆、微型声音传感器和电路组成，其固定杆置于两个微型声音传感器上方，两个微型声音传感器串连，中间接点接地，两端引出线分别与两个电路的放大器电连接，两个放大器再与两个检波电路电连接，检波电路输出的信号汇于比较电路，比较电路接输出端。所述的扭矩测量装置，其还包括两个拾音导管，拾音导管的前端有小孔，尾部内安装微型声音传感器。所述的扭矩测量装置，其固定杆端部距微型声音传感器6～8mm，两个微型声音传感器之间的间距为4～5mm。所述的扭矩测量装置，其固定杆端部距拾音导管6～8mm，两个拾音导管之间的间距为4～5mm。所述的扭矩测量装置，其所述拾音导管前端的小孔，孔径为1.5～2mm。一种昆虫飞行扭矩测量方法，其利用昆虫飞行转向时，左右翅膀的拍动幅度不同，会导致左右翅膀的音量变化，对左右翅膀的两个通道声音幅度求差，以求出昆虫的飞行扭矩。所述的测量方法，其包括以下步骤a)将昆虫固于固定杆端部；b)使两个微型声音传感器或拾音导管置于昆虫后部；c)调整昆虫与微型声音传感器或拾音导管之间的距离，为1.5～2.5mm，且使两微型声音传感器或拾音导管分别对着昆虫的左右翅膀；d)昆虫飞动后，开启电源；e)依据左右翅膀声音的差值，由比较电路处理后，输出扭距信号。所述的测量方法，其在a)步中，是将昆虫粘于固定杆端部。所述的测量方法，其所述左右翅膀声音的差值与昆虫的飞行扭矩近似成正比的关系。本专利技术的测量方法准确，由于在本专利技术中采用声音作为测量载体，所需器件很少，结构简单、制造容易、成本低。测量传感器不直接接触昆虫，对昆虫的运动及光学显微镜等各种测量均没有干扰，昆虫的正上方没有普通扭矩测量装置的复杂结构，固定杆可以做成任意形状，便于从上方的任意角度观测果蝇脑部。附图说明图1本专利技术第一实施例示意图；图2本专利技术第二实施例示意图。具体实施例方式实施例一如图1所示，昆虫1被粘在固定杆4上，身体后面2毫米左右安装了两个微型声音传感器2、3，两个微型声音传感器2、3串连，中间接点接地，两端引出线分别与两个电路的放大器7、8电连接，两个放大器7、8再与两个检波电路9、10电连接，检波电路9、10输出的信号汇于比较电路11，经比较电路11判断后，输出信号，给出对果蝇1扭矩的测量结果。该测量结果可以用来研究或组成如飞行模拟器的其他仪器系统。昆虫1翅膀的拍动将声音传给声音传感器2、3，其电信号经放大、检波得到声音幅度信号。由于昆虫1飞行转向时，左右翅膀的拍动幅度不同，会导致左右翅膀的音量变化，对两个通道声音幅度求差，可以求出昆虫1的飞行扭矩，例如，昆虫1向左转向时，右边翅膀拍动幅度增加，左边翅膀拍动幅度减小，因此右边声道的声音会比左边声道的声音强。对于果蝇1扭矩测量，使用微型电容式话筒作声音传感器2、3，当声音传感器2、3放在果蝇后2毫米，左右间距为4毫米的情况下，左右声道声音幅度的差，即输出信号与果蝇1的扭矩近似成正比的关系。固定杆4与微型声音传感器2、3，置于试验台上。实施例二如图2所示，实施例二与实施例一的区别在于声音传感器2、3上加装了拾音导管5、6，其他都一样。在果蝇1身后2毫米处、间距4毫米安装左右两个拾音导管5、6，拾音导管5、6的前端有小孔，孔直径约2毫米，分别朝向果蝇1左右翅膀，拾音导管5、6尾部内安装微型电容式话筒(微型声音传感器)2、3，微型电容式话筒2、3与电路的连接和实施例一相同。拾音导管5、6的使用使果蝇1身后的拾音结构缩小，减小对果蝇1的影响，拾音也更有方向性，能更好地分离左右翅膀的声音。使用该装置，果蝇1的扭矩与左右翅膀声音的差值近似成正比，可以用来测量果蝇1等飞行昆虫的扭矩。权利要求1.一种昆虫飞行扭矩测量装置，由固定杆、微型声音传感器和电路组成，其特征在于，固定杆置于两个微型声音传感器上方，两个微型声音传感器串连，中间接点接地，两端引出线分别与两个电路的放大器电连接，两个放大器再与两个检波电路电连接，检波电路输出的信号汇于比较电路，比较电路接输出端。2.如权利要求1所述的扭矩测量装置，其特征在于，还包括两个拾音导管，拾音导管的前端有小孔，尾部内安装微型声音传感器。3.如权利要求1所述的扭矩测量装置，其特征在于，固定杆端部距微型声音传感器6～8mm，两个微型声音传感器之间的间距为4～5mm。4.如权利要求2所述的扭矩测量装置，其特征在于，固定杆端部距拾音导管6～8mm，两个拾音导管之间的间距为4～5mm。5.如权利要求2所述的扭矩测量装置，其特征在于，所述拾音导管前端的小孔，孔径为1.5～2mm。6.一种昆虫飞行扭矩测量方法，其特征在于，利用昆虫飞行转向时，左右翅膀的拍动幅度不同，会导致左右翅膀的音量变化，对左右翅膀的两个通道声音幅度求差，以求出昆虫的飞行扭矩。7.如权利要求6所述的测量方法，其特征在于，包括以下步骤a)将昆虫固于固定杆端部；b)使两个微型声音传感器或拾音导管置于昆虫后部；c)调整昆虫与微型声音传感器或拾音导管之间的距离，为1.5～2.5mm，且使两微型声音传感器或拾音导管分别对着昆虫的左右翅膀；d)昆虫飞动后，开启电源；e)依据左右翅膀声音的差值，由比较电路处理后，输出扭距信号。8.如权利要求7所述的测量方法，其特征在于，在a)步中，是将昆虫粘于固定杆端部。9.如权利要求7所述的测量方法，其特征在于，所述左右翅膀声音的差值与昆虫的飞行扭矩成正比的关系。全文摘要本专利技术涉及测量方法及装置，特别是一种动态测量昆虫飞行扭矩的方法及装置。该测量装置，由固定杆、微型声音传感器和电路板组成，其固定杆置于两个微型声音传感器上方，两个微型声音传感器串连，中间接点接地，两端引出线分别与两个电路的放大器电连接，两个放大器再与两个检波电路电连接，检波电路输出的信号汇于比较电路，比较电路接输出端。该测量方法，是利用昆虫飞行转向时，左右翅膀的拍动幅度不同，会导致左右翅膀的音量变化，对左右翅膀的两个通道声音幅度求差，以求出昆虫的飞行扭矩。本专利技术的测量方法准确，装置所需器件少，结构简单、制造容易、成本低。文档编号G01L5/00GK1601235SQ03158800公开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐世明，
申请(专利权)人：中国科学院生物物理研究所，
类型：发明
国别省市：