一种基于磁生物学效应的寄生蜂生长繁育优化装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于磁生物学效应的寄生蜂生长繁育优化装置，包括人工磁场处理系统、环境因子监控系统、寄生蜂生长繁育系统、数据储存与控制模块，寄生蜂生长繁育系统的生长繁育箱（10）位于人工磁场处理系统的法拉第笼（4）内，环境因子监控系统的全光谱光源（1）设置在人工磁场处理系统的顶部、且环境因子监控系统的各监控设备设置在生长繁育箱（10）内，生长繁育箱（10）内设有寄生蜂定时定量自动喂食器（5）以及用于灭杀寄生蜂寄主卵的紫外线辐射灯（6），且以上各系统均由数据储存与控制模块联动控制。本发明专利技术的装置构建了基于磁生物学效应的一体化寄生蜂生长繁育优化系统，开源性好、控制精准、整合度高、效果显著。效果显著。效果显著。

An optimization device for parasitic wasp growth and breeding based on magnetobiological effect

【技术实现步骤摘要】
一种基于磁生物学效应的寄生蜂生长繁育优化装置


[0001]本专利技术属于寄生蜂繁殖设备
，具体地说是一种基于磁生物学效应的寄生蜂生长繁育优化装置。

技术介绍

[0002]许多动物保守地进化出感受和利用地磁场信息的能力，如用于地磁定向和导航等。对于生物磁感受（Magnetoreception）及其机制研究最早开始于1982年，但至今有关生物（尤其是动物）如何获取并利用GMF中的矢量信息这一问题仍悬而未解。伴随交叉学科的飞速发展，研究人员利用静态磁场发现了生物（包括昆虫）基于生理、发育、生殖、代谢和行为的一系列磁生物学响应表型，基于磁颗粒的磁感受假说和基于CRYs的自由基对量子效应假说获得了普遍认可。
[0003]4.5mT的静态磁场对果蝇产卵没有影响，但增加了卵、幼虫和蛹的死亡率，降低了成虫的生存能力；在胚胎发生早期暴露于弱静态磁场后，黑腹果蝇和烟草夜蛾的孵化率有所下降。9.4T和 14.1T的强磁场对蚊卵的孵化有明显延迟；处于98mT的磁场下，天牛的生存能力显著提升，然而60mT的静态磁场会延迟两种果蝇的胚胎发育和胚后发育，并引起生存能力减弱。近期研究表明，发现褐飞虱生理发育和生殖调控对磁场强度变化响应显著，总体表现为地磁强度升高（弱磁场强度范畴）显著提高了雌成虫产卵量、卵孵化率及卵黄原蛋白基因相对表达量。由于昆虫是r对策者，个体小且具有强大的生殖力，因此为有限空间对大量昆虫适合度和生殖力进行基于磁场处理的优化提供了可能，或通过发现其对外界不同类型（静态磁场和动态磁场）、不同强度（亚磁空间，<5μT；弱磁场,5μT
ꢀ–ꢀ
1mT；中等强度磁场,1mT
ꢀ–ꢀ
1T;强磁场,1T
ꢀ–ꢀ
20T；超强磁场,>20T）磁场的响应而最终获得昆虫生长繁育优化的最优策略。
[0004]作为可以寄生多种农业林业害虫的昆虫，就全世界来看，寄生蜂（包括细腰亚目所有寄生性蜂类，如螟黄赤眼蜂、松毛虫赤眼蜂、广大腿小蜂、麦蛾茧蜂等）是最主要的生物防治的天敌昆虫。现有的寄生蜂繁殖装置只能控制装置内的温湿度等条件，并通过优化除磁场外的环境因子进行生长繁育优化，还未现能够控制装置内磁场的装置，基于寄生蜂生长繁育及适合度可能存在的磁响应，亟待研发一种可以同时控制装置内磁场、及其他环境因子（如温湿度以及光照）的寄生蜂生长繁育优化装置。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种基于磁生物学效应的寄生蜂生长繁育优化装置；全新的寄生蜂生长繁育优化装置填补了现阶段控制磁场条件下的寄生蜂繁育装置的空白，同时为开展以寄生蜂为对象的磁响应（磁感受）的相关实验提供一套更科学设计、更加高效、高自动化程度的、环境因子精确可控的研究装置，也为后续生物防治工厂进行基于磁生物学效应的大规模寄生蜂生长繁育优化提供一套全新优化原理、低成本、自动化程度高的装置。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案解决的：一种基于磁生物学效应的寄生蜂生长繁育优化装置，其特征在于：该寄生蜂生长繁育优化装置包括用于为整个装置提供磁场处理的人工磁场处理系统、用于为寄生蜂生长繁育系统提供可控的温湿度和光照条件的环境因子监控系统、用于饲养和繁育寄生蜂的寄生蜂生长繁育系统、以及能够采集存储实时数据和进行参数调整的数据储存与控制模块；寄生蜂生长繁育系统的生长繁育箱位于人工磁场处理系统的三维亥姆霍兹线圈内，环境因子监控系统的全光谱光源设置在人工磁场处理系统的顶部、且环境因子监控系统的各监测设备设置在生长繁育箱内，生长繁育箱内设有给寄生蜂定时定量喂食的自动喂食器以及用于灭杀寄生蜂寄主卵的紫外线辐射灯，且人工磁场处理系统、环境因子监控系统及寄生蜂生长繁育系统均由数据储存与控制模块联动控制。
[0007]所述的自动喂食器设置在生长繁育箱的侧壁上，自动喂食器由储存营养液的营养仓和其下方的脱脂海绵构成，自动喂食器通过线路与数据储存与控制模块中的微控制器相连接，微控制器能够控制自动喂食器的营养仓定时打开并定量释放营养液于脱脂海绵上，供寄生蜂成虫在脱脂海绵上取食。
[0008]所述生长繁育箱的四壁和底部采用白色不透光亚克力板且顶部采用灯光扩散板制成，灯光扩散板与全光谱光源组合能够产生均匀自然的光；所述生长繁育箱的其中一侧壁上开有箱体侧门且箱体侧门通过转轴实现转动打开；所述的紫外线辐射灯设置在灯光扩散板的底部且紫外线辐射灯通过线路与紫外灯设置处理器相连接。
[0009]所述的生长繁育箱内布置有至少一层透光玻璃隔板且透光玻璃隔板的底部皆对应布置有一个通过线路与紫外灯设置处理器相连接的紫外线辐射灯。
[0010]所述生长繁育箱的侧壁上设有用于实时监测寄生蜂羽化情况的高清鱼眼摄像头，且高清鱼眼摄像头通过线路与基于机器学习视频行为识别的微小动物动作识别系统相连，基于机器学习视频行为识别的微小动物动作识别系统能够将高清鱼眼摄像头拍摄的画面实时转化并输送至数据储存与控制模块，当生长繁育箱内的寄生蜂出现成蜂羽化或死亡率超过阈值时通知数据储存与控制模块。
[0011]所述的人工磁场处理系统包括三维亥姆霍兹线圈、用于屏蔽外界动态磁场噪音干扰的法拉第笼以及用于调节三维亥姆霍兹线圈内部电流大小与方向的大功率可编程直流/交流电源，三维亥姆霍兹线圈通过线路与大功率可编程直流/交流电源相连接；当三维亥姆霍兹线圈产生的人工磁场为静态磁场时（频率为0，特定强度），法拉第笼位于生长繁育箱与三维亥姆霍兹线圈之间,且环境因子监控系统的全光谱光源设置在三维亥姆霍兹线圈顶部；当三维亥姆霍兹线圈产生的人工磁场为动态磁场（特定频率与强度磁场）时，法拉第笼位于三维亥姆霍兹线圈外侧且环境因子监控系统的全光谱光源设置在法拉第笼顶部。
[0012]所述的大功率可编程直流/交流电源功率最高可达800W，能够与环境因子监控系统中的磁通门计通讯，大功率可编程直流/交流电源通过磁通门计向微控制器反馈生长繁育箱内的实时磁场变化、微控制器联动调节三维亥姆霍兹线圈内部的电流大小与方向。
[0013]所述的环境因子监控系统的监测设备包括监测生长繁育箱内实时磁场变化的磁通门计、监测生长繁育箱内实时光强和温湿度的温湿度及光强传感器，且生长繁育箱内至少设有一组分别位于高清鱼眼摄像头上下侧的磁通门计和温湿度及光强传感器。
[0014]所述的数据储存与控制模块包括微控制器、数据存储控制中心、可移动工作站，微
控制器通过线路与数据存储控制中心相连并将获得的数据传输给数据存储控制中心，数据存储控制中心通过线路与远端的可移动工作站相连，以实现数据和操作的可视化；微控制器通过线路与环境因子监控系统的监测设备相连接，微控制器通过线路与全光谱光源的光源设置处理器相连接，微控制器通过线路与连接紫外线辐射灯的紫外灯设置处理器相连接，微控制器通过线路与生长繁育箱内的自动喂食器、高清鱼眼摄像头和基于机器学习视频行为识别的微小动物动作识别系统相连接，微控制器通过线路与人工磁场处理系统中的大功率可编程直流/交流电源相连接，微控制器通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于磁生物学效应的寄生蜂生长繁育优化装置，其特征在于：该寄生蜂生长繁育优化装置包括用于为整个装置提供磁场处理的人工磁场处理系统、用于为寄生蜂生长繁育系统提供可控的温湿度和光照条件的环境因子监控系统、用于饲养和繁育寄生蜂的寄生蜂生长繁育系统、以及能够采集存储实时数据和进行参数调整的数据储存与控制模块；寄生蜂生长繁育系统的生长繁育箱（10）位于人工磁场处理系统的三维亥姆霍兹线圈（3）内，环境因子监控系统的全光谱光源（1）设置在人工磁场处理系统的顶部、且环境因子监控系统的各监测设备设置在生长繁育箱（10）内，生长繁育箱（10）内设有给寄生蜂定时定量喂食的自动喂食器（5）以及用于灭杀寄生蜂寄主卵的紫外线辐射灯（6），且人工磁场处理系统、环境因子监控系统及寄生蜂生长繁育系统均由数据储存与控制模块联动控制。2.根据权利要求1所述的基于磁生物学效应的寄生蜂生长繁育优化装置，其特征在于：所述的自动喂食器（5）设置在生长繁育箱（10）的侧壁上，自动喂食器（5）由储存营养液的营养仓（22）和其下方的脱脂海绵（23）构成，自动喂食器（5）通过线路与数据储存与控制模块中的微控制器（14）相连接，微控制器（14）能够控制自动喂食器（5）的营养仓（22）定时打开并定量释放营养液于脱脂海绵（23）上，供寄生蜂成虫在脱脂海绵（23）上取食。3.根据权利要求1所述的基于磁生物学效应的寄生蜂生长繁育优化装置，其特征在于：所述生长繁育箱（10）的四壁和底部采用白色不透光亚克力板且顶部采用灯光扩散板（17）制成，灯光扩散板（17）与全光谱光源（1）组合能够产生均匀自然的光；所述生长繁育箱（10）的其中一侧壁上开有箱体侧门（18）且箱体侧门（18）通过转轴（20）实现转动打开；所述的紫外线辐射灯（6）设置在灯光扩散板（17）的底部且紫外线辐射灯（6）通过线路与紫外灯设置处理器（13）相连接。4.根据权利要求3所述的基于磁生物学效应的寄生蜂生长繁育优化装置，其特征在于：所述的生长繁育箱（10）内布置有至少一层透光玻璃隔板（19）且透光玻璃隔板（19）的底部皆对应布置有一个通过线路与紫外灯设置处理器（13）相连接的紫外线辐射灯（6）。5.根据权利要求3所述的基于磁生物学效应的寄生蜂生长繁育优化装置，其特征在于：所述生长繁育箱（10）的侧壁上设有用于实时监测寄生蜂羽化情况的高清鱼眼摄像头（8），且高清鱼眼摄像头（8）通过数据传输线与基于机器学习视频行为识别的微小动物动作识别系统（24）相连，基于机器学习视频行为识别的微小动物动作识别系统（24）能够提取高清鱼眼摄像头拍摄画面的视频特征行为动作信号并实时输送至数据储存与控制模块，当生长繁育箱（10）内的寄生蜂出现成蜂羽化或超过设定死亡阈值时联动通知数据储存与控制模块。6.根据权利要求1
‑
5任一所述的基于磁生物学效应的寄生蜂生长繁育优化装置，其特征在于：所述的人工磁场处理系统包括三维亥姆霍兹线圈（3）、用于屏蔽外...

【专利技术属性】
技术研发人员：万贵钧，高振圳，陈法军，张颖，何煜堃，吕长宁，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：