本申請(qǐng)涉及仿生花構(gòu)造領(lǐng)域，尤其涉及一種仿生花序結(jié)構(gòu)及其制作方法、實(shí)驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
1、花序結(jié)構(gòu)是重要的被子植物花部特征，其能夠作用于傳粉者的訪問(wèn)行為，從而對(duì)被子植物生殖成功產(chǎn)生顯著影響。然而，在野外實(shí)驗(yàn)中想要人工控制花序的結(jié)構(gòu)，探究花絮結(jié)構(gòu)如何影響傳粉者行為是十分困難的。
2、現(xiàn)有技術(shù)中，人為改變花序結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)主要通過(guò)兩種方法：其一為通過(guò)折疊彩色紙張來(lái)模擬花的形態(tài)和花序結(jié)構(gòu)的方法；其二為通過(guò)人為捆綁或纏繞花軸來(lái)改變花序結(jié)構(gòu)。由于其仿真程度較差，會(huì)對(duì)傳粉試驗(yàn)的結(jié)果帶來(lái)影響。
3、針對(duì)上述缺陷，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N仿生花序結(jié)構(gòu)及其制作方法、實(shí)驗(yàn)方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N仿生花序結(jié)構(gòu)及其制作方法、實(shí)驗(yàn)方法，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中花序結(jié)構(gòu)的仿真程度較差的問(wèn)題。
2、第一方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種仿生花序結(jié)構(gòu)，包括第一固定結(jié)構(gòu)、仿生花連接件、花軸結(jié)構(gòu)和仿生花結(jié)構(gòu)；其中：
3、花軸結(jié)構(gòu)為圓柱體；
4、仿生花連接件包括第一套筒和第二套筒，第一套筒用于卡接花軸結(jié)構(gòu)，第一套筒的側(cè)面固定有第一預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的第二套筒；第二套筒用于卡接仿生花結(jié)構(gòu)；
5、仿生花結(jié)構(gòu)包括花瓣結(jié)構(gòu)和花徑結(jié)構(gòu)；花瓣結(jié)構(gòu)的背部與花徑結(jié)構(gòu)的一端固定，花瓣結(jié)構(gòu)上向花徑結(jié)構(gòu)上開(kāi)有花蜜放置槽；花徑結(jié)構(gòu)的另一端用于卡接在第二套筒內(nèi)；
6、多個(gè)花軸結(jié)構(gòu)通過(guò)仿生花連接件首尾依次連接，首端獲取尾端的花軸結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離仿生花連接件的一端與第一固定結(jié)構(gòu)可拆卸連接；第一固定結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離花軸結(jié)構(gòu)的一端用于插入土壤或者模擬土壤中。
7、在一種可能的設(shè)計(jì)中，該仿生花序結(jié)構(gòu)還包括第二固定結(jié)構(gòu)，第二固定結(jié)構(gòu)包括第三套筒和第一連接件，第三套筒用于卡接或者套接在花軸結(jié)構(gòu)上，第一連接件固定在第三套筒的外壁上；第一連接件用于對(duì)花序結(jié)構(gòu)進(jìn)行輔助固定。
8、在一種可能的設(shè)計(jì)中，花瓣結(jié)構(gòu)為邊緣為花瓣輪廓的碗狀結(jié)構(gòu)，花徑結(jié)構(gòu)為圓柱體，花瓣結(jié)構(gòu)的外壁底部與花徑結(jié)構(gòu)同軸固定。
9、在一種可能的設(shè)計(jì)中，第一固定結(jié)構(gòu)包括第一圓柱體和插桿，第一圓柱體的一端開(kāi)有圓形卡接槽，圓形卡接槽用于卡接花軸結(jié)構(gòu)，第一圓柱體的另一端與插桿的一端連接，插桿用于插入土壤或者模擬土壤中。
10、第二方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種仿生花序結(jié)構(gòu)的制作方法，用于制作上述一種仿生花序結(jié)構(gòu)，方法包括：
11、測(cè)量植物的花序結(jié)構(gòu)得到模型參數(shù)；根據(jù)模型參數(shù)通過(guò)建模軟件建立仿生花序組件的3d模型，仿生花序組件包括第一固定結(jié)構(gòu)、仿生花連接件、花軸結(jié)構(gòu)和仿生花結(jié)構(gòu)；
12、使用切片軟件對(duì)仿生花序組件的3d模型進(jìn)行預(yù)處理以及模型切片操作處理獲取仿生花序組件的打印文件；
13、將仿生花序組件的打印文件傳輸至3d打印機(jī)按照預(yù)設(shè)數(shù)量和材質(zhì)進(jìn)行打印，得到預(yù)設(shè)數(shù)量的第一固定結(jié)構(gòu)、仿生花連接件、花軸結(jié)構(gòu)和仿生花結(jié)構(gòu)；
14、將打印得到的仿生花序組件進(jìn)行拼接得到仿生花序結(jié)構(gòu)。
15、在一種可能的設(shè)計(jì)中，模型參數(shù)包括第一參數(shù)、第二參數(shù)、第三參數(shù)和第四參數(shù)；根據(jù)模型參數(shù)通過(guò)建模軟件建立仿生花序組件的3d模型；包括：
16、在x-y坐標(biāo)系上，根據(jù)第一參數(shù)、第二參數(shù)、第三參數(shù)和第四參數(shù)繪制第一預(yù)設(shè)函數(shù)、第二預(yù)設(shè)函數(shù)、第三預(yù)設(shè)函數(shù)、第四預(yù)設(shè)函數(shù)、第五預(yù)設(shè)函數(shù)、第六預(yù)設(shè)函數(shù)和第七預(yù)設(shè)函數(shù)獲取閉合截面圖；其中：
17、第一預(yù)設(shè)函數(shù)表示為：x1∈[c1,c2]，y1=0；其中，c2表示第四參數(shù)；
18、第二預(yù)設(shè)函數(shù)表示為：x2=c1，y2∈[0,h]=0；其中，h表示第一參數(shù)；
19、第三預(yù)設(shè)函數(shù)表示為：x3∈[c1,c3]，y3=h；
20、第四預(yù)設(shè)函數(shù)表示為：x4=c2，y∈[0,h]，其中，c2表示第二套筒的內(nèi)環(huán)半徑，c1＜c3＜c2；
21、第五預(yù)設(shè)函數(shù)表示為以(c4,h)為圓心，以r1為半徑，以(c2,h)為起點(diǎn)，以第三參數(shù)為弧度的弧線，其中，r1表示第二參數(shù)；
22、第六預(yù)設(shè)函數(shù)表示為以(c4,h)為圓心，以r2為半徑，以(c3,h)為起點(diǎn)，以第三參數(shù)為弧度的弧線，r2=r1+c2-c3；
23、第七預(yù)設(shè)函數(shù)表示為以第六預(yù)設(shè)函數(shù)的終點(diǎn)到第七預(yù)設(shè)函數(shù)的終點(diǎn)的線段；
24、對(duì)閉合截面圖繞y軸旋轉(zhuǎn)放形獲取仿生花初步模型；
25、在x-z坐標(biāo)下繪制花朵投影圖，花朵投影圖的圓心為x-z坐標(biāo)的原點(diǎn)，將花朵投影圖作為仿生花初步模型在x-z坐標(biāo)下的同軸投影對(duì)仿生花初步模型進(jìn)行截取獲取仿生花結(jié)構(gòu)的3d模型。
26、在一種可能的設(shè)計(jì)中，模型參數(shù)包括第四參數(shù)、第五參數(shù)、第六參數(shù)和第七參數(shù)，根據(jù)模型參數(shù)通過(guò)建模軟件建立仿生花序組件的3d模型；包括：
27、根據(jù)第七參數(shù)和第五參數(shù)繪制第一固定結(jié)構(gòu)的3d模型；其中，第五參數(shù)表示第一固定結(jié)構(gòu)的圓形卡接槽的半徑；第七參數(shù)和第五參數(shù)的和表示所第一固定結(jié)構(gòu)中第一圓柱體的底面半徑；
28、根據(jù)第五參數(shù)、第四參數(shù)和第七參數(shù)繪制仿生花連接件的3d模型；其中，第五參數(shù)表示仿生花連接件中第一套筒的內(nèi)環(huán)半徑，第四參數(shù)表示仿生花連接件中第二套筒的內(nèi)環(huán)半徑，第七參數(shù)表示第一套筒和第二套筒的厚度；
29、根據(jù)第五參數(shù)和第六參數(shù)繪制花軸結(jié)構(gòu)的3d模型；其中，第五參數(shù)表示花軸結(jié)構(gòu)的底面半徑，第六參數(shù)表示花軸結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度。
30、在一種可能的設(shè)計(jì)中，模型參數(shù)還包括第八參數(shù)，根據(jù)模型參數(shù)通過(guò)建模軟件建立仿生花序組件的3d模型，還包括：
31、根據(jù)第八參數(shù)確定仿生花連接件中第一套筒的軸線與第二套筒的軸線之間的角度。
32、在一種可能的設(shè)計(jì)中，仿生花序組件還包括第二固定結(jié)構(gòu)，根據(jù)模型參數(shù)通過(guò)建模軟件建立仿生花序組件的3d模型，還包括：
33、根據(jù)第五參數(shù)和第七參數(shù)繪制第二固定結(jié)構(gòu)的3d模型；其中，第五參數(shù)表示第二固定結(jié)構(gòu)中第三套筒的內(nèi)環(huán)半徑，第七參數(shù)表示第三套筒的厚度。
34、第三方面，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種基于仿生花序結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)方法，方法包括：
35、根據(jù)待研究植物的花序結(jié)構(gòu)，采用上述一種基于仿生花序結(jié)構(gòu)的制作方法獲取仿生花序結(jié)構(gòu)，在花蜜放置槽中倒入糖溶液，將仿生花序結(jié)構(gòu)通過(guò)插桿插入土壤或者模擬土壤中；
36、以一個(gè)仿生花序模型為觀察對(duì)象，每隔一個(gè)預(yù)設(shè)觀測(cè)周期進(jìn)行一次訪花觀察，記錄仿生花序模型的傳粉者訪問(wèn)類(lèi)型，訪問(wèn)次數(shù)和訪問(wèn)行為。
37、本申請(qǐng)實(shí)施例提供的仿生花序結(jié)構(gòu)及其制作方法、實(shí)驗(yàn)方法，包括第一固定結(jié)構(gòu)、仿生花連接件、花軸結(jié)構(gòu)和仿生花結(jié)構(gòu)；通過(guò)將第一固定結(jié)構(gòu)、仿生花連接件、花軸結(jié)構(gòu)和仿生花結(jié)構(gòu)根據(jù)不同需求進(jìn)行拼合，獲取仿真效果較強(qiáng)的花序結(jié)構(gòu)，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中花序結(jié)構(gòu)的仿真程度較差的問(wèn)題。
1.一種仿生花序結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括第一固定結(jié)構(gòu)、仿生花連接件、花軸結(jié)構(gòu)和仿生花結(jié)構(gòu)；其中：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生花序結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括第二固定結(jié)構(gòu)，所述第二固定結(jié)構(gòu)包括第三套筒和第一連接件，所述第三套筒用于卡接或者套接在所述花軸結(jié)構(gòu)上，所述第一連接件固定在所述第三套筒的外壁上；所述第一連接件用于對(duì)所述花序結(jié)構(gòu)進(jìn)行輔助固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生花序結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述花瓣結(jié)構(gòu)為邊緣為花瓣輪廓的碗狀結(jié)構(gòu)，所述花徑結(jié)構(gòu)為圓柱體，所述花瓣結(jié)構(gòu)的外壁底部與花徑結(jié)構(gòu)同軸固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生花序結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一固定結(jié)構(gòu)包括第一圓柱體和插桿，第一圓柱體的一端開(kāi)有圓形卡接槽，所述圓形卡接槽用于卡接所述花軸結(jié)構(gòu)，所述第一圓柱體的另一端與所述插桿的一端連接，所述插桿用于插入所述土壤或者所述模擬土壤中。
5.一種仿生花序結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，用于制作如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的仿生花序結(jié)構(gòu)，所述方法包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述模型參數(shù)包括第一參數(shù)、第二參數(shù)、第三參數(shù)和第四參數(shù)；所述根據(jù)所述模型參數(shù)通過(guò)建模軟件建立所述仿生花序組件的3d模型；包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述模型參數(shù)包括第四參數(shù)、第五參數(shù)、第六參數(shù)和第七參數(shù)，所述根據(jù)所述模型參數(shù)通過(guò)建模軟件建立所述仿生花序組件的3d模型；包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述模型參數(shù)還包括第八參數(shù)，根據(jù)所述模型參數(shù)通過(guò)建模軟件建立所述仿生花序組件的3d模型，還包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述仿生花序組件還包括第二固定結(jié)構(gòu)，根據(jù)所述模型參數(shù)通過(guò)建模軟件建立所述仿生花序組件的3d模型，還包括：
10.一種基于仿生花序結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，所述方法包括：