一种研究鱼类游动的实验装置及实验方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供的一种研究鱼类游动的实验装置及实验方法，该装置包括实验水箱，实验水箱内设有传感器鱼罩机构，传感器鱼罩机构外侧设有固定机构，传感器鱼罩机构包括上鱼罩和下鱼罩，上鱼罩和下鱼罩均为双层结构，上鱼罩和下鱼罩内铺设应力应变片，上鱼罩和下鱼罩通过捆扎装置固定，上鱼罩和下鱼罩上均设有连接头，固定机构包括上固定装置和下固定装置，上固定装置和下固定装置包括连接杆，连接杆端部设有固定架，固定架上设有若干连接块，连接块上设有与紧固螺杆配合的螺纹孔，紧固螺杆端部与连接头连接。该装置和方法可以用来研究鱼类游动时尾部流场变化与产生作用力大小关系。时尾部流场变化与产生作用力大小关系。时尾部流场变化与产生作用力大小关系。

【技术实现步骤摘要】
一种研究鱼类游动的实验装置及实验方法


[0001]本专利技术涉及鱼类行为学分析的实验装置，特别涉及一种研究鱼类游动的实验装置及实验方法。

技术介绍

[0002]早在20世纪30年代，一些生物学家就对鱼的形体和运动进行了大量的观察，开始试图从力学角度来解释水生动物游动的机理。时至今日，大量科研工作者依然投身到对鱼类的推进机理和鱼类仿生技术的研究中，产生的研究成果将对许多工程问题，尤其是对水下航行器的推进有着重要指导意义和应用价值。
[0003]然而鱼类在水中运动所产生的流场和相应的推进力是不可直接测量的。目前，对鱼类运动的研究方法有三种：理论分析、实验测量和数值模拟。但要得到鱼类运动的理论解析解是非常困难的，实验测量和数值模拟都是对鱼类运动某种简化之后的研究工作，一般来说实验得到的结果更接近真实流动，但现有的鱼类运动实验设备很少且并未发现满足将鱼类游动姿态，流场变化和产生的推动力同时研究的试验装置，同时现有的一些手段实施成本较高，对一般的科研工作者而言难度较大。因此设计一种实验成本低，测量精度高的研究鱼类运动的实验设备具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种研究鱼类游动的实验装置及实验方法，可以用来研究鱼类游动时尾部流场变化与产生作用力大小关系。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是: 一种研究鱼类游动的实验装置，包括实验水箱，实验水箱内设有传感器鱼罩机构，传感器鱼罩机构外侧设有固定机构，传感器鱼罩机构包括上鱼罩和下鱼罩，上鱼罩和下鱼罩均为双层结构，上鱼罩和下鱼罩内铺设应力应变片，上鱼罩和下鱼罩通过捆扎装置固定，上鱼罩和下鱼罩上均设有连接头，固定机构包括上固定装置和下固定装置，上固定装置和下固定装置包括连接杆，连接杆端部设有固定架，固定架上设有若干连接块，连接块上设有与紧固螺杆配合的螺纹孔，紧固螺杆端部与连接头连接。
[0006]优选的方案中，所述固定架上设有导杆，连接块上设有与导杆配合的通孔，连接块上设有锁紧螺钉。
[0007]优选的方案中，所述实验水箱内壁设有铰接座，上固定装置上的连接杆转动安装在铰接座上。
[0008]优选的方案中，所述捆扎装置包括扎带，上鱼罩上设有若干卡接槽，下鱼罩上设有若干与扎带配合的紧固头，扎带穿过卡接槽中后卡装在紧固头中。
[0009]优选的方案中，所述实验水箱内设有支撑杆，支撑杆上端设有支撑座，支撑座上设有滑槽，夹紧板沿滑槽滑动，支撑座一侧设有与滑槽连通的调节槽，定位螺丝通过调节槽与夹紧板连接。
[0010]优选的方案中，所述实验水箱底部设有滑动槽，支撑杆下端设有与滑动槽配合的滑块。
[0011]优选的方案中，所述实验水箱内设有加氧探头。
[0012]优选的方案中，所述实验水箱外侧对称设置激光发生器。
[0013]优选的方案中，所述实验水箱上方设有照明系统和摄像机。
[0014]本专利技术还提供一种研究鱼类游动的实验方法，包括以下步骤：步骤一、实验水箱中加入水，水位高过传感器鱼罩机构，在实验水箱中加入示踪粒子；步骤二、将实验鱼头部穿设在传感器鱼罩机构内，通过捆扎装置将鱼头固定在上鱼罩和下鱼罩之间；步骤三、调整连接块的位置并通过锁紧螺钉锁定，转动紧固螺杆使紧固螺杆端部与连接头连接；步骤四、采集数据。
[0015]本专利技术提供的一种研究鱼类游动的实验装置及实验方法，通过鱼罩内铺设的应力应变片与PIV粒子测速系统相配合，经计算机处理后可精准测量鱼类不同运动状态下，尾部产生的卡门旋涡的形态变化与鱼类游动产生的力的大小和方向的关系，将鱼的游动姿态，流场中卡门旋涡的情况，产生的驱动力情况三者进行观测记录，可得到更加科学准确地鱼类游动数据，一定程度上弥补了当前鱼类运动实验装置的空白；鱼头传感装置为可调结构，一定范围内可适用于大小，种类不同的鱼类进行研究，且实验成本较低，测量结果精确度较高。
附图说明
[0016]下面结合附图和实施实例对本专利技术作进一步说明：图1本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术的内部结构示意图；图3为传感器鱼罩机构的结构示意图；图4为应力应变片的分布示意图；图5为扎带的连接示意图；图6为上固定装置的结构示意图；图7为夹紧板的安装示意图；图中：实验水箱1，上鱼罩2，下鱼罩3，应力应变片4，连接头5，连接杆6，固定架7，连接块8，紧固螺杆9，导杆10，锁紧螺钉11，铰接座12，扎带13，卡接槽14，紧固头15，支撑杆16，支撑座17，夹紧板18，调节槽19，定位螺丝20，加氧探头21，激光发生器22，照明系统23，摄像机24，滑动槽25，滑块26。
具体实施方式
[0017]如图1~4所示，一种研究鱼类游动的实验装置，包括实验水箱1，实验水箱1为透明材质，实验水箱1内设有传感器鱼罩机构，传感器鱼罩机构外侧设有固定机构，传感器鱼罩机构包括上鱼罩2和下鱼罩3，上鱼罩2和下鱼罩3均为双层结构，上鱼罩2和下鱼罩3为防水
材质，具体可选POE或者PVC塑料，上鱼罩2和下鱼罩3内铺设应力应变片4，应力应变片4通过电线与数据采集系统连接，数据采集系统选用计算机，上鱼罩2和下鱼罩3通过捆扎装置固定在鱼头上，捆扎装置可以选用扎带，上鱼罩2和下鱼罩3上均设有连接头5，固定机构包括上固定装置和下固定装置，上固定装置和下固定装置包括连接杆6，连接杆6端部设有固定架7，连接杆6端部与实验水箱1内壁连接，固定架7上设有若干连接块8，连接块8上设有与紧固螺杆9配合的螺纹孔，紧固螺杆9端部与连接头5连接。通过紧固螺杆9与连接头5连接，实现固定机构对传感器鱼罩机构的连接固定。
[0018]优选的，如图6所示，所述固定架7上设有导杆10，连接块8上设有与导杆10配合的通孔，连接块8上设有锁紧螺钉11。
[0019]通过使连接块8沿导杆10移动，方便调整连接块8的位置。
[0020]所述实验水箱1内壁设有铰接座12，上固定装置上的连接杆6转动安装在铰接座12上。
[0021]通过将上固定装置的连接杆6转动安装在铰接座12上，方便将上固定装置和下固定装置分离较大的空间，方便实验鱼的固定。
[0022]优选的，如图3和5所示，所述捆扎装置包括扎带13，上鱼罩2上设有若干卡接槽14，下鱼罩3上设有若干与扎带13配合的紧固头15，扎带13穿过卡接槽14中后卡装在紧固头15中，扎带13的凸起连接端不能穿过卡接槽14。
[0023]该捆扎装置使扎带13设置在鱼的两侧，防止上鱼罩2或下鱼罩3发生褶皱，保证应力应变片4与鱼的紧密贴合。
[0024]优选的，如图7所示，所述实验水箱1内设有支撑杆16，支撑杆16上端设有支撑座17，支撑座17上设有滑槽，夹紧板18沿滑槽滑动，两个夹紧板18成对设置，夹紧板18的相对侧设有缓冲垫，减少对鱼的损伤，支撑座17一侧设有与滑槽连通的调节槽19，定位螺丝20通过调节槽19与夹紧板18连接。
[0025]通过两个夹紧板18将鱼固定，方便对传感器鱼罩机构的安装。
[0026]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种研究鱼类游动的实验装置，其特征在于，包括实验水箱（1），实验水箱（1）内设有传感器鱼罩机构，传感器鱼罩机构外侧设有固定机构，传感器鱼罩机构包括上鱼罩（2）和下鱼罩（3），上鱼罩（2）和下鱼罩（3）均为双层结构，上鱼罩（2）和下鱼罩（3）内铺设应力应变片（4），上鱼罩（2）和下鱼罩（3）通过捆扎装置固定，上鱼罩（2）和下鱼罩（3）上均设有连接头（5），固定机构包括上固定装置和下固定装置，上固定装置和下固定装置包括连接杆（6），连接杆（6）端部设有固定架（7），固定架（7）上设有若干连接块（8），连接块（8）上设有与紧固螺杆（9）配合的螺纹孔，紧固螺杆（9）端部与连接头（5）连接。2.根据权利要求1所述的一种研究鱼类游动的实验装置，其特征在于，所述固定架（7）上设有导杆（10），连接块（8）上设有与导杆（10）配合的通孔，连接块（8）上设有锁紧螺钉（11）。3.根据权利要求1所述的一种研究鱼类游动的实验装置，其特征在于，所述实验水箱（1）内壁设有铰接座（12），上固定装置上的连接杆（6）转动安装在铰接座（12）上。4.根据权利要求1所述的一种研究鱼类游动的实验装置，其特征在于，所述捆扎装置包括扎带（13），上鱼罩（2）上设有若干卡接槽（14），下鱼罩（3）上设有若干与扎带（13）配合的紧固头（15），扎带（13）穿过卡接槽（14）中后卡装在紧固头（15）中。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：高振军，李文杨，司长青，张建波，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：