一种测量生物活体与物体间粘附力的测力装置及测试方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于力学测量仪器领域，它公开了一种测量生物活体与物体间粘附力的测力装置及测试方法。本发明专利技术的测试装置它包括可开式透明箱体、测力感应件、可旋转载物台、摄像头、电动式微量进样器、温度传感器、湿度传感器、计算机及显示和打印装置。通过本发明专利技术的测力装置和测试方法可以测量生物活体与各种粗糙表面间的粘附力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于力学测量仪器领域，它涉及。
技术介绍
测量技术一直以来被认为是科研、生产取得突破的有效手段。所以测量技术的发展对科研生产等领域的进步起到至关重要的作用。目前，获得物体间粘附力数值往往是通过探针原子力显微镜(AFM)、力学传感器类仪器得到。但是，探针原子力显微镜不能以生物活体为测量对象，测试对象的选择有很大的局限性，而且根据测试目的的不同，往往需要改换某些结构来实现，成本比较高；力学传感器类仪器对生物活体力学性能测量的制样要求比较高，尤其是精度较高的传感器很容易在使用过程中被损坏，同时，上述测试手段都无法观测生物活体在整个测力过程中的动态行为。
技术实现思路
针对上述缺陷，本专利技术提供了以解决测量物为生物活体、仪器容易损坏的问题。本专利技术解决技术问题的技术方案如下一种测量生物活体与物体间粘附力的测力装置，它包括摄像头2、温度传感器5、湿度传感器6、电动式微量进样器7、存储器内存有图像处理和数据处理软件的计算机8、显示器9、打印机IO、工作台11，其特征在于它还包括由放置在工作台11上的外罩101和通过铰链连接在外罩101前壁上的活动门102组成的可开式透明箱体1、由与第一升降调节螺杆321上端连接在一起的带有滚珠轴承的载物圆台31和由上端与带有滚珠轴承的载物圆台31的滚珠轴承相连其中部与带有支撑架的第一升降调节螺母322相连的第一升降调节螺杆321且中部与第一升降调节螺杆321相连的带有支撑架的第一升降调节螺母322构成的第一升降装置其两者共同组成的可旋转载物台3、由固装在天线式拉杆41左端下方的磁片411套装在天线式拉杆41左右两端的调平小螺母412固装在天线式拉杆41中心位置的水平仪413下方固装在天线式拉杆41右端并通过导管与电动式微量进样器7相连的储液器414组成且通过中下部支撑在第二升降调节螺杆421上端的天线式拉杆41和上端与天线式拉杆41中下部相连中部与带有支撑架的第二升降调节螺母422相连的第二升降调节螺杆421中部与第二升降调节螺杆421相连的带有支撑架的第二升降调节螺母422构成的第二升降装置其两者共同组成的测力感应件4。所述的可开式透明箱体1可由透明有机玻璃或透明高聚物塑料制成，其形状可以是长方体或立方体，长度L为40-60cm、宽度W为30-50cm、高度H为30-50cm，置于外罩101前壁上的活动门102长度L，为30-50cm、宽度H，为20-40cm。一种测量生物活体与物体间粘附力的测力装置的测试方法，其特征在于通过如下步骤实现的开启计算机8预热十分钟；打开可开式透明箱体1的活动门102，旋动测力感应件4第二升降装置的第二升降调节螺杆421，以调节天线式拉杆41的高度至使摄像头2的位置比天线式拉杆41的左端磁片411的高度低5-10mm;旋动可旋转载物台3的第一升降装置的第一升降调节螺杆321使带有滚动的载物圆台31的高度比天线式拉杆41低8-10cm;根据生物样品(A)与物体间粘附力所要求的测试精度，通过表1査到与此精度对应的天线式拉杆41所需的长度，接着测量天线式杠杆41右端的储液器414的中心线与第二升降调节螺杆421的中心线间的力臂其值为Lp和测量左端磁片411的中心线与第二升降调节螺杆421的中心线间的力臂其值为Ld，并将Lp、 Ld的值输入计算机8;表1<table>table see original document page 8</column></row><table>调节天线式拉杆41左右两端的调平小螺母412，观察天线式拉杆41中心的水平仪413的水泡是否在中心位置来调节好天线式拉杆41的初始平衡；将生物样品A，如蝇类或蟋蟀或蜘蛛或甲虫，取某种的一只称其质量为Md并将其值输入计算机8，然后将该只生物样品A固定在现有的制样磁片上，使该制样磁片与天线式拉杆41左端下方的磁片411吸合，使生物体样品A被悬挂在磁片411上，因而使天线式拉杆41左端偏重而略向下倾斜；将物体B，如砂纸或抛光纸或玻璃或塑料或胶体，放置在可旋转载物台3的带有滚动轴承的载物圆台31上，旋动带有滚动轴承的载物圆台31使物体B移至磁片411正下方，旋动可旋转载物台3的第一升降装置的第一升降调节螺杆321使带有滚动轴承的载物圆台31缓慢上升至使与生物体A刚刚接触；调节温度传感器5、湿度传感器6使可开式透明箱体1内环境温湿度控制在温度20-25t:,湿度65-70%;然后立即关闭可开式透明箱体1的活动门102;打开计算机8的控制电动式微量进样器7的操作软件，设置电动式微量进样器7的每次进样量，每次进样量为质轻液体如酒精或低密度聚乙烯，每次进样量p为0.02mg-2g，鼠标每点击一下，将此设置的进样量注入储液器414中；利用摄像头2拍摄生物样品A的整个受力过程并显示在显示器9上，在此整个拍摄过程中可以任意保存一个瞬间图片，经计算机8图像处理软件处理后经过打印机10打印出来；重复步骤中的点击鼠标动作，当显示器9上观测到生物样品A与带有滚动轴承的载物圆台31上的物体B分离的瞬间，停止点击鼠标；通过步骤中已输入计算机8的天线式杠杆41右端的储液器414的中心线与第二升降调节螺杆421的中心线间的力臂Lp、左端磁片411的中心线与第二升降调节螺杆421的中心线间的力臂Ld和步骤中已输入计算机8中的Md，以及设定的每次进样量p和鼠标点击总数N，通过下面公式由计算机8计算出生物样品A与物体B该瞬间的粘附力数值Fa式中，Mp为质轻液体的总质量，Mp=pXN， g为重力加速度，其值为9.8 N/kg;重复测试步骤-,共测试20只同种生物体A，获得的20个数据经计算机8数据处理软件处理，得到该种生物体A与物体B间的粘附力平均值、标准方差并由打印机10打印出来。与现有技术相比本专利技术的优点是 (1)根据不同生物体所需的测试精度不同，采用了天线式拉杆结构； (2 )消除了微力传感器在测力过程中容易损坏的问题；(3) 装有摄像头实时拍摄，实现在线观测，可以观察生物体在整个力学测 量中的动态行为；(4) 测量对象的范围广，能够测量生物活体，成本较低。 附图说明图1为一种测量生物活体与物体间粘附力的测力装置示意图图2为可开式透明箱体的结构示意图图3为可旋转载物台的结构示意图图4为测力感应件的结构示意图图1、图2、图3、图4中，1-可开式透明箱体，2-摄像头，3-可旋转载 物台，31-带有滚动轴承的载物圆台，321-第一升降调节螺杆，322-带有支撑架 的第一升降调节螺母，4-测力感应件，41-天线式拉杆，411-磁片，412-调平小 螺母，413-水平仪，414-储液器，421-第二升降调节螺杆，422-带有支撑架的 第二升降调节螺母，5-温度传感器，6-湿度传感器，7-电动式微量进样器，8-存储器内存有图像处理和数据处理软件的计算机，9-显示器，10-打印机，11-工作台。具体实施例方式一种测量生物活体与物体间粘附力的测力装置，它包括摄像头2、温度传 感器5、湿度传感器6、电动式微量进样器7、存储器内存有图像处理和数据 处理软件的计算机8、显示器9、打印机10、工作台11，其特征在于它还包括由放置在工作台11上的外罩101和通过铰链连接在外罩101前壁上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量生物活体与物体间粘附力的测力装置，它包括摄像头（２）、温度传感器（５）、湿度传感器（６）、电动式微量进样器（７）、存储器内存有图像处理和数据处理软件的计算机（８）、显示器（９）、打印机（１０）、工作台（１１），其特征在于它还包括由放置在工作台（１１）上的外罩（１０１）和通过铰链连接在外罩（１０１）前壁上的活动门（１０２）组成的可开式透明箱体（１）、由与第一升降调节螺杆（３２１）上端连接在一起的带有滚珠轴承的载物圆台（３１）和由上端与带有滚珠轴承的载物圆台（３１）的滚珠轴承相连其中部与带有支撑架的第一升降调节螺母（３２２）相连的第一升降调节螺杆（３２１）且中部与第一升降调节螺杆（３２１）相连的带有支撑架的第一升降调节螺母（３２２）构成的第一升降装置其两者共同组成的可旋转载物台（３）、由固装在天线式拉杆（４１）左端下方的磁片（４１１）套装在天线式拉杆（４１）左右两端的调平小螺母（４１２）固装在天线式拉杆（４１）中心位置的水平仪（４１３）下方固装在天线式拉杆（４１）右端并通过导管与电动式微量进样器（７）相连的储液器（４１４）组成且通过中下部支撑在第二升降调节螺杆（４２１）上端的天线式拉杆（４１）和上端与天线式拉杆（４１）中下部相连中部与带有支撑架的第二升降调节螺母（４２２）相连的第二升降调节螺杆（４２１）中部与第二升降调节螺杆（４２１）相连的带有支撑架的第二升降调节螺母（４２２）构成的第二升降装置其两者共同组成的测力感应件（４）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高晶，印霞，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]