蜜蜂摄蜜精细建模及仿生微结构研究

发布时间：2022-02-22 08:23

　　随着科技的日益发展,微流体控制技术在化学分析、自动控制、航空、医疗、生物工程等领域持续发展。因此,对于新型高效率低能耗的微流体技术的提出了新的挑战。有学者通过研究蜜蜂饮蜜行为发现了“微泵”原理,该原理可能微流体转运器件的设计提供新参考。本文通过扫描电子显微镜等微观成像技术,对蜜蜂口器的表面结构和内部微观构型进行了全面检查。蜜蜂的口器主要由下唇须、外颚叶和中唇舌组成。中唇舌为分节结构,呈锥形,端部有中唇舌瓣,外部覆盖着鞘。大量刚毛分布在节间褶上,呈现基部刚毛长度较端部刚毛长度小的规律。中唇舌背部有一道凹槽,内部有一条贯穿始终的柔性杆,在柔性杆的基部附着着收缩肌。通过高速摄像机拍摄到蜜蜂的饮蜜过程。蜜蜂在饮蜜过程中,通过中唇舌表面附着的刚毛将液体带入口中。发现中唇舌伸长与刚毛张开呈异步规律,即饮蜜时中唇舌向前伸出,靠近基部的刚毛先张开且靠近端部的刚毛张开角度大。为进一步探究中唇舌附器的变形规律,结合实验现象与柔顺机构理论,建立了仿中唇舌异步展开的柔顺机构模型,从机构学的角度解释了中唇舌刚毛异步张开的原因。分析了结构角度变化引起的能量变化,并对不同分段的能量变化进行了比较分析。对于仿中唇舌模... 

【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市211工程院校教育部直属院校

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 小微型口器饮水研究现状
        1.2.2 蜜蜂饮蜜国内外研究现状
        1.2.3 仿生结构国内外研究现状
        1.2.4 仿生微流控研究现状
    1.3 主要研究内容
第2章 蜜蜂中唇舌微观结构及饮蜜实验观察
    2.1 蜜蜂的饲养环境
    2.2 中唇舌微观结构
        2.2.1 解剖实验
        2.2.2 SEM实验
        2.2.3 切片实验
    2.3 蜜蜂饮蜜实验
    2.4 实验结果及分析
    2.5 本章小结
第3章 蜜蜂摄蜜过程建模
    3.1 中唇舌内部机构运动原理
    3.2 分节等效结构
    3.3 仿中唇舌模型建立与分析
        3.3.1 中唇舌基部分段机构分析
        3.3.2 中唇舌其它分段机构分析
    3.4 仿中唇舌机构运动过程
    3.5 本章小结
第4章 仿中唇舌模型摄蜜效率分析
    4.1 异步展开粘滞阻力分析
    4.2 刚毛异步、同步张开粘滞阻力比较
    4.3 粘滞阻力与摄蜜体积权衡分析
    4.4 本章小结
第5章 结论与建议
    5.1 结论
    5.2 建议
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]仿生微流控的发展与应用[J]. 闵伶俐,陈松月,盛智芝,王宏龙,吴锋,王苗,侯旭.  物理学报. 2016(17)

博士论文
[1]蜻蜓翅翼三维空间结构的动力学与疲劳寿命研究[D]. 弯艳玲.吉林大学 2010
[2]基于昆虫刺吸式口器的仿生耦合无痛注射针头的研究[D]. 王京春.吉林大学 2008



本文编号：3639069