[发明专利]一种研究鱼类游动的实验装置及实验方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

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。

发明内容

本发明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。

为解决上述技术问题，本发明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。

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。

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。

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。

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。

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。

优选的方案中，所述实验水箱内设有加氧探头。

优选的方案中，所述实验水箱外侧对称设置激光发生器。

优选的方案中，所述实验水箱上方设有照明系统和摄像机。

本发明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；