[发明专利]一种基于动量定理的黑斑蛙跳跃力测定装置

说明书

技术领域

本发明涉及生物实验室测量装置领域，具体的说是一种基于动量定理的黑斑蛙跳跃力测定装置。

背景技术

黑斑蛙跳跃力实际上可以反映出该黑斑蛙的生物基因特性和健康状况，因而对黑斑蛙的跳跃力测定有着重要的研究意义。现在生物实验室在黑斑蛙跳跃力测定装置方面比较缺乏，虽然通过压力传感器和拉力传感器可以进行直接测量，但是对传感器的灵敏度要求很高，测量装置也较为复杂，制造成本昂贵，而且对于高精度测量装置容易失效，难以维护。

针对上述情况，专利CN201610591501提出一种纯物理测量装置，该装置主要利用勾股定理和受力平衡方程来实现黑斑蛙跳跃力测量计算，仔细分析之后，发现该方案中黑斑蛙跳动时绳子与水平线的夹角是一个不断变化的量，而该方案将其计算为定值，这会对测量结果产生较大误差，对此，本方案，采用灵敏度较低的应力传感器应用动量定理来设计测定装置，配合光信号感应器应用相似三角形法则和动能守恒定律，共同测量计算出待测黑斑蛙的跳跃力，并且设计了自动抓取机构和计算数据分析系统，该装置的自动化程度较高，测量结果较为准确。

发明内容

针对现有工作人员在积极解决上述问题，但是尚未取得有效的改善，本发明提供一种基于动量定理的黑斑蛙跳跃力测定装置，采用灵敏度较低的应力传感器应用动量定理来设计测定装置，配合光信号感应器应用相似三角形法则和动能守恒定律，共同测量计算出待测黑斑蛙的跳跃力，并且设计了自动抓取机构和计算数据分析系统，该装置的自动化程度较高，测量结果较为准确，对黑斑蛙的生物研究具有重要意义。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于动量定理的黑斑蛙跳跃力测定装置，包括支架、箱体、升降机构、光源、投影板和计算机系统，所述的支架上安装有滑轨和刻度线。滑轨的作用是方便升降机构的运动。刻度线是为了准确测定黑斑蛙起跳时与投影板的距离。

所述的箱体安装在支架上，箱体的形状为矩形，箱体内空，箱体设有一号安装槽、隔板和应力感应片；隔板是用来保护应力感应片的，应力感应片与计算机系统相连接，黑斑蛙起跳时，对隔板的压力会突然增大，应力感应片能够捕捉到该信号传输到计算机系统中，计算机系统会记录黑斑蛙从起跳到离开隔板的时间。

所述的升降机构安装在滑轨上，升降机构上设有控制箱、一号杆、一号电机、一号链传动机构、二号杆、三号杆、抓取装置和视觉识别系统；抓取装置其利用吸尘器原理，可以将黑斑蛙吸附在其上以实现抓取，视觉识别系统为了确定黑斑蛙的位置，将信号反馈给控制箱，然后控制箱控制一号杆、二号杆和三号杆运动，以便抓取装置对黑斑蛙进行抓取和释放。

所述的投影板设置在支架上，其与光源分别分布在箱体的两侧，投影板上均匀分布着光信号感应器；黑斑蛙跳起时，光源的光会被遮挡，在投影板上想成阴影，光信号感应器会将这些阴影信号输送到计算机系统，以确定阴影的高度，利用相似三角形原理，计算出黑斑蛙的跳跃高度。然后根据和联解得出F,即黑斑蛙的跳跃力。

所述的计算机系统安装在支架上，其分别同光信号感应器和应力感应片相连接。计算机系统用来记录分析光信号感应器和应力感应片传输的信号。

优选的，所述的一号链传动机构与二号杆相连接；所述的视觉识别系统通过导线与控制箱相连接，视觉识别系统为了确定黑斑蛙的位置，将信号反馈给控制箱，然后控制箱控制一号杆、二号杆和三号杆运动，以便抓取装置对黑斑蛙进行抓取和释放；所述的二号杆内设有与一号链传动机构相同的传动机构，以便三号杆可以进行旋转。

优选的，所述的隔板和应力感应片分别安装在一号安装槽内，且隔板的安装位置在应力感应片上方，应力感应片与隔板相接触；所述的隔板材料选用软玻片，隔板是用来保护应力感应片的。

优选的，所述的投影板上设有刻度线，且光信号感应器的安装位置与刻度线相对应，黑斑蛙跳起时，光源的光会被遮挡，在投影板上想成阴影，光信号感应器会将这些阴影信号输送到计算机系统，借助这些刻度线可以准确确定阴影的高度。

本发明的有益效果是：本发明提供一种基于动量定理的黑斑蛙跳跃力测定装置，采用灵敏度较低的应力传感器应用动量定理来设计测定装置，配合光信号感应器应用相似三角形法则和动能守恒定律，共同测量计算出待测黑斑蛙的跳跃力，并且设计了自动抓取机构和计算数据分析系统，该装置的自动化程度较高，测量结果较为准确，对黑斑蛙的生物研究具有重要意义。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的正视图；

图2是本发明的左视图；