[发明专利]一种悬臂梁式昆虫或小型动物爬附力的测量装置与方法

权利要求书

1.一种悬臂梁式昆虫或小型动物爬附力的测量装置，其特征在于，包括悬臂梁握持器(1)、应变片测力单元(2)、试样台(3)、xy轴移动机构(4)、z轴移动机构(5)和CCD成像系统(6)，xy轴移动机构(4)连接z轴移动机构(5)和试样台(3)，悬臂梁握持器(1)连接应变片测力单元(2)。

2.如权利要求1所述的悬臂梁式昆虫或小型动物爬附力的测量装置，其特征在于，所述的悬臂梁握持器(1)包括扭转悬臂梁(11)，扭转悬臂梁(11)的前端设有握持孔(12)，握持孔(12)连接牵线(13)，扭转悬臂梁(11)的根部设有四个梁组成的扭转段(14)，四个梁依次转动90°。

3.如权利要求1所述的悬臂梁式昆虫或小型动物爬附力的测量装置，其特征在于，所述的应变片测力单元(2)包括z向a、b应变片(21)，z向c、d应变片(22)、y向a、b应变片(23)和y向c、d应变片(24)；所述的z向a、b应变片(21)和z向c、d应变片(22)以及y向a、b应变片(23)和y向c、d应变片(24)分别组成桥式电路。

4.如权利要求1所述的悬臂梁式昆虫或小型动物爬附力的测量装置，其特征在于，所述的试样台3包括托杆(33)，托杆(33)的一端连接托板(32)，托板(32)上设有试样板(31)，试样板(31)上设有实验罩(34)，实验罩(34)具有门(36)，托板(32)的四个角固接固定块(35)。

5.如权利要求1所述的悬臂梁式昆虫或小型动物爬附力的测量装置，其特征在于，所述的xy移动机构(4)由x步进电机(41)、x螺杆(42)、x螺母(43)、xy架(44)、y步进电机(45)、y螺杆(46)和y螺母(47)组成；所述的x步进电机(41)连接x螺杆(42)，x螺杆(42)连接x螺母(43)，所述的y步进电机(45)连接y螺杆(46)，y螺杆(46)连接y螺母(47)，所述的xy架(44)与x步进电机(41)、y螺母(47)固接且与x螺杆(42)转动连接。

6.如权利要求1所述的悬臂梁式昆虫或小型动物爬附力的测量装置，其特征在于，所述的z轴移动机构(5)包括z步进电机(51)、z螺杆(52)、z螺母(53)和zy架(54)；所述的z步进电机(51)连接z螺杆(52)，z螺杆(52)连接z螺母(53)，z螺母(53)固接zy架(54)。

7.如权利要求1所述的悬臂梁式昆虫或小型动物爬附力的测量装置，其特征在于，所述的CCD成像系统(6)包括俯视摄像机(61)、侧视摄像机(62)和投影光源(63)。

8.如权利要求1所述的悬臂梁式昆虫或小型动物爬附力的测量装置，其特征在于，还包括数据处理与控制系统，所述的数据处理与控制系统包括计算机(74)，计算机(74)连接测力模块(71)、图像分析模块(72)和驱动控制模块(73)，所述的应变片测力单元2包括z向a、b应变片(21)，z向c、d应变片(22)、y向a、b应变片(23)和y向c、d应变片(24)，所述的xy轴移动机构(4)包括x步进电机(41)和y步进电机(45)，所述的z轴移动机构(5)包括z步进电机(51)，所述的CCD成像系统(6)包括俯视摄像机(61)、侧视摄像机(62)和投影光源(63)，所述的测力模块(71)连接z向a、b应变片(21)，z向c、d应变片(22)、y向a、b应变片(23)和y向c、d应变片(24)，所述的图像分析模块(72)连接俯视摄像机(61)和侧视摄像机(62)，所述的驱动控制模块(73)连接x步进电机(41)、y步进电机(45)、z步进电机(51)和投影光源(63)。

9.一种悬臂梁式昆虫或小型动物爬附力的测量方法，其特征在于，采用权利要求1所述的悬臂梁式昆虫或小型动物爬附力的测量装置，具体步骤为：

第一步：将昆虫或小型动物置于试样台(3)上；

第二步：以所述的应变片测力单元(2)和CCD成像系统(6)观测昆虫或小型动物自由爬行时的爬附力及其步态，所述的试样台(3)下移时测爬附力，或快速水平移动测昆虫或小型动物的步态失衡速度和爬附力；

第三步：计算昆虫或小型动物的爬附力。