蜂C。平時(shí)蜜蜂入口 41有蓋子42蓋著，蓋子42由透明有機(jī)玻璃制成。
[0038]刺激腔室立體結(jié)構(gòu)拆分示意圖如圖1、圖2所示，由于腔體高度與蜜蜂爬行時(shí)身體的高度相當(dāng)，蜜蜂不能在腔室內(nèi)飛行，只能在腔體內(nèi)來回爬行。刺激腔室內(nèi)布置了電刺激單元、蜜蜂逃避行為信息采集單元和蜜蜂聲音信息采集單元。
[0039]電刺激單元為刺激腔室的頂壁內(nèi)側(cè)和刺激腔室底壁內(nèi)側(cè)，固定的銅絲制成的柵格，銅絲的直徑為1.0mm，柵格間距為1.0mm，柵格的寬度與長(zhǎng)方體腔室相等，柵格長(zhǎng)度為長(zhǎng)方腔體相同。如圖4所示正負(fù)極交錯(cuò)排列，且柵格銅絲的正極a在中間位置斷開分成了左右兩部分，左右兩部分即為上述的第一電刺激區(qū)域11和第二電刺激區(qū)域12。頂壁銅柵格和底壁銅柵格唯一的區(qū)別是:頂壁中間有1mm的蜜蜂入口41。因?yàn)殂~線的寬度為1mm，間隙也為1mm，而蜜蜂的身長(zhǎng)在8—20mm。所以當(dāng)?shù)谝浑姶碳^(qū)域11或第二電刺激區(qū)域12的正極a與3-24V直流可調(diào)電源A正極接通時(shí)，在此區(qū)域的蜜蜂，不管是在頂壁爬行還是在底壁爬行都會(huì)受到電刺激，受到電刺激的蜜蜂會(huì)快速逃離電刺激區(qū)域，最終到達(dá)腔室內(nèi)未通電的另一區(qū)域。兩個(gè)區(qū)域的電刺激的有無，以及時(shí)間長(zhǎng)短受主控制器控制。
[0040]如圖2、圖4、圖5所示，蜜蜂逃避行為信息采集單元為刺激腔室長(zhǎng)邊內(nèi)側(cè)，等距離排列的24對(duì)紅外對(duì)管。其中一邊為紅外發(fā)射管21，另一邊與之對(duì)應(yīng)的是紅外接收管22，24對(duì)紅外管的對(duì)稱軸線貫穿第一電刺激區(qū)域11和第二電刺激區(qū)域12，即對(duì)稱軸線平行于刺激腔室I的長(zhǎng)邊。紅外發(fā)射管21的型號(hào)為IR928-6C-F，紅外接收管22的型號(hào)為PT928-6C-F。當(dāng)蜜蜂在腔體內(nèi)運(yùn)動(dòng)過程中，經(jīng)過或停留在某個(gè)位置時(shí)，蜜蜂C的身體會(huì)擋住相應(yīng)位置處紅外發(fā)射管21發(fā)出的光，此位置處腔體內(nèi)一側(cè)的紅外接收管22接收不到對(duì)側(cè)的紅外發(fā)射管21發(fā)出的紅外光，這一接收管輸出低電平。當(dāng)蜜蜂C離開某個(gè)位置，此處腔室一側(cè)的紅外接收管22便可接收到來自對(duì)側(cè)紅外發(fā)射管21發(fā)出的紅外光，即紅外接收管22導(dǎo)通并輸出高電平。綜合24對(duì)紅外接收管22輸出的信號(hào)，就可定量研究蜜蜂在某一時(shí)刻蜜蜂C的位置和運(yùn)動(dòng)行為。[0041 ]蜜蜂聲音采集單元包括型號(hào)為3015的微型駐極體話筒31、巴特沃思二階濾波電路。蜜蜂受到電刺激時(shí)，會(huì)發(fā)出聲音，頻率在600Hz以下，聲音被駐極體話筒31接收，把聲音信號(hào)裝換成電信號(hào)，轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)通過截止頻率為1000Hz的巴特沃思二階濾波電路，把1000Hz以上的雜波去掉，去掉雜波的信號(hào)以1kHz的抽樣頻率的AD轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，然后通過USB接口傳遞給電腦B。
[0042] 主控制器為AtmeI公司的ATxmega64A3U，含有豐富的1 口，第一上電刺激區(qū)域111的正極a以及第一下電刺激區(qū)域112的正極a與直流可調(diào)電源的連接通過主控制器的同一個(gè)1口控制，第二上電刺激區(qū)域121以及第二下電刺激區(qū)域122的正極a與直流可調(diào)電源的連接通過主控制器的另一個(gè)1 口控制，如此來控制第一電刺激區(qū)域11和第二電刺激區(qū)域12的電刺激有無，以及刺激時(shí)間。同時(shí)紅外接收管22輸出端與主控器的1口電性連接。紅外接收管22接收到紅外光時(shí)導(dǎo)通，輸出高電平。紅外接收管22沒有接收到紅外光時(shí)輸出為低電平，高電平及低電平均通過1 口傳輸給主控制器最終傳給電腦B進(jìn)行分析、顯示、保存。駐極體話筒31的信號(hào)經(jīng)過濾波處理與主控制器的AD功能模塊電性連接，把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。主控器內(nèi)帶有USB功能模塊，通過USB接口與電腦B進(jìn)行通信，接收電腦B傳遞的刺激次數(shù)，同時(shí)向電腦B傳遞蜜蜂的位置信息和聲音信息。
[0043]軟件部分主要包括主控制器上的下位機(jī)軟件和電腦B上的上位機(jī)軟件。下位機(jī)軟件流程圖如圖7所示，負(fù)責(zé)控制電刺激，采集計(jì)算蜜蜂的位置信息，采集蜜蜂的聲音信息，并把信息傳遞給上位機(jī)。上位機(jī)軟件流程圖如圖8所示，負(fù)責(zé)主控制器與電腦B的通信，把刺激次數(shù)傳遞給主控制器，同時(shí)接收，顯示，保存并分析處理蜜蜂的位置信息和聲音信息。
[0044]裝置的使用:從蜂箱口攔截一只蜜蜂，把蜜蜂放入刺激腔室，調(diào)節(jié)直流電源，調(diào)到需要刺激的電壓大小，在上位機(jī)軟件上輸入刺激的次數(shù)，點(diǎn)擊開始，裝置即開始電刺激實(shí)驗(yàn)。裝置會(huì)通過紅外對(duì)管檢測(cè)蜜蜂位置，并根據(jù)檢測(cè)到的蜜蜂位置，在蜜蜂所在區(qū)域給予蜜蜂電刺激，每次給予的電刺激時(shí)間為10s。兩次電刺激之間的時(shí)間間隔為20s，直到達(dá)到設(shè)定的刺激次數(shù)，完成電刺激實(shí)驗(yàn)。從點(diǎn)擊開始到刺激次數(shù)完成，裝置的紅外對(duì)管一直在采集蜜蜂的位置信息，裝置中駐極體話筒31—直在采集蜜蜂位置信息。并把這些信息通過USB傳輸給電腦B。實(shí)驗(yàn)者通過分析蜜蜂的位置信息和聲音信息可以知道蜜蜂對(duì)對(duì)應(yīng)強(qiáng)度電刺激的行為特性。
[0045]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明要求的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種研究蜜蜂在電刺激下行為特性的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述裝置包括刺激腔室;所述刺激腔室內(nèi)布置有電刺激單元、蜜蜂逃避行為信息采集單元、蜜蜂聲音信息采集單元;所述電刺激單元包括第一電刺激區(qū)域和第二電刺激區(qū)域;所述第一電刺激區(qū)域和第二電刺激區(qū)域分別與電源連接;所述第一電刺激區(qū)域或第二電刺激區(qū)域與所述電源之間的通斷采用主控制器控制;所述蜜蜂逃避行為信息采集單元與所述主控制器連接;所述蜜蜂逃避行為信息采集單元采集到蜜蜂位置并傳輸給主控制器;所述主控制器根據(jù)所述采集到的蜜蜂位置確定接通第一電刺激區(qū)域或第二電刺激區(qū)域的電源;所述聲音信息采集單元與所述主控制器連接;所述聲音信息采集單元采集到蜜蜂的聲音信號(hào)并傳輸給所述主控制器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種研究蜜蜂在電刺激下行為特性的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述刺激腔室具有頂壁和底壁。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種研究蜜蜂在電刺激下行為特性的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述第一電刺激區(qū)域分為第一上電刺激區(qū)域和第一下電刺激區(qū)域;第二電刺激區(qū)域分為第二上電刺激區(qū)域和第二下電刺激區(qū)域;所述第一上電刺激區(qū)域與第二上電刺激區(qū)域固定在所述刺激腔室的頂壁內(nèi)側(cè);所述第一下電刺激區(qū)域與第二下電刺激區(qū)域固定在所述刺激腔室的底壁內(nèi)側(cè)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種研究蜜蜂在電刺激下行為特性的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述第一上電刺激區(qū)域與所述第二上電刺激區(qū)域面積之和為所述刺激腔室頂壁內(nèi)側(cè)面積；所述第一下電刺激區(qū)域與所述第二下電刺激區(qū)域面積之和為所述刺激腔室底壁內(nèi)側(cè)面積。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種研究蜜蜂在電刺激下行為特性的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述第一上電刺激區(qū)域、第一下電刺激區(qū)域、第二上電刺激區(qū)域、第二下電刺激區(qū)域均包括正極、負(fù)極;所述正極、負(fù)極交錯(cuò)排列形成柵格狀。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種研究蜜蜂在電刺激下行為特性的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述第一上電刺激區(qū)域的正極與所述第一下電刺激區(qū)域的正極電性連接;所述第二上電刺激區(qū)域的正極與所述第二下電刺激區(qū)域的正極電性連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種研究蜜蜂在電刺激下行為特性的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述蜜蜂逃避行為信息采集單元包括多個(gè)紅外發(fā)射管以及與所述多個(gè)紅外發(fā)射管相對(duì)應(yīng)的多個(gè)紅外接收管;所述多個(gè)紅外發(fā)射管固定在所述第一電刺激區(qū)域和第二電刺激區(qū)域的同一側(cè);所述多個(gè)紅外接收管分別固定在所述第一電刺激區(qū)域和第二電刺激區(qū)域的另一側(cè)，且所述多個(gè)紅外發(fā)射管與所述多個(gè)紅外接收管對(duì)稱設(shè)置。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種研究蜜蜂在電刺激下行為特性的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述多個(gè)紅外發(fā)射管以及多個(gè)紅外接收管的對(duì)稱點(diǎn)連線貫穿所述第一電刺激區(qū)域和第二電刺激區(qū)域。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種研究蜜蜂在電刺激下行為特性的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述蜜蜂聲音信息采集單元包括話筒以及濾波電路;所述話筒固定在所述刺激腔室內(nèi)；所述話筒將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)并傳輸給濾波電路;所述濾波電路將濾波后的電信號(hào)傳遞給所述主控制器;所述主控制器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種研究蜜蜂在電刺激下行為特性的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于:所述主控制器與電腦連接;所述主控制器將接收到的蜜蜂位置信息和聲音信息傳輸給電腦。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種研究蜜蜂在電刺激下行為特性的實(shí)驗(yàn)裝置，裝置包括刺激腔室；刺激腔室內(nèi)布置有電刺激單元、蜜蜂逃避行為信息采集單元、蜜蜂聲音信息采集單元；電刺激單元包括第一電刺激區(qū)域和第二電刺激區(qū)域；第一電刺激區(qū)域或第二電刺激區(qū)域與電源之間的通斷采用主控制器控制；蜜蜂逃避行為信息采集單元與蜜蜂聲音信息采集單元均與主控制器連接；主控制器根據(jù)蜜蜂當(dāng)前位置確定哪個(gè)區(qū)域通電。本實(shí)驗(yàn)裝置，研究蜜蜂在電刺激下的逃避行為和發(fā)聲行為，在實(shí)驗(yàn)前不需要對(duì)受試蜜蜂進(jìn)行任何前處理，簡(jiǎn)化程序，且避免前處理給受試蜜蜂造成傷害，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更為可靠。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程采取自動(dòng)控制，避免人為操作誤差和人為干擾蜜蜂行為對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。
【IPC分類】A01K47/06, A01K47/00
【公開號(hào)】CN105454091
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610025585
【發(fā)明人】尹小紅, 蔣雪利, 劉方鄰
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
【公開日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2016年1月14日