[发明专利]一种高鞍菊头蝠声音特性模拟装置及方法

说明书

本发明公开了一种高鞍菊头蝠声音特性模拟装置，包括鼻部仿生机构、声波发射机构和控制器，鼻部仿生机构和声波发射机构均固定于底座，控制器电连接声波发生机构；鼻部仿生机构包括鞍状叶部和伸缩部，伸缩部连接所述鞍状叶部；控制器控制声波发生机构发射声波，声波能够到达鞍状叶部。本发明所公开的鼻部仿生机构能够模拟高鞍菊头蝠的生理构造，同时配合声波发射机构运作时，能够改变声波发射机构所发射的声波特性，实现对于高鞍菊头蝠声波发射的进一步深入研究。

技术领域

本发明涉及仿生学领域，具体的，涉及一种高鞍菊头蝠声音特性模拟装置及方法。

背景技术

鼻部是生物体的重要器官，是呼吸通道的起始部分，也是嗅觉器官。由外鼻、鼻腔及鼻旁窦三部分组成，由鼻骨、鼻软骨、鼻肌及被覆皮肤而成。鼻腔被鼻中隔分为左右两腔、前有鼻孔与外界相通，后连通于鼻咽部。而蝙蝠在生物声纳系统利用鼻叶上的复杂褶皱结构对从鼻孔发射出来的超声脉冲进行调整，获得可调节的波束形成。高鞍菊头蝠是生物学家Bourtct于1951年在越南热带雨林中发，当时就惊讶于它所长的非常长的鞍状叶结构，于是就把它命paradoxolophus(意为奇异之冠)。其中高鞍菊头蝠在进化过程中所形成的极其长的鞍状叶突起非常明显的起到这种作用。对于高鞍菊头蝠，现有装置中，缺乏对其进行超声波发声机理的研究装置，仅有相关的数值拟合研究，发明人认为，这不利于对高鞍菊头蝠的进一步研究。

在现有的公开文献中，尚未公开高鞍菊头蝠鼻部的相关研究装置。

发明内容

针对目前对于动物对超声脉冲调整的研究尚处于机理研究阶段，人工鼻叶声波测试装置也很不完善，无法达到动物的声波发出效果，因此急需相应的装置完成发出声波的模拟，通过控制相关器件的运动实现动物鼻叶的模拟、分析和研究。本发明旨在提供一种高鞍菊头蝠声音特性模拟器，并据计算结果对鼻叶的鞍状叶结构的声学功能进行了分析，获得了鼻叶结构在超声定位过程中的作用，同时揭示了高鞍菊头蝠不同寻常的鼻叶背后所蕴含的进化论证据。

本发明的第一目的，是提供一种高鞍菊头蝠声音特性模拟装置。

本发明的第二目的，是提供一种高鞍菊头蝠声音特性模拟方法。

为实现上述发明目的，本发明公开了下述技术方案：

首先，本发明公开了一种高鞍菊头蝠声音特性模拟装置，包括鼻部仿生机构、声波发射机构和控制器，鼻部仿生机构和声波发射机构均固定于底座，控制器电连接声波发生机构；鼻部仿生机构包括鞍状叶部和伸缩部，伸缩部连接所述鞍状叶部，伸缩部能够伸缩；控制器控制声波发生机构发射声波，声波能够到达鞍状叶部。

进一步，所述声波发射器所发射的声波的频率大于20000Hz。

进一步，所述伸缩部包括伸缩控制杆和连接于伸缩控制杆的弹簧伸缩器，伸缩控制杆与弹簧伸缩器相抵，伸缩控制杆与弹簧伸缩器的外侧均包覆卷曲层，卷曲层始终具有对伸缩控制杆施加压力的弹性势能；

弹簧伸缩器的一端所述鞍状叶部焊接连接。

本发明的运行原理，可概述如下：首先随着近几年来对于高鞍菊头蝠的研究深入，高鞍菊头蝠的发声机理逐渐被外界认识，其具有特殊进化的超长鼻，并且鼻子的长度可以改变，从而改变其发声的物理特性。根据物理学原理，其从咽喉部位发出的声波经过上颚和鼻翼的传导，再经过鼻翼的处理，形成超声。因此，本申请通过鼻部仿生机构模拟高鞍菊头蝠的鼻子，并且鼻子的鞍状叶部可以移动，合理的模拟了高鞍菊头蝠在发声时的运行机理，配合当前的研究。

其次，本发明公开了一种高鞍菊头蝠声音特性模拟方法，包括以下步骤：

开启声波发射机构；

控制器控制伸缩部的运动，声波检测装置检测声波的物理性质。

与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：