本發(fā)明涉及蛙蟾類生物檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種蛙蟾類環(huán)抱臂力檢測裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

兩棲綱無尾目種類(蛙蟾類)在繁殖時，雄性個體會環(huán)抱雌性個體，該行為稱為抱對，如果雄性個體的環(huán)抱臂力太小，會導(dǎo)致雌性個體走脫導(dǎo)致交配失敗。因此，雄性個體的環(huán)抱臂力是用于評價其生殖能力的重要指標(biāo)之一。

然而，環(huán)境中的重金屬污染物通過攝取、吸收和滲透等方式很容易進入并富集在水陸兩棲的無尾目種類體內(nèi)，而這些重金屬會降低無尾目動物骨骼肌組織中ATP酶和乙酰膽堿酯酶的活力，損傷肌肉纖維，從而影響兩棲綱無尾目種類個體的環(huán)抱臂力。

由此可見，兩棲綱無尾目種類的環(huán)抱臂力，不僅可以作為一項繁殖能力指標(biāo)，用于繁殖期行為學(xué)的研究，還可以反映其所處環(huán)境的受污染程度，為環(huán)境生物監(jiān)測提供數(shù)據(jù)。然而，目前尚無針對兩棲綱無尾目種類繁殖期環(huán)抱臂力檢測的裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種蛙蟾類環(huán)抱臂力檢測裝置及系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中沒有對蛙蟾類環(huán)抱臂力進行檢測的裝置的問題。

本發(fā)明提供了一種蛙蟾類環(huán)抱臂力檢測裝置，包括蛙蟾類仿生模型，所述仿生模型包括空心腔，空心腔下部設(shè)有開口延伸到仿真模型底部，設(shè)置塞子對開口封閉，其背部表面設(shè)有沿背部表面延伸并向下連通空心腔的微孔導(dǎo)管，所述微孔導(dǎo)管內(nèi)部填充高吸水樹脂。

本發(fā)明還提供了一種蛙蟾類環(huán)抱臂力檢測系統(tǒng)，包括上述蛙蟾類環(huán)抱臂力檢測裝置。

根據(jù)本發(fā)明實施例提供的一種蛙蟾類環(huán)抱臂力檢測裝置及系統(tǒng)，可使待檢測雄蛙與蛙蟾類仿生模型發(fā)生抱對，結(jié)合檢測單元、數(shù)據(jù)處理單元一起構(gòu)成的蛙蟾類環(huán)抱臂力檢測系統(tǒng)，檢測出雄蛙的環(huán)抱臂力。

附圖說明

圖1所示為本發(fā)明一實施例提供的一種蛙蟾類環(huán)抱臂力檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2所示為本發(fā)明一實施例提供的蛙蟾類環(huán)抱臂力檢測裝置中的檢測單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3所示為本發(fā)明一實施例提供的蛙蟾類環(huán)抱臂力檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

圖4所示為本發(fā)明一實施例提供的如圖3所示蛙蟾類環(huán)抱臂力檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5所示為本發(fā)明一實施例提供的如圖3所示蛙蟾類環(huán)抱臂力檢測系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

1—仿生模型；2—溫度傳感器；3—第一可調(diào)理電阻轉(zhuǎn)電壓模塊；4—第二可調(diào)理電阻轉(zhuǎn)電壓模塊；5—壓力傳感器；6—微孔管道；7—引水板；8—塞子；9—空心腔；10—照明燈；11—角度調(diào)節(jié)旋鈕；12—電源開關(guān)；13—數(shù)據(jù)線接口；14—數(shù)據(jù)線插頭；15—存儲器；16—電源接口；17—上翻按鍵；18—下翻按鍵；19—電源模塊；20—照明開關(guān)；21—歸零按鈕；22—設(shè)置按鈕；23—檢測開關(guān)；24—顯示屏幕；25—控制器。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

圖1所示為本發(fā)明一實施例提供的一種蛙蟾類環(huán)抱臂力檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該蛙蟾類環(huán)抱臂力檢測裝置具體涉及一種蛙蟾類仿生模型1，該仿生模型1參照花背蟾蜍(兩棲綱，無尾目，蟾蜍科，蟾蜍屬)設(shè)計，為了模擬花背蟾蜍的顏色和觸感，選擇硫化硅橡膠(RTV)作為模型的主體材料，對RTV表面著色并控制適宜的粗糙度，其大小、顏色和形態(tài)與真實的成年花背蟾蜍相近。從圖中可以看出，該花背蟾蜍仿生模型1為空心結(jié)構(gòu)，模型內(nèi)部空心腔9用于儲水，空心腔9下部設(shè)有用于注水的開口延伸到模型底部，有塞子8對其封閉。在仿生模型1的背部表面設(shè)有沿背部表面延伸并向下連通空心腔的微孔管道6，該微孔管道內(nèi)部填充高吸水樹脂(SAP)。在空心腔9的上方內(nèi)表面做SAP涂層并在一端向下做板狀延伸形成SAP引水板7，該引水板7的末端延伸到空心腔9的底部。由于SAP為高吸水性材料，這樣的設(shè)計可以使得仿生模型1具有相對于環(huán)境更加濕潤的背部表面，增強真實感。

在一個實施例中，在空心腔9的水中加入一定量的雌性花背蟾蜍皮膚分泌物。以此來模擬真實動物的化學(xué)信號，該花背蟾蜍皮膚分泌物可以和水一起，通過引水板7擴散到仿生模型1的背部表面，為環(huán)抱臂力檢測提供了接近自然狀態(tài)的模擬環(huán)境。

根據(jù)本發(fā)明實施方式的蛙蟾類環(huán)抱臂力檢測裝置，可使待檢測雄蛙與該仿生模型1發(fā)生抱對，結(jié)合檢測單元和數(shù)據(jù)處理單元(下文詳細描述)一起構(gòu)成的蛙蟾類環(huán)抱臂力檢測系統(tǒng)，檢測出雄蛙的環(huán)抱臂力。

在一個實施例中，如圖1所示的蛙蟾類環(huán)抱臂力檢測裝置，進一步包括檢測單元?？紤]到，壓力檢測傳感器易受使用環(huán)境溫度的影響，因此不能直接將蛙蟾類環(huán)抱過程中檢測到的壓力值作為環(huán)抱臂力值，而是需要對檢測到的壓力值進行溫度補償。因此，參閱圖2，該檢測單元包括：由壓力傳感器5和與之電連接的第二可調(diào)理電阻轉(zhuǎn)電壓模塊4構(gòu)成的壓力檢測分支和由溫度傳感器2和與之電連接的第一可調(diào)理電阻轉(zhuǎn)電壓模塊3構(gòu)成的溫度檢測分支。壓力檢測分支的輸入端埋置于蛙蟾類仿生模型1的肋間一側(cè)，溫度檢測分支的輸入端埋置于蛙蟾類仿生模型1的肋間另一側(cè)，兩條檢測分支的輸出端并行匯集于數(shù)據(jù)線插頭14。該檢測單元與蛙蟾類仿生模型1并不是一體結(jié)構(gòu)，其可以單獨設(shè)置，便于更換。

壓力傳感器5，可以是壓阻式壓力傳感器、電阻應(yīng)變式傳感器、壓電式壓力傳感器、電感式壓力傳感器中的任一種。由于，壓阻式壓力傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、可微型化、靈敏度高和精度高的優(yōu)點，在一個優(yōu)選實施例中，壓力傳感器5采用壓阻式壓力傳感器。

溫度傳感器2可以是熱阻式溫度傳感器或熱電偶式溫度傳感器?？紤]到熱阻式溫度傳感器具有較好的靈敏度和精度，因此在一個優(yōu)選實施例中，溫度傳感器2采用熱阻式溫度傳感器。

根據(jù)本發(fā)明實施方式的環(huán)抱臂力檢測裝置，通過壓力檢測分支檢測環(huán)抱過程產(chǎn)生的壓力值，并將其轉(zhuǎn)化成電壓數(shù)據(jù)輸出；通過溫度檢測分支檢測當(dāng)前環(huán)境局部溫度值，并將其轉(zhuǎn)化成電壓數(shù)據(jù)輸出。該壓力檢測電壓數(shù)據(jù)和該溫度檢測電壓數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)線插頭14輸出。

根據(jù)本發(fā)明實施方式的環(huán)抱臂力檢測裝置，進一步包括與蛙蟾類仿生模型1連接好的檢測單元，這樣在實際檢測過程中，就可以節(jié)省安裝檢測單元的步驟，簡化操作過程。

圖3所示為本發(fā)明一實施例提供的蛙蟾類環(huán)抱臂力檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。從圖中可以看出，該環(huán)抱臂力檢測系統(tǒng)在圖2所示的蛙蟾類環(huán)抱臂力檢測裝置的基礎(chǔ)上，進一步包括，與檢測單元數(shù)據(jù)連接的數(shù)據(jù)處理單元，所述數(shù)據(jù)處理單元包括依次連接的多路電壓信號采集模塊、延時開關(guān)以及單片機，當(dāng)多路電壓信號接收到壓力檢測分支上傳的壓力檢測電壓數(shù)據(jù)時，觸發(fā)延時開關(guān)，經(jīng)過預(yù)定延時后，單片機開始進行環(huán)抱臂力計算。延時開關(guān)的設(shè)置帶來的效果是，當(dāng)檢測單元檢測到發(fā)生抱對行為一段預(yù)定時間(人為設(shè)置)后，單片機才開始利用檢測數(shù)據(jù)進行環(huán)抱臂力數(shù)值的計算，這樣可以避免對蛙蟾類仿生模型1的單純觸碰引發(fā)的環(huán)抱臂力檢測所造成的不必要的計算過程，延長了可充電電源的使用時間。

圖4所示為本發(fā)明一實施例提供的如圖3所示蛙蟾類環(huán)抱臂力檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5所示為本發(fā)明一實施例提供的如圖3所示蛙蟾類環(huán)抱臂力檢測系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理單元的結(jié)構(gòu)示意圖。結(jié)合圖4和圖5可以看出，該數(shù)據(jù)處理單元包括電源模塊19、數(shù)據(jù)線接口13、控制器25以及顯示屏幕24。

電源模塊19，包括電源接口16、可充電電池以及電源開關(guān)12。通過電源接口16接通外部電源，打開電源開關(guān)12，對可充電電池進行充電，在充電過程中電源開關(guān)12自帶紅、綠雙色光源，當(dāng)可充電電池未充滿電時顯示紅色，當(dāng)可充電電池充滿電時顯示綠色。充滿電后，關(guān)閉電源開關(guān)12，留待實驗過程使用。本實施例中的電源接口16為USB接口，這樣的好處是既可用于電能輸出，又可用于數(shù)據(jù)傳遞。

通過設(shè)置可充電電池，方便戶外實驗，擴大使用范圍。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，如果實驗環(huán)境條件允許，也可以不設(shè)置可充電電池，而直接采用外部電源供電。

控制器25包括電源電壓檢測模塊、多路電壓信號采集模塊和單片機。其中，電源電壓檢測模塊采集電源電壓，并通過內(nèi)阻對電源電壓進行分壓，將分壓得到的多路小于電源電壓的分壓信號分別輸送給多路電壓信號采集模塊中的每一支路，從而為多路電壓信號采集模塊中的每一支路提供電能；同時，電源電壓檢測模塊與顯示屏幕24中的電源電壓顯示模塊241并聯(lián)，通過該電源電壓顯示模塊241顯示電源電壓檢測模塊采集到的電源電壓。

控制器25通過數(shù)據(jù)線接口13接收檢測單元上傳來的壓力檢測電壓數(shù)據(jù)和溫度檢測電壓數(shù)據(jù)，這兩種檢測數(shù)據(jù)，一方面被輸送到控制器25的多路電壓信號采集模塊；另一方面被輸出到顯示屏幕24進行顯示，其中，壓力檢測電壓數(shù)據(jù)直接顯示電壓值，而溫度檢測電壓數(shù)據(jù)需要將電壓信號轉(zhuǎn)換為溫度值進行顯示。

多路電壓信號采集模塊將采集到的電源電壓、壓力檢測電壓數(shù)據(jù)和溫度檢測電壓數(shù)據(jù)上傳到單片機，經(jīng)過單片機內(nèi)部預(yù)置程序的計算過程，得到經(jīng)過溫度補償?shù)沫h(huán)抱臂力數(shù)值，單片機將該計算結(jié)果，輸出到顯示屏幕24中的環(huán)抱臂力顯示模塊244進行顯示。

這里單片機內(nèi)部的預(yù)置程序的具體計算式，需要根據(jù)各電子元件的工作參數(shù)所確定的壓力檢測數(shù)據(jù)的溫度補償條件而定。壓力數(shù)據(jù)的溫度補償計算公式為現(xiàn)有技術(shù)，不屬于本發(fā)明點，這里不做贅述。

顯示屏幕24，包括電源電壓顯示模塊241、溫度顯示模塊242、電壓顯示模塊243以及環(huán)抱臂力顯示模塊244，分別用于顯示接收到的相應(yīng)數(shù)據(jù)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，顯示屏幕24在含有環(huán)抱臂力顯示模塊244的基礎(chǔ)上可以只包括電源電壓顯示模塊241、溫度顯示模塊242、電壓顯示模塊243中的一個或多個，本發(fā)明不予限定。

在一個實施例中，如圖4所示的蛙蟾類環(huán)抱臂力檢測系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理單元，進一步包括，存儲器15與單片機數(shù)據(jù)連接，用于存儲單片機輸出的環(huán)抱臂力數(shù)值。存儲器15可以是SD卡，可通過電源模塊的USB電源接口16對SD卡中的數(shù)據(jù)進行讀寫操作。這種情況下，還可以設(shè)置按鍵，通過上翻按鍵17和下翻按鍵18來前后查詢已保存的臂力數(shù)據(jù)，便于后續(xù)查找及瀏覽。

在一個實施例中，如圖4所示的蛙蟾類環(huán)抱臂力檢測系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理單元，進一步包括，檢測開關(guān)23，連接電源電壓檢測模塊和多路電壓信號采集模塊。在打開電源開關(guān)12的基礎(chǔ)上，只有進一步打開檢測開關(guān)23，電源電壓才可以接通所有電子元件，整個裝置開始工作。

在一個實施例中，如圖4所示的蛙蟾類環(huán)抱臂力檢測系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理單元，進一步包括，延時開關(guān)，連接多路電壓信號采集模塊和單片機。這種情況下，檢測開關(guān)打開時，控制器中的延時開關(guān)通電開始工作，當(dāng)延時開關(guān)收到持續(xù)高電平(即多路電壓信號采集模塊接收到壓力檢測電壓數(shù)據(jù))一段較短時間后，延時開關(guān)的下游電路才開始導(dǎo)通，單片機才開始進行數(shù)據(jù)處理。設(shè)置延時開關(guān)的好處是，單片機只有在實驗對象發(fā)生抱對時，才啟動對數(shù)據(jù)的處理，其余時間處于待機狀態(tài)，從而降低功耗，延長戶外使用時間。

根據(jù)本發(fā)明的蛙蟾類環(huán)抱臂力檢測系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理單元，為了便于戶外夜間應(yīng)用，進一步設(shè)置有照明燈10，以及與之配合使用的照明開關(guān)20。此外，為了方便觀察周邊環(huán)境和動物抱對，還可以進一步設(shè)置旋轉(zhuǎn)角度調(diào)節(jié)旋鈕11，用以改變照明燈10的光照角度。

為了防止使用過程中周圍環(huán)境中的水滲入裝置內(nèi)部損壞電路，可以在裝置的外部接縫處設(shè)置橡膠墊圈，做防水處理。

考慮到，裝置使用一段時間后往往會產(chǎn)生數(shù)據(jù)偏差，因此，還可以進一步安裝設(shè)置按鈕22和歸零按鈕21，用作裝置校準操作。具體過程可以是：首先長按設(shè)置按鈕22進入校準模式，然后短按設(shè)置按鈕22，選擇需要校準的數(shù)據(jù)類型，顯示屏幕上的相應(yīng)數(shù)據(jù)類型逐一呈現(xiàn)可設(shè)置狀態(tài)，選中數(shù)據(jù)類型后，再次短按歸零按鈕21、按鈕17或18對特定數(shù)據(jù)類型進行校準，校準完成后再次長按設(shè)置按鈕22退出校準模式。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，根據(jù)本發(fā)明實施方式的蛙蟾類環(huán)抱臂力檢測系統(tǒng)，還可以不包括仿生模型1，而是對兩個蛙蟾類(真實生物)的自然抱對過程進行環(huán)抱臂力檢測，此時可以采用醫(yī)用膠將兩個檢測分支的輸入端分別黏貼在雌性蛙的異側(cè)肋間，刺激待檢測雄性蛙與該雌性蛙發(fā)生抱對行為，從而檢測出該待檢測雄性蛙的環(huán)抱臂力數(shù)值。

根據(jù)本發(fā)明實施方式的蛙蟾類環(huán)抱臂力檢測系統(tǒng)，可以用于蛙蟾類的環(huán)抱臂力檢測，輸出的環(huán)抱臂力數(shù)據(jù)，不僅可以反映出兩棲綱無尾目的繁殖能力，還可以反映出其所處環(huán)境的受污染程度，為環(huán)境生物監(jiān)測提供數(shù)據(jù)。

下面具體描述利用本發(fā)明提供的蛙蟾類環(huán)抱臂力檢測系統(tǒng)進行蛙蟾類環(huán)抱臂力檢測的完整過程。

實驗前準備。首先，確保環(huán)抱臂力檢測裝置電池有電。將檢測單元的數(shù)據(jù)線插頭14插入數(shù)據(jù)線接口13。將檢測裝置的壓力檢測分支(包括壓力傳感器5和第二可調(diào)理電阻轉(zhuǎn)電壓模塊4)埋置于仿生模型1肋間(腋下)一側(cè)，將溫度檢測分支(包括溫度傳感器4和第一可調(diào)理電阻轉(zhuǎn)電壓模塊3)埋置于仿生模型1肋間另一側(cè)，與壓力檢測分支對稱分布。需要強調(diào)的是，埋置壓力檢測分支和溫度檢測分支的部位與仿生模型1的空心腔9隔離，以避免空心腔內(nèi)部的水進入傳感器內(nèi)部損壞電路。

將仿生模型放置在待檢測雄性蛙蟾類個體容易接觸的位置，刺激該待檢測雄性蛙蟾類個體與仿生模型發(fā)生抱對行為，開始實驗。

實驗過程。同時打開電源開關(guān)12和檢測開關(guān)23，延時開關(guān)通電開始工作。當(dāng)延時開關(guān)收到持續(xù)高電平(即發(fā)生抱對)一定時間后，單片機開始工作。

檢測裝置通過壓力傳感器5檢測來自仿生模型肋間的壓力，其內(nèi)阻隨其所受壓力的大小而變化，第二可調(diào)理電阻轉(zhuǎn)電壓模塊4將此內(nèi)阻轉(zhuǎn)換為電壓信號，即壓力檢測電壓信號，并將其輸送到數(shù)據(jù)線插頭14；與此同時，通過溫度傳感器2檢測當(dāng)前環(huán)境溫度，其內(nèi)阻隨其所處環(huán)境的溫度而變化，第一可調(diào)理電阻轉(zhuǎn)電壓模塊3將當(dāng)前使用環(huán)境溫度決定的熱阻式溫度傳感器2的內(nèi)阻信號轉(zhuǎn)換為可調(diào)理的電壓信號，即溫度檢測電壓信號，并將其輸送到數(shù)據(jù)線插頭14。

數(shù)據(jù)線接口13接收來自數(shù)據(jù)線插頭14的壓力檢測電壓數(shù)據(jù)和溫度檢測電壓數(shù)據(jù)，一方面，將接收到的壓力檢測電壓數(shù)據(jù)和溫度檢測電壓數(shù)據(jù)上傳給多路電壓采集模塊，另一方面，將接收到的壓力檢測電壓數(shù)據(jù)和溫度檢測電壓數(shù)據(jù)分別傳送到電壓顯示模塊和溫度顯示模塊進行顯示。

多路電壓信號采集模塊將采集到的壓力檢測電壓數(shù)據(jù)和溫度檢測電壓數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，輸送給單片機，用于環(huán)抱臂力的計算，將計算結(jié)果輸出到環(huán)抱臂力顯示模塊進行顯示。

根據(jù)本發(fā)明實施方式的蛙蟾類環(huán)抱臂力檢測系統(tǒng)，可以利用接收到的溫度檢測電壓數(shù)據(jù)對接收到的壓力檢測電壓數(shù)據(jù)進行溫度補償，并顯示補償后的環(huán)抱臂力數(shù)值。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。