專利名稱：一種研究鳥類飛行動(dòng)力學(xué)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及仿生研究領(lǐng)域，尤其涉及仿生研究中一種研究鳥類飛行動(dòng)力學(xué)的方法和裝置。
背景技術(shù)：
鳥類能輕松穿越復(fù)雜的叢林，能在快速飛行的過程中避開障礙物，并具有優(yōu)秀的安全起飛和安全著陸能力。這種能力，不僅是研究人員不斷探索的科學(xué)研究?jī)?nèi)容，也是工程界，特別是飛行器研究者的仿生學(xué)習(xí)對(duì)象。 為了揭示鳥類飛行過程中飛行動(dòng)力學(xué)特征及其變化規(guī)律，如鳥類在起飛和降落時(shí)速度變化，位姿變化，飛行過程中軌跡變化以及變化頻率，特別是在自然開放的環(huán)境中研究鳥類的飛行動(dòng)力學(xué)，需要發(fā)展新研究方法，并設(shè)計(jì)相應(yīng)的有效的裝置和系統(tǒng)。鳥類能夠準(zhǔn)確、快速、安全飛行并避障，需要準(zhǔn)確感知外部環(huán)境信息。鳥類的主要感覺器官集中與頭部，如視覺、聽覺、體感與平衡，甚至地磁信號(hào)的感受器官。因而，研究飛行過程中鳥類頭部相對(duì)于軀干的運(yùn)動(dòng)特性尤其受到關(guān)注，包括頭部擺動(dòng)幅度和角度等，對(duì)深入探索鳥類的飛行動(dòng)力學(xué)，進(jìn)而揭示鳥類飛行機(jī)制具有重要意義。這種研究，對(duì)研制無(wú)人機(jī)及更智能的自動(dòng)飛行系統(tǒng)有重要的啟發(fā)意義與工程仿生價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出一種研究鳥類飛行動(dòng)力學(xué)的方法和裝置，用于研究鳥類起飛、滑翔、降落的飛行動(dòng)力學(xué)特性。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為一種研究鳥類飛行動(dòng)力學(xué)的方法，該方法是在鳥類頭部、翅膀和/或者軀干部位設(shè)置一個(gè)或多個(gè)三軸加速度傳感器采集鳥類飛行時(shí)頭部、翅膀和/或者軀干部位的加速度數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在監(jiān)測(cè)裝置中；計(jì)算機(jī)通過所述裝置中的USB接口獲得相應(yīng)的加速度數(shù)據(jù)；計(jì)算機(jī)對(duì)加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將各采樣點(diǎn)加速度數(shù)據(jù)映射為相應(yīng)的擺動(dòng)方位角和擺幅；通過智能控制算法，將被測(cè)鳥類頭部、翅膀和/或軀干的擺動(dòng)映射為鳥類的扭頭、振翅、拐彎和/或滑翔的具體行為。其具體步驟包括第一步將監(jiān)測(cè)裝置安裝于被監(jiān)測(cè)對(duì)象的身上，放飛被監(jiān)測(cè)對(duì)象，同時(shí)啟動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置；第二步所述裝置初始化主控模塊的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，初始化三軸加速度傳感器，定時(shí)器并開啟中斷程序；第三步所述裝置設(shè)置并啟動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；第四步采用三軸加速度傳感器采集到的鳥類飛行時(shí)頭部、翅膀和/或者軀干等部位的加速度數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)芯片中；第五步計(jì)算機(jī)通過所述裝置中的USB接口獲得相應(yīng)的加速度數(shù)據(jù)；第六步計(jì)算機(jī)對(duì)加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將各采樣點(diǎn)加速度數(shù)據(jù)映射為相應(yīng)的擺動(dòng)方位角和擺幅；第七步通過智能控制算法，將被測(cè)鳥類頭部、翅膀和/或軀干的擺動(dòng)映射為鳥類的扭頭、振翅、拐彎、滑翔等具體行為，以便進(jìn)一步的分析。所述的第二步中裝置每隔l/16s或者l/32s執(zhí)行一次中斷程序；所述的第四步中采用MMA7361L三軸加速度傳感器采集頭部擺動(dòng)信息，采用MMA7660FC三軸加速度傳感器采集翅膀和/或軀干的擺動(dòng)信息，同時(shí)將數(shù)據(jù)傳送到MX25L6436E存儲(chǔ)芯片中存儲(chǔ)。所述第五步中，計(jì)算機(jī)通過所述裝置的USB接口獲得相應(yīng)的加速度數(shù)據(jù)是在被檢測(cè)對(duì)象歸巢時(shí)，從所述裝置上取下所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，將所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊通過USB接口連接到電腦上從而獲得數(shù)據(jù)，然后對(duì)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果；所述第七步中，所述的智能控制算法包括模糊控制、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、量子遺傳算法、小波分析、支持向量機(jī)、D-S證據(jù)理論中的一種或多種，來(lái)獲取鴿子在飛行時(shí)頭部擺動(dòng)的幅度和頻率、身體的傾斜程度、翅膀扇動(dòng)的幅度和頻率等信息。 同時(shí)，基于該方法本發(fā)明還提供了一種研究鳥類飛行動(dòng)力學(xué)的裝置，該裝置包括三軸加速度傳感器，用于采樣鳥類不同部位在X、Y、Z三個(gè)方向的加速度數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，由串行NOR Flash存儲(chǔ)器為主構(gòu)成，用于存取采樣到的加速度數(shù)據(jù)；主控模塊，所述裝置核心控制單元，由低功耗小封裝單片機(jī)為主構(gòu)成； 通訊模塊，RS232接口電平和USB接口電平轉(zhuǎn)換電路，分別和主控模塊和USB接口連接；控制開關(guān)，連接到主控模塊，用于確定所述裝置是否處于工作狀態(tài)，是否可以對(duì)鋰電池充電，以及裝置是處于數(shù)據(jù)采樣階段還是處于數(shù)據(jù)傳輸階段；電源模塊，給所述裝置提供電源，含鋰電池、充電回路和電壓調(diào)整電路，充電回路連接到USB接口 ；USB接口，USB MINI B型5Pin接口，給所述裝置提供數(shù)據(jù)交換和充電電源的物理接口 ；其中，所述的主控模塊與三軸加速度傳感器、控制開關(guān)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、通訊模塊相連接，所述的通訊模塊與USB接口相連接，所述的USB接口與電源模塊相連接。本發(fā)明所述三軸加速度傳感器包括兩種三軸加速度傳感器，所用型號(hào)為MMA7361L和MMA7660FC，采用容性MEMs單封裝結(jié)構(gòu)，其中所述MMA7361L三軸加速度傳感器和主控模塊相連，MMA7660FC三軸加速度傳感器與主控模塊相連。本發(fā)明MX25L6436E的Nor Flash存儲(chǔ)芯片，采用8_pin SOP封裝，其中所述MX25L6436E存儲(chǔ)芯片與主控模塊相連接。本發(fā)明主控模塊為Philips小封裝低功耗單片機(jī)，所用型號(hào)為P89LPC916，采用TSS0P16封裝，其中所述P89LPC916單片機(jī)與三軸加速度傳感器、控制開關(guān)、通訊模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊相連接。本發(fā)明充電電路與USB接口相連接，鋰電池與充電電路相連接，電壓調(diào)整電路與鋰電池相連接，所述電壓調(diào)整電路輸出+3. 3V電壓。本發(fā)明的有益效果是能夠追蹤鳥類的活動(dòng)路徑及飛行特點(diǎn)；在使用時(shí)，通過主控模塊控制，該裝置將鳥類飛行時(shí)頭部和/或翅膀等部位的加速度信號(hào)能夠連續(xù)采集并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，待被追蹤鳥類歸巢后，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X上完成記錄鳥類行為和相關(guān)研究；不僅可以觀測(cè)個(gè)體行為還可以觀測(cè)群體行為；對(duì)研究而言，最重要的是獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，此裝置具有大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)芯片，可以保存鳥類長(zhǎng)時(shí)間的飛行數(shù)據(jù)；且本發(fā)明的裝置具有體積小，重量輕，功耗低，操作簡(jiǎn)單，使用方便的特點(diǎn)。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖I為本發(fā)明一種研究鳥類飛行動(dòng)力學(xué)的裝置在鳥類身上的安裝示意圖；圖2為本發(fā)明一種研究鳥類飛行動(dòng)力學(xué)的裝置的方框圖；圖3為本發(fā)明一種研究鳥類飛行動(dòng)力學(xué)的裝置的實(shí)施圖；圖4 Ca)和(b)為兩種三軸加速度傳感器的電路原理圖；圖5為主控模塊與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊連接電路原理圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。參考圖2，本發(fā)明實(shí)施例的一種研究鳥類飛行動(dòng)力學(xué)的裝置包括安裝于被監(jiān)測(cè)對(duì)象背部的三軸加速度傳感器7和8、主控模塊2、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊4、控制開關(guān)I、電源模塊6、USB接口 5。參考圖1，具體是在裝置的背帶端用甲基丙烯酸(哥兩好)粘在尼龍粘扣帶上，然后將尼龍粘扣帶與實(shí)驗(yàn)鳥類背部的尼龍粘扣帶9扣緊。主控模塊2別與三軸加速度傳感器7和8、控制開關(guān)I、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊4、通訊模塊3連接，通訊模塊3別與USB接口 5和主控模塊2相連接，電源模塊6分別與三軸加速度傳感器7和8、主控模塊2、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊4、通訊模塊3相連接，用來(lái)為這些模塊提供直流電。其中，三軸加速度傳感器7用于采集類頭部在X、Y、Z三個(gè)方向的加速度數(shù)據(jù)。另一個(gè)三軸加速度傳感器8用于采集翅膀和/或軀干在X、Y、Z三個(gè)方向的加速度數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊4，由串行NOR Flash存儲(chǔ)器為主構(gòu)成，用于存取采樣到的加速度數(shù)據(jù)。通訊模塊3，RS232接口電平和USB接口電平轉(zhuǎn)換電路，分別和主控模塊和USB接口連接，用于將數(shù)據(jù)傳輸?shù)诫娔X上。控制開關(guān)I，連接到主控模塊，用于確定所述裝置是否處于工作狀態(tài)，是否可以對(duì)鋰電池充電，以及裝置是處于數(shù)據(jù)采樣階段還是處于數(shù)據(jù)傳輸階段。電源模塊6，給所述裝置提供電源，含鋰電池、充電回路和電壓調(diào)整電路，充電回路連接到USB接口。USB接口 5，USB MINI B型5Pin接口，給所述裝置提供數(shù)據(jù)交換和充電電源的物理接口。主控模塊2，所述裝置核心控制單元，由低功耗小封裝單片機(jī)為主構(gòu)成。參考圖4，兩種三軸加速度傳感器包括MMA7361L和MMA7660FC兩種型號(hào)，其中MMA7361L三軸加速度傳感器放在鳥類的頭部，采集頭部擺動(dòng)信息，MMA7660FC三軸加速度傳感器放在背部采集背部擺動(dòng)信息。參考圖4和圖5，在圖4中，C6、C7為O. IuF的電容，C3、C4、C5為3. 3nF的電容，U3為MMA7361L三軸加速度傳感器，U4為MMA7660FC加速度傳感器。U3的管腳I、管腳14、管腳8、管腳9、管腳11、管腳12懸空；管腳2通過C3與地相連接，管腳3通過C4與地相連接，管腳4通過C5與地相連接；管腳6、管腳7均通過C6與+3. 3V直流電源相連接，C6連接在地與+3. 3V直流電源之間，作為去耦電容；管腳10、管腳13均與地·直接相連接。U4的管腳2、管腳5、管腳10均懸空；U4的管腳3、管腳9直接與+3. 3V直流電源相連接；管腳I、管腳4、管腳8直接與地相連接；管腳3與+3. 3V電源相連接，C7連接在地與+3. 3V直流電源之間，做為電源的去耦電容。U3的管腳2、管腳3、管腳4分別是X、Y、Z方向上得加速度值輸出端口，分別與圖5中Ul的管腳16、管腳15、管腳14相連接；U4的管腳6、管腳7為IIC端口，分別與圖5中Ul的管腳7、管腳8相連接。參考圖5，主控模塊2包括單片機(jī)芯片Ul及一些外圍電路，單片機(jī)芯片Ul采用P89LPC916小封裝低功耗單片機(jī)，R2、R3分別為Ul管腳7、管腳8的阻值都為5K的上拉電阻，電阻R2、R3分別連在+3. 3V直流電源與Ul管腳7、+3. 3V直流電源與Ul管腳8之間。參考圖4，圖5中的Ul的管腳7、管腳8分別與圖4中U4的管腳7、管腳8相連接。Ul的管腳I在實(shí)際實(shí)用中使用一個(gè)短路帽通過阻值為4. 7K的電阻R5連接到+3. 3V直流電源，管腳3通過阻值為5K的電阻Rl連接到+3. 3V直流電源，管腳9、管腳10分別與通訊模塊的數(shù)據(jù)輸入輸出口相連接，管腳12與+3. 3V直流電源相連接，管腳16、管腳15、管腳14分別與圖4中U3的管腳2、管腳3、管腳4相連接。主控模塊2還包括程序下載端口 P7。程序下載端口 P7的管腳I接+3. 3V直流電源，管腳2接地，管腳3與Ul的管腳3相連接，管腳4與Ul的管腳13相連接，管腳5與Ul的管腳14相連接。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊4包括存儲(chǔ)芯片U2。存儲(chǔ)芯片U2采用信號(hào)為MX25L6436E的NorFlash芯片。U2的管腳3通過阻值為IOK的R4連接到+3. 3V直流電源，管腳4連接到地，管腳7懸空，管腳8與+3. 3V直流電源連接，在管腳8與地之間連接一個(gè)O. IuF的電容C2。U2的管腳I、管腳2、管腳5、管腳6分別與Ul的管腳2、管腳5、管腳6、管腳11相連接。參考圖1，圖2，本發(fā)明一種研究鳥類飛行動(dòng)力學(xué)的方法，具體包括以下步驟第一步將裝置安裝于被監(jiān)測(cè)對(duì)象的身上，放飛被監(jiān)測(cè)對(duì)象，同時(shí)啟動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置；第二步所述裝置初始化主控模塊的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，初始化三軸加速度傳感器，定時(shí)器并開啟中斷程序；第三步所述裝置設(shè)置并啟動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；第四步所述裝置每隔l/16s或者l/32s執(zhí)行一次中斷程序，將MMA7361L和MMA7660FC三軸加速度傳感器采集到的鳥類飛行時(shí)頭部、翅膀和/或者軀干等部位的加速度數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在MX25L6436E存儲(chǔ)芯片中；第五步計(jì)算機(jī)通過所述裝置中的USB接口獲得相應(yīng)的加速度數(shù)據(jù)；第六步計(jì)算機(jī)對(duì)加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將各采樣點(diǎn)加速度數(shù)據(jù)映射為相應(yīng)的擺動(dòng)方位角和擺幅；第七步通過智能控制算法，將被測(cè)鳥類頭部、翅膀和/或軀干的擺動(dòng)映射為鳥類的扭頭、振翅、拐彎、滑翔等具體行為，以便進(jìn)一步的分析。中斷程序生成鳥類飛行時(shí)頭部、翅膀和/或者軀干等部位的加速度數(shù)據(jù)的步驟是，MMA7361L三軸加速度傳感器采集頭部擺動(dòng)信息，MMA7660FC三軸加速度傳感器采集翅膀和/或軀干的擺動(dòng)信息，同時(shí)將數(shù)據(jù)傳送到MX25L6436E存儲(chǔ)芯片中存儲(chǔ)。計(jì)算機(jī)通過所述裝置的USB接口獲得相應(yīng)的加速度數(shù)據(jù)是在被檢測(cè)對(duì)象歸巢時(shí)，從所述裝置上取下所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，將所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊通過USB接口連接到電腦上從而獲得數(shù)據(jù)，然后對(duì)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
智能控制算法包括模糊控制、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、量子遺傳算法、小波分析、支持向量機(jī)、D-S證據(jù)理論等中的一種或多種，來(lái)獲取鴿子在飛行時(shí)頭部擺動(dòng)的幅度和頻率、身體的傾斜程度、翅膀扇動(dòng)的幅度和頻率等信息。 以上說(shuō)明書中描述的只是本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，各種舉例說(shuō)明不對(duì)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容構(gòu)成限制，所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀了說(shuō)明書后可以對(duì)以前所述的具體實(shí)施方式
做修改或變形，而不背離發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。
權(quán)利要求
1.一種研究鳥類飛行動(dòng)力學(xué)的方法，其特征在于該方法是在鳥類頭部、翅膀和/或者軀干部位設(shè)置一個(gè)或多個(gè)三軸加速度傳感器采集鳥類飛行時(shí)頭部、翅膀和/或者軀干部位的加速度數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在監(jiān)測(cè)裝置中；計(jì)算機(jī)通過所述裝置中的USB接口獲得相應(yīng)的加速度數(shù)據(jù)；計(jì)算機(jī)對(duì)加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將各采樣點(diǎn)加速度數(shù)據(jù)映射為相應(yīng)的擺動(dòng)方位角和擺幅；通過智能控制算法，將被測(cè)鳥類頭部、翅膀和/或軀干的擺動(dòng)映射為鳥類的扭頭、振翅、拐彎和/或滑翔的具體行為。
2.如權(quán)利要求I所述的一種研究鳥類飛行動(dòng)力學(xué)的方法，其特征在于所述的方法的具體步驟包括 第一步將監(jiān)測(cè)裝置安裝于被監(jiān)測(cè)對(duì)象的身上，放飛被監(jiān)測(cè)對(duì)象，同時(shí)啟動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置；第二步所述裝置初始化主控模塊的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，初始化三軸加速度傳感器，定時(shí)器并開啟中斷程序； 第三步所述裝置設(shè)置并啟動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊； 第四步采用三軸加速度傳感器采集到的鳥類飛行時(shí)頭部、翅膀和/或者軀干部位的加速度數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)芯片中； 第五步計(jì)算機(jī)通過所述裝置中的USB接口獲得相應(yīng)的加速度數(shù)據(jù)； 第六步計(jì)算機(jī)對(duì)加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將各采樣點(diǎn)加速度數(shù)據(jù)映射為相應(yīng)的擺動(dòng)方位角和擺幅； 第七步通過智能控制算法，將被測(cè)鳥類頭部、翅膀和/或軀干的擺動(dòng)映射為鳥類的扭頭、振翅、拐彎和/或滑翔的具體行為。
3.如權(quán)利要求2所述的一種研究鳥類飛行動(dòng)力學(xué)的方法，其特征在于所述的第二步中裝置每隔l/16s或者l/32s執(zhí)行一次中斷程序；所述的第四步中采用MMA7361L三軸加速度傳感器采集頭部擺動(dòng)信息，采用MMA7660FC三軸加速度傳感器采集翅膀和/或軀干的擺動(dòng)信息，同時(shí)將數(shù)據(jù)傳送到MX25L6436E存儲(chǔ)芯片中存儲(chǔ)。
4.如權(quán)利要求2所述的一種研究鳥類飛行動(dòng)力學(xué)的方法，其特征在于所述第五步中，計(jì)算機(jī)通過所述裝置的USB接口獲得相應(yīng)的加速度數(shù)據(jù)是在被檢測(cè)對(duì)象歸巢時(shí)，從所述裝置上取下所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，將所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊通過USB接口連接到電腦上從而獲得數(shù)據(jù)，然后對(duì)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果；所述第七步中，所述的智能控制算法包括模糊控制、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、量子遺傳算法、小波分析、支持向量機(jī)、D-S證據(jù)理論中的一種或多種，來(lái)獲取鴿子在飛行時(shí)頭部擺動(dòng)的幅度和頻率、身體的傾斜程度、翅膀扇動(dòng)的幅度和頻率等信息。
5.一種如權(quán)利要求I所述的研究鳥類飛行動(dòng)力學(xué)的方法所使用到的裝置，其特征在于該裝置包括 三軸加速度傳感器，用于采樣鳥類不同部位在X、Y、Z三個(gè)方向的加速度數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，由串行NOR Flash存儲(chǔ)器為主構(gòu)成，用于存取采樣到的加速度數(shù)據(jù)； 主控模塊，所述裝置核心控制單元，由低功耗小封裝單片機(jī)為主構(gòu)成； 通訊模塊，RS232接口電平和USB接口電平轉(zhuǎn)換電路，分別和主控模塊和USB接口連接; 控制開關(guān)，連接到主控模塊，用于確定所述裝置是否處于工作狀態(tài)，是否可以對(duì)鋰電池充電，以及裝置是處于數(shù)據(jù)采樣階段還是處于數(shù)據(jù)傳輸階段；電源模塊，給所述裝置提供電源，含鋰電池、充電回路和電壓調(diào)整電路，充電回路連接到USB接口； USB接口，USB MINI B型5Pin接口，給所述裝置提供數(shù)據(jù)交換和充電電源的物理接口 ； 其中，所述的主控模塊與三軸加速度傳感器、控制開關(guān)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、通訊模塊相連接，所述的通訊模塊與USB接口相連接，所述的USB接口與電源模塊相連接。
6.如權(quán)利要求5所述的一種研究鳥類飛行動(dòng)力學(xué)的裝置，其特征在于所述三軸加速度傳感器包括兩種三軸加速度傳感器，所用型號(hào)為MMA7361L和MMA7660FC，采用容性MEMs單封裝結(jié)構(gòu)，其中所述MMA7361L三軸加速度傳感器和主控模塊相連，MMA7660FC三軸加速度傳感器與主控模塊相連。
7.如權(quán)利要求5所述的一種研究鳥類飛行動(dòng)力學(xué)的裝置，其特征在于所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊所用型號(hào)為MX25L6436E的Nor Flash存儲(chǔ)芯片，采用8-pin SOP封裝，其中所述MX25L6436E存儲(chǔ)芯片與主控模塊相連接。
8.如權(quán)利要求5所述的一種研究鳥類飛行動(dòng)力學(xué)的裝置，其特征在于所述主控模塊為Philips小封裝低功耗單片機(jī)，所用型號(hào)為P89LPC916，采用TSS0P16封裝，其中所述P89LPC916單片機(jī)與三軸加速度傳感器、控制開關(guān)、通訊模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊相連接。
9.如權(quán)利要求5所述的一種研究鳥類飛行動(dòng)力學(xué)的裝置，其特征在于所述充電電路與USB接口相連接，鋰電池與充電電路相連接，電壓調(diào)整電路與鋰電池相連接，所述電壓調(diào)整電路輸出+3. 3V電壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種研究鳥類飛行動(dòng)力學(xué)的方法和裝置，屬于仿生研究領(lǐng)域；該裝置具有三軸加速度傳感器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、主控模塊、通訊模塊、電源模塊、控制開關(guān)和USB接口；使用時(shí)，通過主控模塊控制，該裝置將鳥類飛行時(shí)頭部和/或翅膀等部位的加速度信號(hào)采集并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；然后，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中的加速度信號(hào)通過通訊模塊和USB接口，傳輸?shù)接?jì)算機(jī)；傳輸?shù)接?jì)算機(jī)的加速度信號(hào)通過智能控制算法，得到鳥類飛行過程中頭部擺動(dòng)的幅度和角度，或者翅膀扇動(dòng)的幅度和頻率，以便進(jìn)一步研究鳥類的起飛、避障、降落動(dòng)力學(xué)。本發(fā)明具有體積小，重量輕，功耗低，操作簡(jiǎn)單，使用方便的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01D21/02GK102914668SQ201210375648
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月30日
發(fā)明者劉小峰, 齊本勝, 徐曉平, 劉玉宏, 苗紅霞 申請(qǐng)人:河海大學(xué)常州校區(qū)