一種水面滑行昆蟲腿部承載力測(cè)量?jī)x的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種水面滑行昆蟲腿部承載力測(cè)量?jī)x，其包括伺服電機(jī)、絲杠螺母機(jī)構(gòu)、微力測(cè)量元件和微機(jī)，其中，所述伺服電機(jī)的輸出軸通過(guò)減速器與絲杠螺母機(jī)構(gòu)中的絲杠連接，螺母與滑塊用螺釘固定，在所述滑塊上固定有一刻度尺，水面滑行昆蟲腿用雙面膠帶固定在刻度尺上；在所述昆蟲腿下方設(shè)置一水杯，以使昆蟲腿與水面接觸；在所述水杯下設(shè)置一微力測(cè)量元件，微力測(cè)量元件能測(cè)出水面滑行昆蟲腿部的水面承載力值，并與微機(jī)連接；所述微機(jī)與伺服電機(jī)控制系統(tǒng)連接。本實(shí)用新型水面滑行昆蟲腿部承載力測(cè)量?jī)x能夠?qū)λ婊欣ハx腿部承載力的測(cè)量。
【專利說(shuō)明】一種水面滑行昆蟲腿部承載力測(cè)量?jī)x
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及生物測(cè)量領(lǐng)域，尤其涉及一種水面滑行昆蟲腿部承載力測(cè)量?jī)x?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]水蜘蛛、水黽等小動(dòng)物能在水面自由的滑行，它們的超大水面承載力引起了人們濃厚的興趣，成為世界各國(guó)科技工作者爭(zhēng)相研究的一個(gè)熱點(diǎn)問題。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，公開了水黽的超大承載力是由其腿部特殊微納米結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的超疏水效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的，測(cè)出水黽單條后腿的最大承載力是其體重15倍；蚊子單條后腿的最大水面承載力是其體重的23倍。但現(xiàn)有技術(shù)中未存在測(cè)量小動(dòng)物水面承載力的裝置。
[0004]鑒于上述缺陷，本實(shí)用新型創(chuàng)作者經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究和實(shí)踐終于獲得了本創(chuàng)作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種水面滑行昆蟲腿部承載力測(cè)量?jī)x，用以克服上述技術(shù)缺陷。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種水面滑行昆蟲腿部承載力測(cè)量?jī)x，其包括伺服電機(jī)、絲杠螺母機(jī)構(gòu)、微力測(cè)量元件和微機(jī)，其中，
[0007]所述伺服電機(jī)的輸出軸通過(guò)減速器與絲杠螺母機(jī)構(gòu)中的絲杠連接，螺母與滑塊用螺釘固定，在所述滑塊上固定有一刻度尺，水面滑行昆蟲腿用雙面膠帶固定在刻度尺上；
[0008]在所述昆蟲腿下方設(shè)置一水杯，以使昆蟲腿與水面接觸；在所述水杯下設(shè)置一微力測(cè)量元件，微力測(cè)量元件能測(cè)出水面滑行昆蟲腿部的水面承載力值，并與微機(jī)連接；
[0009]所述微機(jī)與伺服電機(jī)控制系統(tǒng)連接。
[0010]進(jìn)一步，所述伺服電機(jī)控制系統(tǒng)為兩級(jí)結(jié)構(gòu)，上位機(jī)是一臺(tái)微機(jī)，下位機(jī)為處理器，微機(jī)與處理器之間通過(guò)RS-232C串行接口通信。
[0011]進(jìn)一步，所述滑塊設(shè)置在導(dǎo)軌上。
[0012]進(jìn)一步，所述刻度尺為鋼制材料。
[0013]進(jìn)一步，所述微力測(cè)量元件為微量分析天平，所述天平能通過(guò)RS-232C接口與微機(jī)連接。
[0014]進(jìn)一步，所述上位機(jī)與處理器相連接，磁耦耦合器與處理器相連接，礤耦耦合器分別與驅(qū)動(dòng)電路和速度傳感器相連接，所述驅(qū)動(dòng)電路與交流伺服電機(jī)連接；在所述交流伺服電機(jī)上安裝有速度傳感器。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比較本實(shí)用新型的有益效果在于:本實(shí)用新型水面滑行昆蟲腿部承載力測(cè)量?jī)x能夠?qū)λ婊欣ハx腿部承載力的測(cè)量，該微力測(cè)量裝置的量程為I?5000 μ N,精度為0.1 μ N，最小直線進(jìn)給速度為lmm/min。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型水面滑行昆蟲腿部承載力測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)示意圖；[0017]圖2為實(shí)用新型伺服控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說(shuō)明。
[0019]請(qǐng)參閱圖1所示，其為本實(shí)用新型水面滑行昆蟲腿部承載力測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)示意圖，該測(cè)量?jī)x包括伺服電機(jī)1、絲杠螺母機(jī)構(gòu)、微力測(cè)量元件61、微機(jī)61，其中，
[0020]所述伺服電機(jī)I的輸出軸通過(guò)減速器2與絲杠螺母機(jī)構(gòu)中的絲杠3連接，絲杠螺母機(jī)構(gòu)將交流伺服電動(dòng)機(jī)I的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)樯舷路较虻闹本€運(yùn)動(dòng)，螺母31與滑塊32用螺釘固定，沿導(dǎo)軌33作直線運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌33能夠減小滑塊32運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的振蕩幅度，保證試驗(yàn)中水面滑行昆蟲下行及壓向水面的穩(wěn)定性。
[0021 ] 在所述滑塊32上固定有一刻度尺4，所述刻度尺4為鋼制材料，其可把水面滑行昆蟲腿5用雙面膠帶固定在刻度尺4上。
[0022]在所述昆蟲腿5下方設(shè)置一水杯6，以使昆蟲腿5與水面接觸；在所述水杯6下設(shè)置一微力測(cè)量元件61，微力測(cè)量元件61能測(cè)出水面滑行昆蟲腿部的水面承載力值，并可通過(guò)RS-232C串行口與微機(jī)8進(jìn)行通訊，把測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿C(jī)進(jìn)行分析與處理。
[0023]水面滑行昆蟲壓向水面的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由伺服電機(jī)控制系統(tǒng)7接收上位微機(jī)8的指令，控制交流伺服電機(jī)I進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0024]該裝置的微力測(cè)量元件為微量分析天平，精度為0.0lmgo使用天平前，首先調(diào)節(jié)水平器，使天平保持水平。所述天平能通過(guò)RS-232C接口與微機(jī)連接，其將稱重?cái)?shù)據(jù)傳送到微機(jī)。
[0025]在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，通過(guò)Rskey通訊方法，天平的稱重?cái)?shù)據(jù)能夠連續(xù)或者間隔輸入到微機(jī)的Excel工作表格，然后用Excel軟件分析這些數(shù)據(jù)，用圖表把總數(shù)、平均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)誤差、最大值和最小值等顯示出來(lái)；通過(guò)Rskey通訊方法，微機(jī)也可發(fā)指令到天平，控制天平的操作。
[0026]本實(shí)用新型選擇永磁交流伺服電機(jī)作為執(zhí)行元件，把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。
[0027]所述伺服電機(jī)控制系統(tǒng)7為兩級(jí)的結(jié)構(gòu)，上位機(jī)是一臺(tái)微機(jī)，下位機(jī)為處理器，微機(jī)與處理器之間通過(guò)RS-232C串行接口通信。上位機(jī)給處理器發(fā)送指令，處理器接收到上位機(jī)指令后，完成相應(yīng)的工作任務(wù)，并完成運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度信號(hào)的采集。
[0028]請(qǐng)參閱圖2所示，其為實(shí)用新型伺服控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖，上位機(jī)與處理器相連接，磁耦耦合器與處理器相連接，礤耦耦合器分別與驅(qū)動(dòng)電路和速度傳感器相連接，所述驅(qū)動(dòng)電路與交流伺服電機(jī)連接；在所述交流伺服電機(jī)上安裝有速度傳感器；所述速度傳感器將檢測(cè)到的交流伺服電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速反饋給伺服控制系統(tǒng)，伺服控制系統(tǒng)把實(shí)際的速度信號(hào)與接收到的上位機(jī)速度指令信號(hào)進(jìn)行比較，調(diào)整伺服電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速，直至達(dá)到上位機(jī)的指令要求，磁耦隔離器具有抑制噪聲和防止強(qiáng)電磁干擾的能力。
[0029]如果電機(jī)輸出的實(shí)際轉(zhuǎn)速與要求的轉(zhuǎn)速存在偏差，則通過(guò)PID控制器進(jìn)行調(diào)整，直至交流伺服電機(jī)達(dá)到所要求轉(zhuǎn)速值。然后再通過(guò)減速器與絲杠螺母機(jī)構(gòu)，把交流伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換為所要求的直線進(jìn)給速度，最小的直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度為lmm/min。
[0030]本實(shí)用新型能夠?qū)λ婊欣ハx腿部承載力的測(cè)量，該微力測(cè)量裝置的量程為I?5000 μ N,精度為0.1 μ N，最小直線進(jìn)給速度為lmm/min。
[0031 ] 以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，對(duì)實(shí)用新型而言僅僅是說(shuō)明性的，而非限制性的。本專業(yè)技術(shù)人員理解，在實(shí)用新型權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)可對(duì)其進(jìn)行許多改變，修改，甚至等效，但都將落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種水面滑行昆蟲腿部承載力測(cè)量?jī)x，其特征在于，其包括伺服電機(jī)、絲杠螺母機(jī)構(gòu)、微力測(cè)量元件和微機(jī)，其中， 所述伺服電機(jī)的輸出軸通過(guò)減速器與絲杠螺母機(jī)構(gòu)中的絲杠連接，螺母與滑塊用螺釘固定，在所述滑塊上固定有一刻度尺，水面滑行昆蟲腿用雙面膠帶固定在刻度尺上； 在所述昆蟲腿下方設(shè)置一水杯，以使昆蟲腿與水面接觸；在所述水杯下設(shè)置一微力測(cè)量元件，微力測(cè)量元件能測(cè)出水面滑行昆蟲腿部的水面承載力值，并與微機(jī)連接； 所述微機(jī)與伺服電機(jī)控制系統(tǒng)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水面滑行昆蟲腿部承載力測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述伺服電機(jī)控制系統(tǒng)為兩級(jí)結(jié)構(gòu)，上位機(jī)是一臺(tái)微機(jī)，下位機(jī)為處理器，微機(jī)與處理器之間通過(guò)RS-232C串行接口通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水面滑行昆蟲腿部承載力測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述滑塊設(shè)置在導(dǎo)軌上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水面滑行昆蟲腿部承載力測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述刻度尺為鋼制材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水面滑行昆蟲腿部承載力測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述微力測(cè)量元件為微量分析天平，所述天平能通過(guò)RS-232C接口與微機(jī)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水面滑行昆蟲腿部承載力測(cè)量?jī)x，其特征在于，所述上位機(jī)與處理器相連接，磁耦耦合器與處理器相連接，磁耦耦合器分別與驅(qū)動(dòng)電路和速度傳感器相連接，所述驅(qū)動(dòng)電路與交流伺服電機(jī)連接；在所述交流伺服電機(jī)上安裝有速度傳感器。
【文檔編號(hào)】G01N3/14GK203824841SQ201420262601
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年5月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月18日
【發(fā)明者】王慶成, 楊曉東, 楊卓娟, 尚廣瑞 申請(qǐng)人:吉林工程技術(shù)師范學(xué)院