[发明专利]爬壁动物仿圆柱面攀爬力学与行为测试系统

摘要

本发明涉及一种爬壁动物仿圆柱面攀爬力学与行为测试系统，属测力技术。该系统包括测力装置支架、安装于支架上的仿圆柱面测力装置、用于调理和接收测力传感器应变信号的放大器和计算机，还包括与测力数据实现同步的两个高速摄像机采集装置。其中仿圆柱面测力装置包括仿圆柱面八边形测力传感器阵列、传感器阵列固定轴、固定底板、仿圆柱面测力装置壳体。仿圆柱面八边形测力传感器阵列包括倒T型三维力传感器、“C”型夹具、“Z”型夹具、“L”型夹具和“一”字型夹具。本系统可以测量爬壁动物在圆柱面攀爬运动时每只脚掌与附着表面间的接触反力，并用于分析各足间接触反力的协调关系，同时通过高速摄像同步采集动物攀爬运动时的接触时间和抓附行为等信息。

主权项

一种爬壁动物仿圆柱面攀爬力学与行为测试系统，用于在圆柱面上自由攀爬动物接触反力及各足间接触反力的协调关系和抓附行为的测试，其特征在于：包括传感器测力装置支架、传感器阵列固定轴、第一种传感器组件、第二种传感器组件、数据采集模块、计算机（17）、高速摄像机（16）；其中第一种传感器组件包括承力片（1）、倒T型三维力传感器（2）、“C”型夹具（3）、“Z”字型夹具（5）、“一”字型夹具（4）；其中倒T型三维力传感器（2）包括承力端、第一固定端、第二固定端，承力片（1）安装于倒T型三维力传感器（2）的承力端，“一”字型夹具（4）包括第一固定端和第二固定端，“一”字型夹具（4）位于倒T型三维力传感器（2）的第一固定端和第二固定端所在的支臂下方，“一”字型夹具（4）的第一固定端与倒T型三维力传感器（2）的第一固定端通过“C”型夹具（3）固定，倒T型三维力传感器（2）的第二固定端通过“Z”字型夹具（5）固定于“一”字型夹具（4）的中部；其中第二种传感器组件包括承力片（1）、倒T型三维力传感器（2）、“C”型夹具（3）、“Z”字型夹具（5）、“L”型夹具（7）；其中倒T型三维力传感器（2）包括承力端、第一固定端、第二固定端，承力片（1）安装于倒T型三维力传感器（2）的承力端，“L”字型夹具（7）包括第一夹具臂和第二夹具臂，其中第一夹具臂末端为第一安装端，第二夹具臂末端为第二安装端，“L”字型夹具（7）位于倒T型三维力传感器（2）的第一固定端和第二固定端所在的支臂下方，“L”字型夹具（7）的第一固定端与倒T型三维力传感器（2）的第一固定端通过“C”型夹具（3）固定，倒T型三维力传感器（2）的第二固定端通过“Z”字型夹具（5）固定于“L”字型夹具（7）的第一夹具臂的中部；上述传感器阵列固定轴安装于传感器测力装置支架上，传感器阵列固定轴的中段为多面体结构，设多面体结构的一条棱柱边为基础边，过基础边和中心轴线的面为基础面；按逆时针方向沿基础边依次相邻的两个面为第一外表面和第二外表面，按顺时针方向沿基础边依次相邻的两个面为第三外表面和第四外表面，其中第二外面表和第四外表面之间至少还有一个外表面；上述第一外表面与第三外表面，第二外表面与第四外表面均相对于基础面对称；上述传感器阵列固定轴的第一外表面和第三外表面各安装一列第一种传感器组件，其中第一种传感器组件通过其“一”字型夹具（4）的第二固定端固定于第一外表面或第三外表面的安装槽内；上述传感器阵列固定轴的第二外表面和第四外表面各安装一列第二种传感器组件，其中第二种传感器组件通过其“L”型夹具（7）的第二固定端固定于第二外表面或第四外表面的安装槽内；上述第一外表面和第三外表面固定的第一种传感器组件的承力片（1）、第二外表面和第四外表面固定的第二种传感器组件的承力片（1）构成了四列仿圆柱面的多边形测力阵列。