一種昆蟲室內行為觀察箱及其應用的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種昆蟲室內行為觀察箱及其應用，所述箱體的一側面設置有箱門，所述箱體的另一側面上半部分設置有觀察窗，所述箱體內除了觀察窗處均設置有一層消音氈，所述箱體內還設置有一層紫銅網，所述箱體內除了觀察窗處的紫銅網包裹于消音氈上，所述觀察窗處的紫銅網制作成窗簾狀，所述箱體內的四個側面各安裝一臺紅外一體機，所述紅外一體機連接外部電腦通過云臺控制從四個角度對昆蟲行為進行跟蹤拍攝、觀察和記錄。該觀察箱滿足昆蟲鳴聲信號采集以及其他各類行為的觀察需求，可有效地屏蔽外界電磁波和噪聲的干擾，箱內條件穩定可控，配合紅外攝像頭，在不干擾昆蟲正常行為的前提下進行白天和夜間的行為觀察，是進行昆蟲行為學研究的良好工具。
【專利說明】一種昆蟲室內行為觀察箱及其應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及昆蟲行為學領域，特別是一種昆蟲室內行為觀察箱及其應用。
【背景技術】
[0002]昆蟲行為學(insect ethology)是研究昆蟲行為類型、模式及其行為產生機制的一門學科。昆蟲的行為模式有食性與覓食行為、群集與轉移行為、生殖行為(求偶、交配、產卵等)、信息交流行為(化學通訊、聽覺通訊、視覺通訊等)、防御行為(逃跑、假死、恫嚇、偽裝等)、社會行為(分工、合作等)等。全世界已知的昆蟲種類就達100萬種，各種昆蟲都有不同于其他種的行為模式。以信息交流為例，多數蛾類通過發出化學揮發物質吸引異性前來交配，蟬則通過鼓膜振動發出聲音來吸引異性，又如螢火蟲通過腹部發光來尋找配偶。這些昆蟲分別通過化學、聲音和視覺三種不同的方式來尋找配偶。而即使用同一種方式，不同種類昆蟲可以通過化學成分或配比、聲音頻率和振幅或視覺上的表現方式的改變做到僅同種可以識別，如同同樣是用嘴說話，中國人說漢語只有中國人能聽懂，外國人是聽不懂的。因此，昆蟲行為學是一個非常廣闊的領域，值得深入研究。
[0003]在昆蟲綱中，約有70%的種類通過“鳴叫”進行信息的交流。“鳴叫”可以解釋為振動信號的傳遞，根據傳遞方式可分為兩種:一是振動信號通過空氣進行傳遞，即傳統意義上的“蟲鳴”，如蟬、螽斯等的鳴叫可通過空氣傳遞，因此人耳可以聽見；二是通過固體介質進行傳遞，此類昆蟲一般個體較小，無法提供足夠的能量將振動信號通過空氣傳遞，所以選擇耗能較少的固體介質傳遞。多數半翅目昆蟲采用這種方式進行信息交流，在這些昆蟲中，一般存在一種“call-fly”策略:首先，雄蟲性成熟后會在植株間四處活動，通過寄主植物傳遞出發一種振動信號(male calling signal, MCS)。如果在同株植物上有欲交配雌成蟲存在，它會處于原地不動，發出一種雌蟲特有的振動信號通過寄主植物傳遞(female pulses,FP)作為回復。雄蟲接收到FP后同樣的靜止不動，并發出另一種振動信號(male courtshipphrase, MCrP),此時雄蟲與雌蟲間形成一種交配“二重奏”(male-female duet, MFD)。MCrP可以分為四個部分，這四部分的脈沖組成各不相同。在前三個部分，雄蟲處于原地不動，開始發出第四部分鳴聲時雄蟲開始移動并搜尋雌蟲，通過雌蟲的聲信號對其進行定位，逐漸接近雌蟲并完成交配。因為是固體介質傳遞，加之發出的信號微弱，所以人耳無法接收，需要通過一些精密的儀器進行采集。
[0004]對于昆蟲“鳴聲”的研究，一般是通過傳感器對“鳴聲”進行采集，然后將采集到的信號通過采集卡轉化為電信號儲存于電腦。采集過程中涉及電信號的轉換，而電信號容易受到外界電磁的干擾。此外，外界噪聲、地面振動等也會給信號的采集帶來很大的干擾，嚴重影響“鳴聲”采集的質量。目前多數“鳴聲”研究多電磁波的干擾不夠重視，而對于外界噪聲，則根據外界噪聲頻率普遍較小的規律，采取低通濾波的方法將采集到的信號中低頻部分去除(如除去50赫茲以下波段信號)已達到去除大部分外界噪聲的目的。此方法雖能去除大部分噪聲，但同時也將采集到的昆蟲“鳴聲”低頻部分一起去除，影響信號質量。
【發明內容】
[0005]本發明針對鳴聲昆蟲的鳴叫等行為提供了一種方便實用的昆蟲室內行為觀察箱及其應用，有效地排除外界因素干擾，并在采集“鳴叫”的同時，通過觀察箱內的紅外一體機進行昆蟲行為的實時觀察，為鳴聲昆蟲的行為學研究提供便利。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明的技術方案一是:一種昆蟲室內行為觀察箱，包括箱體，所述箱體的一側面設置有箱門，所述箱體的另一側面上半部分設置有觀察窗，所述箱體內除了觀察窗處均設置有一層消音氈，所述箱體內還設置有一層可屏蔽外接電磁波的紫銅網，所述箱體內除了觀察窗處的紫銅網包裹于消音氈上，所述觀察窗處的紫銅網制作成窗簾狀，所述箱體內的四個側面各安裝一臺紅外一體機，所述紅外一體機連接外部電腦通過云臺控制從四個角度對昆蟲行為進行跟蹤拍攝、觀察和記錄。
[0007]在進一步的技術方案中，所述箱體各面和箱門均為緊密結合的三層結構，從外到里分別為多層木板復合外層、棉花夾層和多層木板復合內層。
[0008]在進一步的技術方案中，所述多層木板復合外層的厚度為f 2cm，所述棉花夾層的厚度為2~3cm，所述多層木板復合內層的厚度為f2cm。
[0009]在進一步的技術方案中，所述紫銅網的孔間距為100目。
[0010]在進一步的技術方案中，所述箱體為邊長120cm的正方體，所述箱門高X寬為120cmX60cm,所述觀察窗為邊長50cm的雙層中空玻璃窗。
[0011]在進一步的技術方案中， 所述箱體放置于一安靜房間內，所述箱體底部用兩根木條架空。
[0012]為了解決上述技術問題，本發明的技術方案二是:一種昆蟲室內行為觀察箱的應用，將上述的昆蟲室內行為觀察箱應用于觀察昆蟲室內行為。
[0013]與現有技術相比，本發明具有以下有益效果:該觀察箱滿足昆蟲鳴聲信號采集以及其他各類行為的觀察需求，可有效地屏蔽外界電磁波和噪聲的干擾，箱內條件穩定可控，配合紅外攝像頭，在不干擾昆蟲正常行為的前提下進行白天和夜間的行為觀察，是進行昆蟲行為學研究的良好工具。
[0014]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步詳細的說明。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明實施例的結構示意圖。
[0016]圖2為箱體各面和箱門的三層結構示意圖。
[0017]圖中:1-箱體，2-箱門，3-觀察窗，4-紅外一體機，5-消音租，6_紫銅網，7_多層木板復合外層，8-棉花夾層，9-多層木板復合內層。
【具體實施方式】
[0018]如圖f 2所示，一種昆蟲室內行為觀察箱，包括箱體1，所述箱體I的一側面設置有一扇箱門2，所述箱體I的另一側面上半部分設置有觀察窗3，所述箱體I內除了觀察窗3處均粘貼有一層黑色消音氈5，所述箱體I內還設置有一層可屏蔽外接電磁波的紫銅網6，所述箱體I內除了觀察窗3處的紫銅網6包裹于消音氈5上，所述觀察窗3處的紫銅網6制作成窗簾狀，所述箱體I內的四個側面各安裝一臺12倍變焦紅外一體機4，所述紅外一體機4連接外部電腦通過云臺控制從四個角度對昆蟲行為進行跟蹤拍攝、觀察和記錄。
[0019]在本實施例中，所述箱體I為邊長120cm的正方體，所述箱門2高X寬為120cmX60cm，所述箱門2關閉時與箱體I緊密結合，所述觀察窗3為邊長50cm的雙層中空
玻璃窗。
[0020]在本實施例中，所述箱體I各面和箱門2均為三層結構，從外到里分別為f2cm厚的多層木板復合外層7、2~3cm厚的棉花夾層8和l~2cm厚的多層木板復合內層9，各層材料緊密結合。所述多層木板復合外層7的厚度優選為1.5cm，所述棉花夾層8的厚度優選為2cm,所述多層木板復合內層9的厚度優選為1.5cm。
[0021]在本實施例中，所述紫銅網6的孔間距為100目，觀察窗3處將紫銅網制作成窗簾狀，方便觀測人員根據需要打開或閉合觀察窗3處的紫銅網6，閉合時觀察箱即類似法拉第籠，可屏蔽外界電磁波。
[0022]在本實施例中，該昆蟲室內行為觀察箱的箱體I可放置于一安靜房間內，其底部用兩根木條架空，以進一步減少地面振動(汽車駛過、腳步聲等)對箱體I內的影響。該昆蟲室內行為觀察箱的箱體I內部能夠有效地屏蔽外界電磁波和噪聲的干擾，并且箱體I內溫度、濕度等環境條件穩定可控，為鳴聲昆蟲的行為學觀察提供穩定可靠的人為環境。
[0023]該昆蟲室內行為觀察箱的效果檢驗:
1、一人攜帶一收音機進入箱體1，閉合箱門2，觀察窗3上的紫銅窗簾緊密閉合。打開收音機，分別用FM和AM兩個波段進行電臺搜索，結果顯示無法搜索到任何電臺聲音；之后打開箱門2，將收音機放于箱體I外進行FM和AM兩個波段的電臺搜索，可正常搜索到多個電臺聲音。證明本發明有很好的電磁波屏蔽效果。
[0024]2、一人攜帶一分貝計進入箱體1，閉合箱門2，觀察窗3上的紫銅窗簾緊密閉合。箱體I外播放聲音達到80分貝，箱體I內打開分貝計，測得分貝值在5~10之間，證實本發明可以有效地屏蔽外界噪聲。
[0025]本發明以茶小綠葉蟬的行為觀察為例，進一步描述本發明的使用方法，但本發明的作用不限于此。茶小綠葉蟬是茶園的最主要害蟲，成蟲連翅體長僅約3mm，個體微小。
[0026]1、茶小綠葉蟬羽化情況觀察記錄:抓取五齡茶小綠葉蟬活體若蟲，放于一直徑
1.5cm，長7cm的圓形有底透明玻璃管。放入新鮮茶芽供取食，然后放于觀察箱內中心部位，通過云臺控制調節四個紅外一體機4，使它們都能清晰拍攝到若蟲。記錄若蟲的整個羽化過程。結果表明，本發明可以為茶小綠葉蟬提供穩定的環境，四臺紅外一體機4通過角度和焦距調節可以清晰地記錄試蟲的全部行為。
[0027]2、茶小綠葉蟬交配情況觀察記錄:抓取一對達到性成熟并未交配雌雄成蟲，放于同一透明玻璃管中，放入新鮮茶芽供取食，然后放于觀察箱內中心部位，通過云臺控制調節四個紅外一體機4，使它們能清晰拍攝到管內兩頭成蟲的活動情況。記錄雌雄成蟲在求偶、交配時的活動情況。
[0028]3、茶小綠葉蟬EPG觀察記錄:取茶小綠葉蟬三齡若蟲，試蟲與EPG連接后放于新鮮茶芽上，然后將其放于觀察箱內中心部位，通過云臺控制調節四個紅外一體機4至最清晰的角度和焦距。將觀察窗3處的紫 銅窗簾閉合并與周圍紫銅網6緊密結合，關閉箱門2。結合監控和EPG來分析若蟲的刺吸取食行為。從EPG的波形來看，觀察箱可以很好地屏蔽外界的電磁波干擾，并且由于環境穩定沒有過多的人為干擾，EPG形成的波也比較穩定，重復性高。
[0029]4、茶小綠葉蟬鳴聲信號采集:茶小綠葉蟬的鳴叫通過寄主植物進行傳遞，將待測的茶小綠葉蟬放于茶嫩梢上，閉合箱門2，觀察窗3上的紫銅窗簾緊密閉合。通過一套振動信號采集儀器與茶嫩梢連接來采集“鳴聲”信號。通過振動信號采集儀器得到的信號波形看，采集到的信號無電磁波的干擾，并且其他振動信號的振幅不明顯，說明觀察箱對電磁波和外界振動信號有很好屏蔽效果。
[0030]以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵`蓋范圍。
【權利要求】
1.一種昆蟲室內行為觀察箱，包括箱體，其特征在于:所述箱體的一側面設置有箱門，所述箱體的另一側面上半部分設置有觀察窗，所述箱體內除了觀察窗處均設置有一層消音氈，所述箱體內還設置有一層可屏蔽外接電磁波的紫銅網，所述箱體內除了觀察窗處的紫銅網包裹于消音氈上，所述觀察窗處的紫銅網制作成窗簾狀，所述箱體內的四個側面各安裝一臺紅外一體機，所述紅外一體機連接外部電腦通過云臺控制從四個角度對昆蟲行為進行跟蹤拍攝、觀察和記錄。
2.根據權利要求1所述的昆蟲室內行為觀察箱，其特征在于:所述箱體各面和箱門均為緊密結合的三層結構，從外到里分別為多層木板復合外層、棉花夾層和多層木板復合內層。
3.根據權利要求2所述的昆蟲室內行為觀察箱，其特征在于:所述多層木板復合外層的厚度為f 2cm，所述棉花夾層的厚度為2~3cm，所述多層木板復合內層的厚度為f2cm。
4.根據權利要求1所述的昆蟲室內行為觀察箱，其特征在于:所述紫銅網的孔間距為.100 目。
5.根據權利要求1所述的昆蟲室內行為觀察箱，其特征在于:所述箱體為邊長120cm的正方體，所述箱門高X寬為120CmX60Cm，所述觀察窗為邊長50cm的雙層中空玻璃窗。
6.根據權利要求1所述的昆蟲室內行為觀察箱，其特征在于:所述箱體放置于一安靜房間內，所述箱體底部用兩根木條架空。
7.—種昆蟲室內行為觀察箱的應用，其特征在于:將權利要求1飛中任一項所述的昆蟲室內行為觀察箱應用于觀察昆蟲室內行為。
【文檔編號】A01K67/033GK103548778SQ201310558473
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月12日 優先權日:2013年11月12日
【發明者】尤民生, 施龍清, 曾兆華, 黃發勝, 陳李林 申請人:福建農林大學