本发明专利技术公开了一种用于活体昆虫运动行为控制的电子背包，可以有效实现对多种昆虫多种运动模式的无线控制。该电子背包具有柔性基底电路，无线传输模块、可充电电池、电容位于柔性基底电路上表面，单片机芯片、电阻位于柔性基底电路下表面。单片机芯片GP2引脚焊位与无线传输模块输出引脚焊位连接，接收无线通讯模块信息；单片机芯片VDD与VSS引脚焊位分别连接可充电电池的正负极焊位。单片机芯片的VSS、GP4和GP5通过连接线引出至柔性基底电路上刺激电极焊位，刺激电极焊位与三根刺激电极连接；各连接关系均通过柔性基底电路实现。位于电子背包背面的单片机芯片表面与昆虫胸部上表面黏贴固定，进一步刺激电极植入昆虫刺激位点，从而完成昆虫机器人的装配。而完成昆虫机器人的装配。而完成昆虫机器人的装配。
【技术实现步骤摘要】
一种用于活体昆虫运动行为控制的电子背包
[0001]本专利技术涉及微机电系统等
，具体涉及一种用于活体昆虫运动行为控制的电子背包。
技术介绍
[0002]昆虫机器人以昆虫为载体，通过人工刺激模块精确控制载体行为，进而实现对昆虫自身的飞行、跳跃、爬行等运动能力的动态预设。相比于仿生昆虫机器人，昆虫机器人大幅度简化了机械结构，并继承了昆虫载体的外观与运动能力，利用昆虫自身产生的能量维持运动，其整体能耗比仿生昆虫机器人的大为减少。在人工干预控制下，昆虫机器人不仅能成为持久续航的飞行器，并且依靠其自身的感官系统实时捕捉收集目标区域环境信息，例如灾难现场和战场等情况极度危险的地域环境。因此，昆虫机器人更加符合军事侦查等特殊需求，在国防安保、危险环境勘探、灾区搜救等领域具有极其广泛的应用前景。其次，近年来由于地球生态环境的变化，生物多样性急剧减少，包含昆虫在内的诸多动物濒临灭绝，利用昆虫机器人对昆虫的繁殖和迁徙进行人为控制，提高濒临物种的繁衍能力，帮助其获得更适宜的生存环境，对保护生物多样性具有重要意义。
[0003]相比于甲虫、天蛾等常用昆虫机器人载体，以蜜蜂为代表的小型昆虫具有更高的隐蔽性与更快的飞行速度，是更为理想的运动控制载体。近年来，虽然研究人员已研发出能够实现对甲虫、天蛾等大型昆虫进行人为运动干预的控制装置，但仍然未开发适用于小型昆虫运动控制的电子背包。目前，现有的电子背包普遍存在重量与体积过大、与昆虫身体结构适应性差等方面的不足。因此，开发轻质柔性的昆虫运动控制电子背包对昆虫机器人的发展具有重要意义。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种用于活体昆虫运动行为控制的电子背包，符合小型昆虫负载特点，且体积小、重量轻、具有柔性的用于活体昆虫运动行为控制的电子背包，可以有效地实现对多种昆虫多种运动模式的无线控制，推动昆虫机器人的发展。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的技术方案为：一种用于活体昆虫运动型为控制的电子背包，包括柔性基底电路、无线传输模块、单片机芯片、可充电电池、电容、电阻和刺激电极。
[0006]其中无线传输模块、可充电电池、电容位于柔性基底电路上表面。
[0007]单片机芯片、电阻位于柔性基底电路下表面。
[0008]单片机芯片采用引脚塑封双列扁平无脚封装的8位8引脚CMOS闪存单片机；单片机芯片GP2引脚焊位与无线传输模块输出引脚焊位连接，用于进行无线通讯模块信息接收；单片机芯片VDD与VSS引脚焊位分别连接可充电电池的正负极焊位。
[0009]各连接关系均通过柔性基底电路实现。
[0010]单片机芯片的GP0、GP1、GP3、VSS、VDD引脚用于为单片机提供程序编写服务，通过电路连接线引出至柔性基地电路上的程序编写引脚；
[0011]单片机芯片的VSS、GP4和GP5通过连接线引出至柔性基底电路上对应刺激电极焊位，刺激电极焊位与三根刺激电极连接；与GP4、GP5连接的刺激电极作为正电极，植入昆虫作为刺激位点的组织；与VSS连接的刺激电极作为地电极，植入昆虫被视为0电位的组织。
[0012]位于电子背包背面的单片机芯片表面与昆虫胸部上表面黏贴固定，进一步刺激电极植入昆虫刺激位点，从而完成昆虫机器人的装配。
[0013]进一步地，柔性基底电路采用微米级聚酰亚胺薄膜作为基底材料，薄膜表面电路通过双面丝网印刷技术制备。
[0014]进一步地，聚酰亚胺基底设置的焊位和引脚，具体有：9个无线传输模块引脚焊位、9个单片机芯片引脚焊位、2个电容引脚焊位、2个电阻引脚焊位、3个刺激电极焊位、5个程序编写引脚和引脚连接线路。
[0015]无线传输模块引脚焊位用于固定无线传输模块。单片机芯片引脚焊位用于固定单片机芯片。电容引脚焊位用于固定电容；电阻引脚焊位用于固定电阻；3个刺激电极焊位用于与三根刺激电极连接，同时与单片机芯片的VSS、GP4和GP5连接。
[0016]程序编写引脚与单片机芯片上的为单片机提供程序编写服务的引脚连接。聚酰亚胺基底厚度范围在10
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150微米，引脚连接线路中线距范围为100
‑
254微米，线宽范围为50
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100微米，过孔直径范围为25
‑
2540微米。
[0017]进一步地，5个程序编写引脚同时包含2个电池焊位。
[0018]进一步地，无线传输模块基于红外通讯方式，选用TSOP封装。
[0019]进一步地，电容和电阻选用0201封装。
[0020]进一步地，刺激电极选用直径50
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150微米的镀锡铜线。
[0021]有益效果：
[0022]1、本专利技术提供的一种用于活体昆虫运动行为控制的电子背包，本专利技术包含了基于双面丝网印刷加工的柔性基底电路，体积小且具有柔性，便于适应不同昆虫的身体结构特点。结构紧凑、高度集成、体积小、重量轻、具有柔性，便于适应不同昆虫重心分布与负载特点，能够很好地满足昆虫机器人对于电子背包的需求，进而有效实现对昆虫的运动控制。
[0023]2、本专利技术提供的一种用于活体昆虫运动行为控制的电子背包，包含了基于红外通讯的无线传输模块，可实现对于昆虫运动行为的远程遥控。
[0024]3、本专利技术提供的一种用于活体昆虫运动行为控制的电子背包，包含了采用小尺寸封装的无线传输模块、单片机芯片、电容和电阻。可以使电子背包重量大幅度减小，进而适应蜜蜂等小型昆虫以及蟑螂等大型昆虫的负载能力，同时减小电子背包对于昆虫正常生理活动的影响。
[0025]4、本专利技术提供的一种用于活体昆虫运动行为控制的电子背包，包含了直径仅为50微米的柔性刺激电极，尺寸小，进而降低对昆虫生理组织的损伤，有利于保证昆虫组织功能的完整性。
附图说明
[0026]图1是本专利技术中活体昆虫运动行为控制的电子背包柔性基底电路正面示意图；
[0027]图2是本专利技术中活体昆虫运动型为控制的电子背包柔性基底电路背面示意图；
[0028]图3是本专利技术中活体昆虫运动行为控制的电子背包正面示意图；
[0029]图4是本专利技术中活体昆虫运动行为控制的电子背包背面示意图；
[0030]图5是本专利技术中活体昆虫运动行为控制的电子背包安装在昆虫身上的结构示意图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。
[0032]本专利技术提供了一种用于活体昆虫运动行为控制的电子背包，包括柔性基底电路、无线传输模块、单片机芯片、可充电电池、电容、电阻和刺激电极。刺激电极、单片机芯片、无线传输模块和可充电电池通过焊接与柔性基底电路连接。刺激电极植入昆虫作为刺激位点的生理组织。
[0033]其中无线传输模块2、可充电电池4、电容5位于柔性基底电路1上表面。
[0034]单片机芯片3、电阻6位于柔性基底电路1下表面。
[0035]单片机芯片3采用引脚塑封双列扁平无脚封装的8位8引脚CMOS闪本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于活体昆虫运动型为控制的电子背包，其特征在于，包括柔性基底电路(1)、无线传输模块(2)、单片机芯片(3)、可充电电池(4)、电容(5)、电阻(6)和刺激电极(7)；其中无线传输模块(2)、可充电电池(4)、电容(5)位于柔性基底电路(1)上表面；单片机芯片(3)、电阻(6)位于柔性基底电路(1)下表面；单片机芯片(3)采用引脚塑封双列扁平无脚封装的8位8引脚CMOS闪存单片机；单片机芯片GP2引脚焊位与无线传输模块输出引脚焊位连接，用于进行无线通讯模块信息接收；单片机芯片VDD与VSS引脚焊位分别连接可充电电池(4)的正负极焊位；各连接关系均通过柔性基底电路(1)实现；单片机芯片(3)的GP0、GP1、GP3、VSS、VDD引脚用于为单片机提供程序编写服务，通过电路连接线引出至柔性基地电路(1)上的程序编写引脚；单片机芯片(3)的VSS、GP4和GP5通过连接线引出至柔性基底电路(1)上对应刺激电极焊位，刺激电极焊位与三根刺激电极连接；与GP4、GP5连接的刺激电极作为正电极，植入昆虫作为刺激位点的组织；与VSS连接的刺激电极作为地电极，植入昆虫被视为0电位的组织；位于电子背包背面的单片机芯片(3)表面与昆虫胸部上表面黏贴固定，进一步刺激电极(7)植入昆虫刺激位点，从而完成昆虫机器人的装配。2.如权利要求1所述的活体昆虫运动行为控制的电子背包，其特征在于，所述柔性基底电路(1)采用微米级聚酰亚胺薄膜作为基底材料，薄膜表面电路通过双面丝网印刷技术制备。3.如权利要求2所述的活体昆虫运动行为控制的电子背包，其特征在于，所述聚酰亚胺基底(1
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1)设置的焊位和引脚，具体有：9个无线传输模块引脚焊位(1
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2)、9个单片机芯片引脚焊位(1
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3)、2个电容引脚焊位(1
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4)、2个电阻引脚焊位(1
‑
5)、3个刺激电极焊位...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵杰亮，余丽，马志云，王文中，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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