Строительство усовершенствованной полетной мельницы для изучения привязного полета насекомых

Этот протокол может быть использован для создания доступной и улучшенной летной мельницы с использованием технологий makerspace, таких как лазерные резаки и 3D-принтеры. Лазерные резаки и 3D-принтеры могут обрабатывать сложные конструкции, поэтому вы можете легко настроить и воспроизвести свою летную мельницу в соответствии с вашими экспериментальными требованиями. Чтобы построить акриловые опоры в пространстве makerspace, откройте и соответствующий векторный графический редактор и создайте файловые линии в режиме RGB с обводкой линии 0,0001 точки, в которой RGB красный вырезает линии, а RGB синие края линии.

В качестве меры предосторожности спроектируйте кривой ключ, как показано на рисунке. Следуйте рекомендациям makerspace по включению, использованию и обслуживанию лазерного резака. В лазерном программном обеспечении выберите пластик для материала и акрил для типа материала.

Для дополнительной точности используйте суппорт для измерения толщины материала и ввода его толщины в поле толщины материала. Поместите материал в полость принтера и вырежьте кривой ключ. Используйте ключ кривой для определения ширины кривой, а затем учитывайте кривую для всех измерений щелей и отверстий в конструкции акриловой опоры по мере необходимости перед лазерной резкой акриловых опор.

Для 3D-печати пластиковых опор нажмите 3D-проекты и Создать, чтобы создать новый дизайн. Чтобы воспроизвести эти исследования точных 3D-печатных проектов, скачайте архив, 3D_Prints. zip и переместите папку на рабочий стол.

Откройте папку. В интерактивной программе 3D-моделирования работайте с обычной веб-страницей, нажмите кнопку Импорт и выберите все stl-файлы из папки. Чтобы самостоятельно создавать или вносить коррективы в дизайн, следуйте инструкциям веб-сайта.

Внесите изменения и экспортируйте новые проекты в виде файлов stl. Чтобы получить зеркало дизайна, нажмите на объект, нажмите M и выберите стрелку, соответствующую ширине объекта. Для 3D-печати дважды щелкните значок программного обеспечения для 3D-печати, нарезки и выберите файл объекта для печати.

Выберите «Печать и тип устройства», чтобы выбрать 3D-принтер, и дважды щелкните значок перемещения, чтобы изменить положение объекта. Нажмите на платформу, чтобы убедиться, что модель находится на платформе. И нажмите кнопку Переместить и по центру, чтобы поместить объект в центр области сборки.

Когда объект будет готов, нажмите кнопку Печать, чтобы сохранить печать в виде файла gx. Далее откалибруйте экструдер 3D-принтера по стандартным протоколам и убедитесь, что нити накала достаточно для печати. Когда все объекты будут изменены, перенесите файлы gx на 3D-принтер и распечатайте все поддержки и улучшения.

Для каждой печати проверяйте, что нить накала правильно прилипает к пластине. В общей сложности восемь линейных направляющих рельсов, 16 линейных направляющих рельсовых блоков, от 12 до 20 винтов, 15 поперечных кронштейнов, 16 держателей магнитов, 16 трубчатых опор, 16 коротких линейных опор направляющих рельсов и 16 длинных опор направляющих рельсов должны быть напечатаны на 3D-принтере для этого дизайна. После сборки акриловых стенок вставьте пластиковую трубку длиной 30 миллиметров в верхнюю опору трубки и пластиковую трубку длиной 15 миллиметров в нижнюю опору трубки каждой ячейки.

Вставьте пластиковую трубку длиной 14 миллиметров в верхнюю трубку и пластиковую трубку длиной 20 миллиметров в нижнюю трубку, убедившись, что между трубками есть достаточно сильное трение, чтобы удерживать трубки на месте, не позволяя внутренней трубке скользить вверх и вниз при вытягивании. Если какие-либо трубки деформированы, погрузите искривленные сегменты трубки в кипящую воду на одну минуту и выпрямите трубки на полотенце, позволяя материалам достичь комнатной температуры, прежде чем вставлять выпрямленные сегменты в трубки. Поместил два неодимовых магнита с низким коэффициентом трения и внутреннюю трубку в каждую магнитную опору.

Поместите внутреннюю трубку прочно в каждую магнитную опору так, чтобы гравитация, действующая на магниты и поддержку магнитов, была недостаточно сильной, чтобы выбить материалы из внутренней трубки. Проверьте, отталкивает ли каждая пара магнитов друг друга. С помощью линейных направляющих рельсовых блоков, обращенных вверх, сдвиньте блоки в линейный направляющий рельс и поместите линейные направляющие рельсы и блоки вертикально в окна на внешних вертикальных стенах.

Используйте две короткие линейные направляющие опоры, две длинные линейные направляющие рельсовые опоры, четыре железных винта длиной 10 мм, два железных винта длиной 20 миллиметров и две шестигранные гайки для закрепления одной линейной направляющей направляющей. Чтобы сконструировать поворотный рычаг, приклейте немагнитную подкожную стальную трубку 19-го калибра к оси наконечника пипетки и два неодимовых магнита с низким коэффициентом трения к изогнутому концу поворотного рычага, чтобы привязать металлическое окрашенное насекомое для полета. Оберните кусок алюминиевой фольги на разогнутый конец поворотного рычага, чтобы создать противовес флага и сломать инфракрасный луч, посылаемый от передатчика инфракрасного датчика к приемнику.

Чтобы настроить инфракрасный датчик и регистратор данных, поместите передатчик инфракрасного датчика внутри верхнего линейного блока направляющей рельсы с излучателем луча, обращенным вниз, и поместите приемник инфракрасного датчика внутри нижнего блока лицом вверх. Чтобы магнитно привязать насекомых к рукояти летной мельницы для летного испытания, нанесите магнитную краску на пронотум насекомого и дайте краске высохнуть не менее 10 минут. После высыхания прикрепите насекомое к ручным магнитам полета.

После прикрепления до восьми насекомых нажмите «Файл и запись» в программном обеспечении «Анализ полета», выберите местоположение файла записи в первом всплывающем окне, убедившись, что имя файла включает номер набора записи и букву канала, и нажмите OK.In следующем всплывающем окне, введите предполагаемую длину записи полета. Когда насекомые будут в положении, нажмите OK, чтобы начать запись. В конце записи нажмите клавишу Control S, чтобы завершить работу над файлом.

Чтобы сделать комментарий маркера события, нажмите на номер канала и нажмите Редактировать и вставить закомментированный знак, определите комментарий с идентификационным номером нового насекомого, входящего в камеру, затем нажмите OK и загрузите насекомое в камеру. После преобразования файлов записи WDH в текстовый формат и разделения текстовых файлов по комментариям маркера события откройте trough_diagnostic. png-файл, сгенерированный в папке Flight_scripts и проверка устойчивости всех записей к изменениям минимального и максимального значения напряжения среднего интервала стандартизации.

Если записи в порядке, укажите все параметры пользователя и сохраните и запустите flight_analysis. скрипт py. Если запуск скрипта пройдет успешно, соответствующий идентификационный номер, камера и рассчитанная статистика полета насекомого будут напечатаны в Python Shell.

А flight_stats_summary. CSV-файл информации также будет распечатан в оболочке Python в папке данных каталога flight_scripts. Эти репрезентативные полетные данные были получены экспериментально в течение зимы 2020 года с использованием полевого сбора J Hemmat Aloma из Флориды в качестве модели.

В этом наборе испытаний полетные данные были успешно записаны для всех каналов без шума или сбоев. Однако в этом анализе записанный сигнал был потерян в третьем канале, что сразу же снизило напряжение до нуля вольт, возможно, из-за пересечения открытых проводов или ослабления проводов. Как было отмечено в этом испытании, диагностические данные, генерируемые каждым оборотом рычага полетной мельницы, были надежными, что указывает на то, что они в значительной степени отклонялись от среднего напряжения файлов.

В этом анализе по мере увеличения интервала стандартизации вокруг среднего значения число выявленных впадин продемонстрировало незначительные изменения, что свидетельствует о минимальном шуме напряжения и точной стандартизации. В отличие от этого полета, желоба были либо слишком чувствительными, либо имели экстремистский шум напряжения, который не отклонялся в значительной степени от среднего напряжения файла. В результате число его впадин существенно сократилось по мере увеличения интервала стандартизации вокруг среднего значения.

Индивидуальное поведение полета может быть дополнительно охарактеризовано на четыре категории полета: всплески, всплески до непрерывных, непрерывные до всплесков и непрерывные. Таким образом, пользователь может использовать этот графический вывод для оценки общих моделей поведения полета, несмотря на уникальные вариации в отдельных треках. Чем больше насекомых можно протестировать, тем больше способов поле может понять, как движутся насекомые.

Эти методы также побуждают экологов использовать новые технологии, чтобы они могли создавать свои собственные инструменты.