一種活體藍鯊胸鰭彈性模量的測量裝置及方法制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種活體藍鯊胸鰭彈性模量的測量裝置及方法，所述裝置包括用于固定夾緊藍鯊的夾具系統和用于測量藍鯊胸鰭彈性模量的測量系統。所述方法包括如下步驟：1)水槽中的水通過水管導入到水箱內，直至水箱中的水位到達水箱的開口位置；2)通過夾具將待測量的藍鯊固定到工作臺上，然后移動夾具使得藍鯊的頭部通過靠口進入水箱內；3)啟動液位傳感器檢測水箱內的水位，若檢測傳感器檢測到的水位不足設定最小值，液位傳感器控制水泵啟動，通過水泵繼續向水箱中注水；若液位傳感器超過設定最大值，液位傳感器控制水泵關閉；4)在藍鯊胸鰭上選取若干測量點，測量相關數據；5)根據公式計算出藍鯊胸鰭的彈性模量。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及柔性材料物理特性測量領域，具體地說，特別涉及到一種活體藍鯊胸鰭彈性模量的測量裝置及方法。
技術介紹
海洋中存在著洋流等多種能量形式，各種海洋魚類經過千百萬年進化具備了適應這一環境的功能結構，以藍鯊為代表的鯊魚已經在地球上生存了上億年，其具有游動姿態穩定、效率高、巡游距離長的特點。當前，人類對于水下航行裝備的研究進入了新的階段，自主式水下航行器(Autonomousunderwatervehicle,AUV)在水下探測等領域已獲得眾多應用，處于海洋強國間競爭的最前。目前AUV不足點之一在于能耗效率不高，水動力性能還處于較低水平，對相關海洋生物進行仿生將有助于這一問題的解決。就整個海洋生物群體來說，鯊魚與AUV處于相近的結構和尺寸范圍內。藍鯊的高效運動模式與其身體整體結構和功能模塊組成密不可分，從仿生學的角度當前還無法做到全面模擬。藍鯊胸鰭在游動過程中起到平衡和穩定的重要作用AUV中也有相應結構體。胸鰭能夠高效的完成工作，除了外形以外，其彈性的表面特性、水流中恰當的收縮及彎曲等是關鍵，為了將藍鯊胸鰭的物理特性應用于AUV的開發研究，測量出藍鯊肌肉的彈性模量就顯得尤為重要。目前測量魚體肌肉彈性模量的方法都是將魚體解剖，然后通過物理方法測得彈性模量，但是活魚肌肉的彈性和死魚肌肉的彈性是有區別的。
技術實現思路
本專利技術的目的在于針對現有技術中的不足，提供一種活體藍鯊胸鰭彈性模量的測量裝置及方法，以解決上述問題。本專利技術所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：一種活體藍鯊胸鰭彈性模量的測量裝置，包括用于固定夾緊藍鯊的夾具系統和用于測量藍鯊胸鰭彈性模量的測量系統；所述夾具系統包括工作臺，在所述工作臺上設有滑槽，滑槽上安裝有若干可沿所述滑槽移動的夾具，在所述工作臺的一側設有水槽，所述水槽內安裝有水箱、水泵和水管，所述水泵與水管連通，水管的兩端分別連通水槽和水箱，用于將所述水槽中的水導入水箱中，在水箱上設有用于通過藍鯊頭部的開口；所述測量系統包括第一平板、第二平板、頂針、彈簧和位移變化量顯示器；所述第一平板和第二平板通過彈簧彈性連接，在第二平板的頂面設有位移變化量顯示器，所述位移變化量顯示器連接有頂針，所述頂針依次貫穿第一平板和第二平板。進一步的，所述水箱內安裝有液位傳感器，液位傳感器的信號輸出端與水泵的控制端連接。進一步的，所述夾具包括可移動基板、左限位夾板和右限位夾板，所述可移動基板活動安裝于滑槽內，且沿滑槽前后移動；在可移動基板上設有調整槽，左限位夾板和右限位夾板的底部活動安裝于調整槽內，且可沿調整槽左右移動。一種活體藍鯊胸鰭彈性模量的測量方法，包括如下步驟：1)啟動水泵，將所述水槽中的水通過水管導入到水箱內，直至水箱中的水位到達水箱的開口位置；2)通過夾具將待測量的藍鯊固定到工作臺上，然后移動夾具使得藍鯊的頭部通過靠口進入水箱內；3)啟動液位傳感器檢測水箱內的水位，若檢測傳感器檢測到的水位不足設定最小值，液位傳感器控制水泵啟動，通過水泵繼續向水箱中注水；若液位傳感器超過設定最大值，液位傳感器控制水泵關閉；4)在藍鯊胸鰭上選取若干測量點，將第一平板貼住胸鰭表面，然后在第二平板上放置的砝碼質量X來代表施加的壓力，并記錄位移變化量顯示器的值X；5)根據公式E＝Mg/X計算出藍鯊胸鰭的彈性模量E。進一步的，所述步驟4)中的測量包括位于藍鯊左胸鰭和右胸鰭的根部、中部和頂部的測量。與現有技術相比，本專利技術的有益效果如下：結構簡單，設計巧妙，通過采用全新的結構設計，可以準確測量出活體藍鯊胸鰭的彈性模量。附圖說明圖1為本專利技術所述的測量裝置的閑置狀態示意圖。圖2為本專利技術所述的測量裝置的使用狀態示意圖。圖3為本專利技術所述的測量裝置的結構示意圖。圖4為本專利技術所述的測量系統的結構示意圖。圖5為本專利技術所述的夾具的安裝結構示意圖。圖6為本專利技術所述的測量方法的流程示意圖。圖中標號說明：工作臺1、滑槽2、夾具3、水槽4、水泵5、水管6、開口7、液位傳感器8、可移動基板9、左限位夾板10、右限位夾板11、第一平板12、第二平板13、頂針14、彈簧15、位移變化量顯示器16、水箱17。具體實施方式為使本專利技術實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施方式，進一步闡述本專利技術。參見圖1、圖2、圖3和圖5，本專利技術所述的一種活體藍鯊胸鰭彈性模量的測量裝置，其主要包括用于固定夾緊藍鯊的夾具3系統和用于測量藍鯊胸鰭彈性模量的測量系統。所述夾具3系統包括工作臺1，在所述工作臺1上設有滑槽2，滑槽2上安裝有若干可沿所述滑槽2移動的夾具3，在所述工作臺1的一側設有水槽4，所述水槽4內安裝有水箱17、水泵5和水管6，所述水泵5與水管6連通，水管6的兩端分別連通水槽4和水箱17，用于將所述水槽4中的水導入水箱17中，在水箱17上設有用于通過藍鯊頭部的開口7；水箱17內安裝有液位傳感器8，液位傳感器8的信號輸出端與水泵5的控制端連接。參加圖4，所述測量系統包括第一平板12、第二平板13、頂針14、彈簧15和位移變化量顯示器16；所述第一平板和第二平板通過彈簧彈性連接，在第二平板的頂面設有位移變化量顯示器，所述位移變化量顯示器連接有頂針，所述頂針依次貫穿第一平板和第二平板。參見圖5，所述夾具3包括可移動基板9、左限位夾板10和右限位夾板11，所述可移動基板9活動安裝于滑槽2內，且沿滑槽2前后移動；在可移動基板9上設有調整槽，左限位夾板10和右限位夾板11的底部活動安裝于調整槽內，且可沿調整槽左右移動。參見圖6，一種活體藍鯊胸鰭彈性模量的測量方法，包括如下步驟：1)把水槽里的水通過水泵注入到開口水槽中，當水位上升到開口位置時停止注水。2)將藍鯊放置在工作臺上且用三組夾具固定夾緊魚尾和魚體，通過向右移動夾具使得魚頭伸進右側開口的水槽中。3.)啟動液位傳感器控制系統開關，液位傳感器布置在水槽底部上方600mm處，當傳感器的深度不足700mm時，液位傳感器系統控制水泵打開，通過水泵繼續向開口水槽中注水，當液位傳感器的深度大于800mm時，液位傳感器系統會發送信號關閉水泵，水槽中的液位傳感器就是通過控制水泵的開關從而控制水槽液面高度，保證鯊魚頭一直處在水中。4)為了測出藍鯊胸鰭的彈性模量，可以通過搭載傳感器的測試儀在胸鰭上選擇幾個點進行測量，測試儀上的位移傳感器用來測量第一本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種活體藍鯊胸鰭彈性模量的測量裝置，其特征在于：包括用于固定夾緊藍鯊的夾具系統和用于測量藍鯊胸鰭彈性模量的測量系統；所述夾具系統包括工作臺，在所述工作臺上設有滑槽，滑槽上安裝有若干可沿所述滑槽移動的夾具，在所述工作臺的一側設有水槽，所述水槽內安裝有水箱、水泵和水管，所述水泵與水管連通，水管的兩端分別連通水槽和水箱，用于將所述水槽中的水導入水箱中，在水箱上設有用于通過藍鯊頭部的開口；所述測量系統包括第一平板、第二平板、頂針、彈簧和位移變化量顯示器；所述第一平板和第二平板通過彈簧彈性連接，在第二平板的頂面設有位移變化量顯示器，所述位移變化量顯示器連接有頂針，所述頂針依次貫穿第一平板和第二平板。

【技術特征摘要】
1.一種活體藍鯊胸鰭彈性模量的測量裝置，其特征在于：包括用于固定夾
緊藍鯊的夾具系統和用于測量藍鯊胸鰭彈性模量的測量系統；
所述夾具系統包括工作臺，在所述工作臺上設有滑槽，滑槽上安裝有若干
可沿所述滑槽移動的夾具，在所述工作臺的一側設有水槽，所述水槽內安裝有
水箱、水泵和水管，所述水泵與水管連通，水管的兩端分別連通水槽和水箱，
用于將所述水槽中的水導入水箱中，在水箱上設有用于通過藍鯊頭部的開口；
所述測量系統包括第一平板、第二平板、頂針、彈簧和位移變化量顯示器；
所述第一平板和第二平板通過彈簧彈性連接，在第二平板的頂面設有位移變化
量顯示器，所述位移變化量顯示器連接有頂針，所述頂針依次貫穿第一平板和
第二平板。
2.根據權利要求1所述的活體藍鯊胸鰭彈性模量的測量裝置，其特征在于：
所述水箱內安裝有液位傳感器，液位傳感器的信號輸出端與水泵的控制端連接。
3.根據權利要求1所述的活體藍鯊胸鰭彈性模量的測量裝置，其特征在于：
所述夾具包括可移動基板、左限位夾板和右限位夾板，所述可移動基板活動安
裝...

【專利技術屬性】
技術研發人員：胡慶松，劉習武，程文平，劉暢，王曼，韓摯陽，
申請(專利權)人：上海海洋大學，
類型：發明
國別省市：上海;31