一种蜜蜂行为观察器及蜜蜂观测系统

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一种蜜蜂行为观察器及蜜蜂观测系统
申请号	CN201510401633.8	申请日	2015-07-09	公开(公告)号	CN105145410B	公开(公告)日	2018-08-21
申请人	中国农业科学院蜜蜂研究所;			发明人	房宇; 李建科; 韩宾; 冯毛;
摘要	本发明涉及蜜蜂生物学研究与观察设备技术领域，尤其涉及一种蜜蜂行为观察器及蜜蜂观测系统。该蜜蜂行为观察器的架子可自蜂箱中插拔，至少一组观测装置可转动的设置于架子内；云台可转动的设置于架子上，第二摄像头和第一摄像头由上至下顺次安装于云台上，且在云台的带动下转动；架子内还可转动的安装有红外照明系统；该蜜蜂行为观察器结构简单，使用方便，能灵活跟踪蜜蜂的行为，有效的全方位观测蜜蜂在蜂箱内真实的生活状态。该蜜蜂观测系统的主控制器与蜜蜂行为观察器电连接，不但可以有效调控蜜蜂行为观察器内的观测装置的观测角度，也可实时观测蜂蜜蜂生活情况，并根据需要保存图像。
权利要求	1.一种蜜蜂行为观察器，其特征在于，包括可自蜂箱中插拔的架子和至少一组观测装置，所述观测装置可转动的设置于所述架子内；所述观测装置包括云台(5)、第一摄像头(1)和第二摄像头(4)，所述云台(5)可转动的设置于所述架子上，所述第二摄像头(4)和第一摄像头(1)由上至下顺次安装于所述云台(5)上，且在所述云台(5)的带动下转动,所述第一摄像头(1)和第二摄像头(4)各自具有至少两个维度的转动，且所述第一摄像头(1)和第二摄像头(4)的各个维度的转动互相结合；所述架子内还可转动的安装有红外照明系统(3)；其中，所述云台(5)上竖立有第一支架(11)，所述第一支架(11)上可转动的竖立有第二支架(12)，所述第一摄像头(1)和第二摄像头(4)分别通过水平轴可转动的安装在所述第一支架(11)和第二支架(12)上；当所述红外照明系统(3)安装于所述第一摄像头(1)和第二摄像头(4)之间时，所述红外照明系统(3)通过水平轴可转动的安装在所述第一支架(11)上。 2.根据权利要求1所述的蜜蜂行为观察器，其特征在于，所述观测装置还包括棱镜(2)，所述棱镜(2)设置于所述第一摄像头(1)的镜头前方，用于为所述第一摄像头(1)改变光路。 3.根据权利要求1所述的蜜蜂行为观察器，其特征在于，所述红外照明系统(3)安装于所述第一摄像头(1)和第二摄像头(4)之间，且可由所述云台(5)带动而转动；和/或所述红外照明系统(3)安装于所述架子的内部，且位于所述观测装置的至少一侧。 4.根据权利要求1所述的蜜蜂行为观察器，其特征在于，还包括用于控制所述观测装置的电路板，所述电路板设置于所述观测装置的两侧，且与所述观测装置连接。 5.根据权利要求1所述的蜜蜂行为观察器，其特征在于，所述架子上设有两个相对设置且侧边连接的侧板(7)，两个所述侧板(7)上分别设置有用于密封保护所述观测装置且便于所述观测装置观测的透视窗，两个所述透视窗相对设置；两个所述侧板(7)的上下两端中的至少一端还安装有便于拿持的边板(6)。 6.根据权利要求5所述的蜜蜂行为观察器，其特征在于，所述边板(6)上还设有一个或多个散热孔(8)。 7.根据权利要求6所述的蜜蜂行为观察器，其特征在于，所述散热孔(8)上还设有防止蜜蜂穿过的纱网。 8.一种蜜蜂观测系统，其特征在于，包括主控制器和如权利要求1-7任一项所述的蜜蜂行为观察器(9)，所述蜜蜂行为观察器(9)与主控制器(10)电连接。 9.根据权利要求8所述的蜜蜂观测系统，其特征在于，所述主控制器(10)包括控制模块、视频显示模块、视频存储模块和电源控制模块，所述控制模块、视频显示模块、视频存储模块和电源控制模块分别与所述蜜蜂行为观察器(9)电连接，且所述电源控制模块还分别与控制模块、视频显示模块和视频存储模块连接；所述控制模块用于控制所述观测装置和红外照明系统(3)的运动；所述视频显示模块用于显示所述观测装置拍摄的图像；所述视频存储模块用于存储所述观测装置拍摄的图像；所述电源控制模块用于控制所述蜜蜂行为观察器(9)、控制模块、视频显示模块和视频存储模块的电源。
说明书全文	一种蜜蜂行为观察器及蜜蜂观测系统技术领域 [0001] 本发明涉及蜜蜂生物学研究与观察设备技术领域，尤其涉及一种蜜蜂行为观察器及蜜蜂观测系统。背景技术 [0002] 蜜蜂是完全社会性的模式昆虫，不仅为人类提高蜂蜜、蜂王浆等绿色、营养、保健的蜂产品，更重要的是它的授粉作用对农作物、果蔬等的增产、增收的贡献，以及其在维持生态多样性上所起的作用。为了全面了解这一重要的昆虫，科学家们一直从不同角度研究蜜蜂。但是目前还有很多蜜蜂生物学的空白没有被填补，其中一个很重要的原因是我们无法做到真实、有效地监测蜂箱内蜜蜂的自然生活状态。 [0003] 传统的蜜蜂观察箱是一个两侧为透明材质的盒子，可以把一张带蜜蜂的蜂脾放在观察箱里，用于展示或蜜蜂行为学研究；随着电子摄像技术的进步，也有利用高清摄像机拍摄蜜蜂行为的观察箱，一般的做法是：将待观察的蜂脾放在一个特制的安装有摄像头的箱子里，用数码设备记录蜜蜂的行为。 [0004] 但是这些观察箱，都存在着无法克服的弊端。首先，蜜蜂是完全社会性的昆虫，蜂群里的个体有着不同的分工，仅仅将一张或少数几张蜂脾放进观察箱，不能如实的反映蜜蜂真实的生活状态；另外，蜜蜂的感知系统十分灵敏，放在观察箱里的蜜蜂很容易受到外界的干扰，如光线、气味等，蜂群环境是黑暗的，而观察箱一般都是自然光下的。蜜蜂对陌生环境的气味也需要一段时间的适应；最后，由于空间的限制，蜜蜂在被观测时临时被限制在观察箱里，若要实现长期的观测是做不到的。发明内容 [0005] (一)要解决的技术问题 [0006] 本发明要解决的技术问题是提供了一种蜜蜂行为观察器及蜜蜂观测系统，其结构简单，使用方便，可灵活跟踪蜜蜂的行为，能有效的全方位观测蜜蜂在蜂箱内真实的生活状态。 [0007] (二)技术方案 [0008] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种蜜蜂行为观察器，包括可自蜂箱中插拔的架子和至少一组观测装置，所述观测装置可转动的设置于所述架子内；所述观测装置包括云台、第一摄像头和第二摄像头，所述云台可转动的设置于所述架子上，所述第二摄像头和第一摄像头由上至下顺次安装于所述云台上，且在所述云台的带动下转动；所述架子内还可转动的安装有红外照明系统。 [0009] 其中，所述观测装置还包括棱镜，所述棱镜设置于所述第一摄像头的镜头前方，用于为所述第一摄像头改变光路。 [0010] 其中，所述红外照明系统安装于所述第一摄像头和第二摄像头之间，且可由所述云台带动而转动；和/或所述红外照明系统安装于所述架子的内部，且位于所述观测装置的至少一侧。 [0011] 其中，所述云台上竖立有第一支架，所述第一支架上可转动的竖立有第二支架，所述第一摄像头和第二摄像头分别通过水平轴可转动的安装在所述第一支架和第二支架上；当所述红外照明系统安装于所述第一摄像头和第二摄像头之间时，所述红外照明系统通过水平轴可转动的安装在所述第一支架上。 [0012] 其中，还包括用于控制所述观测装置的电路板，所述电路板设置于所述观测装置的两侧，且与所述观测装置连接。 [0013] 其中，所述架子上设有两个相对设置且侧边连接的侧板，两个所述侧板上分别设置有用于密封保护所述观测装置且便于所述观测装置观测的透视窗，两个所述透视窗相对设置；两个所述侧板的上下两端中的至少一端还安装有便于拿持的边板。 [0014] 其中，所述边板上还设有一个或多个散热孔。 [0015] 其中，所述散热孔上还设有防止蜜蜂穿过的纱网。 [0016] 本发明还提供了一种蜜蜂观测系统，包括主控制器和如上所述的蜜蜂行为观察器，所述蜜蜂行为观察器与主控制器电连接。 [0017] 其中，所述主控制器包括控制模块、视频显示模块、视频存储模块和电源控制模块，所述控制模块、视频显示模块、视频存储模块和电源控制模块分别与所述蜜蜂行为观察器电连接，且所述电源控制模块还分别与控制模块、视频显示模块和视频存储模块连接；所述控制模块用于控制所述观测装置和红外照明系统的运动；所述视频显示模块用于显示所述观测装置拍摄的图像；所述视频存储模块用于存储所述观测装置拍摄的图像；所述电源控制模块用于控制所述蜜蜂行为观察器、控制模块、视频显示模块和视频存储模块的电源。 [0018] (三)有益效果 [0019] 本发明的上述技术方案具有以下有益效果：本发明的蜜蜂行为观察器的架子可自蜂箱中插拔，至少一组观测装置可转动的设置于架子内；云台可转动的设置于架子上，第二摄像头和第一摄像头由上至下顺次安装于云台上，且在云台的带动下转动；架子内还可转动的安装有红外照明系统。该蜜蜂行为观察器结构简单，使用方便，可通过观测装置的第一摄像头和第二摄像头分别观测蜂王座和蜂箱中其他位置蜜蜂的生活情况，能灵活跟踪蜜蜂的行为，有效的全方位观测蜜蜂在蜂箱内真实的生活状态。 [0020] 本发明的蜜蜂观测系统的主控制器与蜜蜂行为观察器电连接，通过主控制器不但可以控制蜜蜂行为观察器内的观测装置和红外照明系统的活动，以改变观测角度，也可以实时观测蜂箱内的蜜蜂生活情况，并根据需要保存图像。附图说明 [0021] 图1为本发明实施例的蜜蜂行为观察器的结构示意图； [0022] 图2为本发明实施例的蜜蜂观测系统的连接示意图。 [0023] 其中，1、第一摄像头；2、棱镜；3、红外照明系统；4、第二摄像头；5、云台；6、边板；7、侧板；8、散热孔；9、蜜蜂行为观察器；10、主控制器；11、第一支架；12、第二支架。具体实施方式 [0024] 下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。 [0025] 在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 [0026] 如图1所示，本实施例提供的蜜蜂行为观察器9的架子可自蜂箱中插拔，至少一组观测装置可转动的设置于架子内，通过观测装置的转动可以全方位实时观测蜜蜂在蜂箱内真实的生活状态。该蜜蜂行为观察器9的结构简单，使用方便，可通过观测装置的第一摄像头1和第二摄像头4分别观测王台和蜂箱中其他位置蜜蜂的生活情况，能灵活跟踪蜜蜂的行为，有效的全方位观测蜜蜂在蜂箱内真实的生活状态。 [0027] 本实施例的云台5可转动的设置于架子上，第二摄像头4和第一摄像头1由上至下顺次安装于云台5上，且在云台5的带动下转动；从而使第一摄像头1和第二摄像头4可在拍摄时根据拍摄需要调整拍摄角度；为了保证观测装置的观测范围可调整，本实施例在安装第二摄像头4时，可以将第二摄像头4的镜头调节到与第一摄像头1的镜头成一定角度设置；为了保证观测装置可以清晰的拍摄到蜂箱内的情况，本实施例的第一摄像头1和第二摄像头4优选为红外微距摄像头。 [0028] 在该蜜蜂行为观察器架子内还可转动的安装有红外照明系统3，红外照明系统3用于辅助第一摄像头1和第二摄像头4的拍摄工作，使第一摄像头1和第二摄像头4在拍摄时具备合理的红外光源，拍摄的图像清晰。 [0029] 红外照明系统3安装于第一摄像头1和第二摄像头4之间，且可由云台5带动而转动；和/或红外照明系统3安装于架子的内部，且位于观测装置的至少一侧。 [0030] 为了保证第一摄像头1和第二摄像头4在拍摄时的红外光源充足且位置合理，本实施例的红外照明系统3优选安装于第一摄像头1和第二摄像头4之间，且可由云台5带动而转动，当第一摄像头1和第二摄像头4由云台5带动转动到不同位置时，云台5也同时带动红外照明系统3为第一摄像头1和第二摄像头4照明；同时，红外照明系统3还具有另一种安装方式，即红外照明系统3安装于架子的内部，且位于观测装置的至少一侧，以便于为架子内提供稳定的红外光源。 [0031] 需要说明的是，红外照明系统3的上述两种安装方式可同时使用，也可以采用其中一种，本实施例优选为两种同时使用，以保证该蜜蜂行为观察器9对蜂箱内的蜜蜂生活情况的观察效果。 [0032] 为了保证观测装置的转动灵活，且能保证对蜂箱内进行全方位观测，本实施例中，优选在云台5上竖立有第一支架11，第一支架11上可转动的竖立有第二支架12，第一摄像头1和第二摄像头4分别通过水平轴可转动的安装在第一支架11和第二支架12上，云台的360° 转动可带动第一摄像头1和第二摄像头4以竖直方向为轴进行360°转动，同时水平轴的设置保证了第一摄像头1和第二摄像头4在一定高度上可以水平轴为轴进行360°转动。因此，第一摄像头1和第二摄像头4各自具有至少两个维度的转动，由于各维度的转动相结合，实现了观测装置在对蜂箱内的蜜蜂进行观测时全面、清晰；当红外照明系统3安装于第一摄像头 1和第二摄像头4之间时，红外照明系统3通过水平轴可转动的安装在第一支架11上，以保证第一摄像头1和第二摄像头4的拍摄光源充足合理。 [0033] 为了保证第一摄像头1能够拍摄到蜂箱底部的蜜蜂生活情况，观测装置还设有棱镜2，棱镜2设置于第一摄像头1的镜头前方，用于为第一摄像头1改变光路。棱镜2按照观测要求改变了第一摄像头1的镜头入射光路，使第一摄像头1可将蜂箱内的镜头死角位置的蜜蜂情况也拍摄到；本实施例的棱镜2优选为高透光学棱镜，以保证棱镜2的光路改变效果。 [0034] 由于蜂箱中的王台多在蜂脾的最下方，且开口朝下，为了保证第一摄像头1对王台的拍摄方便，能够观察到蜜蜂对蜂王幼虫的哺育行为，棱镜2可根据第一摄像头1的镜头的转动情况而转动到相应的位置，只要保证棱镜2设置于第一摄像头1的镜头前方，可以为第一摄像头1按照观测要求改变光路即可，特别是当第一摄像头1的镜头朝下时，第一摄像头1可通过棱镜2改变光路，从而进行王台的开口处的拍摄工作。 [0035] 本实施例的蜜蜂行为观察器9还包括用于控制观测装置的电路板，为了使观测装置运行良好，不受电路板的线路干扰，优选将电路板设置于观测装置的两侧，且与观测装置连接。 [0036] 本实施例的蜜蜂行为观察器9的架子上设有两个相对设置且侧边连接的侧板7，两个侧板7上分别设置有用于密封保护观测装置且便于观测装置观测的透视窗，两个透视窗相对设置，观测装置设置在两个透视窗之间，当观测装置的第一摄像头1和第二摄像头4转动时，可通过透视窗无障碍观测蜂箱内的蜜蜂的生活情况；透视窗的材质优选为亚克力高透材料，保证观测装置的第一摄像头1和第二摄像头4正常拍摄且密封良好。 [0037] 在两个侧板7的上下两端中的至少一端还安装有便于拿持的边板6，边板6的两端位于侧板7的边缘之外，当蜜蜂行为观察器9的架子插装在蜂箱中时，边板6的两端可以与蜂箱上用于搭接蜂脾的轨道搭接，使蜜蜂行为观察器9在蜂箱内的安装稳定可靠。为了使安装在架子内的观测装置能够运行稳定，在边板6上还设有一个或多个散热孔8，以保证观测装置及电路板等装置能够顺利散热。 [0038] 本实施例的蜜蜂行为观察器9的大小与一张蜂脾相同，可以灵活的放在规格标准的蜂箱内的任何位置。其架子的侧板7和边板6与蜂脾一样，为木质结构，架子内密封的是两组观测装置、红外照明系统3以及分别与两组观测装置和红外照明系统3连接的电路板；其中，两组观测装置分别设有一个用于观测王台情况的第一摄像头1和一个用于观测蜂箱内其他位置情况的第二摄像头4。在架子的边板6上留有方便观测装置散热的散热孔8，为了防止蜜蜂从散热孔8进入架子，优选散热孔8上还设有用于防止蜜蜂穿过的纱网，用于遮挡住散热孔8。 [0039] 两组观察装置中的两个第二摄像头4负责对蜂脾上蜜蜂的观测，两个第一摄像头1负责对王台的观测。由于王台多在蜂脾的最下方，并且开口朝下，为了观察蜜蜂对蜂王幼虫的哺育行为，通过棱镜2改变光路来配合拍摄的方式，将第一摄像头1的镜头朝下，透过棱镜 2可以观测到蜂箱内较低的位置；观测装置的云台5可以360°旋转，从而带动第一摄像头1和第二摄像头4旋转，方便灵活跟踪蜜蜂的行为。 [0040] 在第一摄像头1和第二摄像头4中间的第一支架11上可转动的安装有红外照明系统3，同时在架子内的观测装置的一侧也设有红外照明系统3，为观测装置提供充足照明；为了使电路板不会影响观测装置的正常观测工作，将电路板隐藏在架子内侧板7遮挡住的位置。 [0041] 如图2所示，本实施例还提供了一种蜜蜂观测系统，包括主控制器10和如上所述的蜜蜂行为观察器9，蜜蜂行为观察器9与主控制器10电连接，主控制器10用于控制蜜蜂行为观察器9的供电模块和信号传输模块，以及蜜蜂观测系统内的其他相关装置。 [0042] 主控制器10内设有控制模块、视频显示模块、视频存储模块和电源控制模块，控制模块、视频显示模块、视频存储模块和电源控制模块分别与蜜蜂行为观察器9电连接，且电源控制模块还分别与控制模块、视频显示模块和视频存储模块连接，控制模块用于控制观测装置和红外照明系统3的运动，视频显示模块用于显示观测装置拍摄的图像；视频存储模块用于存储观测装置拍摄的图像；电源控制模块用于控制蜜蜂行为观察器9、控制模块、视频显示模块和视频存储模块的电源，包括启闭功能和信号的输入输出的大小调节等。 [0043] 本实施例的蜜蜂行为观察器9的供电系统和信号传输系统，通过一根电缆连接到主控制器10上。主控制器10内设有控制模块、视频显示模块、视频存储模块和电源控制模块，为了便于使用方便，可将主控制器10内的控制模块、视频显示模块、视频存储模块和电源控制模块集成，并安装于一个盒体中。其中，主控制器10上的视频显示模块的显示器可以任意角度旋转，方便观测者在不用角度进行查看，可以多窗口观测，同时该显示器可以折叠收纳，显示器的屏幕贴合在盒体上，便于携带；视频存储模块可以有选择的将感兴趣的视频保存在内置的硬盘中；控制模块中设有用于调节观测装置和红外照明系统3转动的调节按钮、以及用于调节红外照明系统3的照明模式、和/或预设观测装置的观测位置角度的功能按钮等；电源控制模块设有总电源开关，以及用于操作控制模块、视频显示模块和视频存储模块的电源开关等。 [0044] 在使用蜜蜂行为观察器9进行蜜蜂蜂箱蜂脾观察工作时，将蜜蜂行为观察器9竖直插装入蜂箱内，通过蜜蜂行为观察器9的架子的边板6搭接在蜂箱的轨道上；通过调节观测装置的云台5的转动角度，以调节第一摄像头1和第二摄像头4的水平观测范围；通过调节第一摄像头1和第二摄像头4的沿水平方向为轴的转动角度，以调节第一摄像头1和第二摄像头4的竖直观测范围；通过调节红外照明系统3的转动角度，以调节其照明范围；通过调节棱镜2，以确保第一摄像头1通过棱镜2改变光路，从而可以准确观察并拍摄到王台或蜂箱底部的其他位置的情况。 [0045] 在使用蜜蜂观测系统时，插装好蜜蜂行为观察器9后，通过电源控制模块打开蜜蜂行为观察器9、控制模块、视频显示模块和视频存储模块的开关；通过控制模块控制并调节蜜蜂行为观察器9内各部件的运动，然后通过视频显示模块可以接收到蜜蜂行为观察器9的第一摄像头1和第二摄像头4拍摄到的蜂箱内的情况，从而实时观测蜜蜂的真实生活状况；当遇到感兴趣的视频画面时，可以通过视频存储模块保存视频图像，以备研究使用。 [0046] 综上所述，本实施例的蜜蜂行为观察器9的架子可自蜂箱中插拔，至少一组观测装置可转动的设置于架子内；云台5可转动的设置于架子上，第二摄像头4和第一摄像头1由上至下顺次安装于云台5上，且在云台5的带动下转动；架子内还可转动的安装有红外照明系统3。该蜜蜂行为观察器9结构简单，使用方便，可通过观测装置的第一摄像头1和第二摄像头4分别观测王台和蜂箱中其他位置蜜蜂的生活情况，能灵活跟踪蜜蜂的行为，有效的全方位观测蜜蜂在蜂箱内真实的生活状态。 [0047] 本实施例的蜜蜂观测系统的主控制器10与蜜蜂行为观察器9电连接，通过主控制器10不但可以控制蜜蜂行为观察器9内的观测装置和红外照明系统3的活动，以改变观测角度，也可以实时观测蜂箱内的蜜蜂生活情况，并根据需要保存图像。 [0048] 本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。