鸟类追踪器的制作方法

本实用新型属微型电子通信设备技术领域，涉及一种背负式鸟类追踪器。

背景技术：

鸟类是生态系统重要的指示生物，尤其是候鸟在春秋两季会在繁殖地域和越冬地域之间长距离迁徙，对候鸟追踪，研究其迁徙过程中的栖息地、迁徙路线对候鸟保护、疾病传播和防治、尤其是候鸟生存的生态环境研究具有重要的意义。目前，普遍采用并且行之有效的方法是利用无线电追踪技术实时动态追踪鸟类。其中，鸟类追踪器是无线电追踪技术得以运用的重要载体，追踪器是否能牢固地绑定于鸟身上，及时传回数据，对追踪数据的获得具有重要意义。而鸟类由于飞行的特性，尤其是候鸟，需要长途跋涉，对追踪器阻力和稳定性要求更高。目前，并没有专门针对鸟类飞行特性而相应设计低阻力追踪器，普遍采用通用追踪器，主要研究重点在于根据内部零件的布局需求和太阳能电池的安装的因素来进行设计，而没有严格地从空气动力学原理出发，对整个追踪器形态进行设计而减小空气阻力。普通追踪器安装在鸟类的背部，会产生额外的空气阻力，对鸟类的飞行和活动造成一定负担，从而使最终的数据出现偏差。现有对追踪器的的研究主要集中于追踪系统的定位技术和监测信息的传输技术，如无线通信、卫星通信、移动通信、短距离无线通信技术等，而对追踪器外壳的减阻研究较少。因此，采用求解不可压流动控制方程，计算产生的阻力很有必要，能够为外壳的减阻提供优化的基本方向。

技术实现要素：

本实用新型的目的是解决由于追踪器使用过程中空气阻力大，绑定不稳而造成对鸟类飞行和活动产生负担，导致数据出现偏差的问题，提供一种低阻力、低影响，真是还原鸟类迁徙活动的背负式鸟类追踪器。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现

一种背负式鸟类追踪器，该追踪器包括外壳、PCB电路板和太阳能电池；其中，外壳由底座和整流罩组成；整流罩作为追踪器的主体分为迎风面、背风面、 左右对称的两个侧面和顶部为太阳能电池安装槽；PCB电路板安装在外壳内腔，固定在底座上，太阳能电池安装在太阳能电池安装槽中。

上述背负式鸟类追踪器，其中，整流罩的迎风面、背风面和两个侧面通过空气动力学数值仿真得到优化，迎风面和背风面为渐变的倾斜曲，侧面为圆滑过渡的倾斜曲面。

迎风面的曲面方程为z＝-0.001126x^4+0.1242x^3-5.191x^2+96.61x-660.7，25.5＜x＜34，2＜z＜11.5；背风面的曲面方程为z＝0.001126x^4-0.1242x^3+5.191x^2-96.61x+660.7，-34＜x＜-25.5，2＜z＜11.5；：侧面方程分别为z＝32.69-2.9231y，7.25＜y＜10.25，2＜z＜11.5，和z＝-32.69+2.9231y，-10.25＜y＜-7.25，2＜z＜11.5，其中，x表示该面长度方向坐标，y表示该面宽度方向坐标，z表示该面高度方向坐标，以上的单位为毫米。

上述背负式鸟类追踪器，其中，所述空气动力学数值根据不可压Navier-Stokes方程组得到， 其中，阻力系数的计算公式为 通过大量计算，得出阻力系数和迎风方向的最大截面积成线性关系，即C_D～A_max；阻力系数与高度的关系也是线性关系，即C_D～h_max。

上述背负式鸟类追踪器，其中，该追踪器还包括四个穿戴孔，穿戴孔位于底座上，穿戴孔的圆心位置离底座中心的纵向距离为2.6厘米，横向距离为1.1厘米，松紧带穿过两对穿戴孔，将追踪器绑定于鸟类背面。

上述背负式鸟类追踪器，其中，底座内部有四个螺纹孔，每个螺纹孔离底座中心的纵向距离为2.5厘米，横向距离为0.75厘米，底座和整流罩通过螺纹孔拼接构成追踪器的外壳。

上述背负式鸟类追踪器，其中，PCB电路板安装在外壳内腔，通过螺钉固定在底座的螺纹孔上；太阳能电池安装在整流罩顶部的太阳能电池安装槽内并使PCB电路板最大高度位于中间，从而追踪器的太阳能电池安装槽位于最高处。

PCB电路板上集成了定位系统和通信系统，能够对鸟的位置进行定位，并 通过通信系统把飞行数据发送回后台，从而可以追踪鸟的飞行轨迹。太阳能电池为PCB电路板提供电能，实现追踪器对鸟的飞行轨迹进行持续追踪。

有益效果：

根据不可压Navier-Stokes方程组得到空气动力学数值仿真技术，模拟追踪器安装在鸟背上，以真实鸟类迁徙速度飞行状态，计算出追踪器部分产生阻力，以及鸟和追踪的总阻力。通过不断迭代优化，优化设计出来的迎风面、背风面和侧面，从而使追踪器外壳为流线型，相比之前市场上常用的鸟类追踪器，前后压差阻力有很大降低，侧面受力也有降低，能够很大地降低追踪器部分产生的阻力，从而也降低总阻力。同时，注重细节方面的最优化，比如使追踪器的太阳能电池安装槽位于最高处，从而侧面可以倾斜，减小迎风面积，减小追踪器的体积，降低追踪器重量。

在时速为60Km/h的情况下进行空气动力学数值模拟，求解不可压流动方程，计算得到背负式鸟类追踪阻力系数为0.023，远小于市场上背负式鸟类追踪器的阻力系数(0.04～0.06)。

附图说明

图1是本专利背负式鸟类追踪器的装配结构立体图

其中，8为迎风面，9为侧面，10为背风面，11为外壳

图2是本专利背负式鸟类追踪器的装配结构侧视图

其中，1为太阳能电池，2为太阳能电池安装槽，3为整流罩，4为PCB电路板，5为螺纹孔，6为底座，12为螺纹

图3是本专利背负式鸟类追踪器的俯视图

其中，7为穿戴孔

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照本领域的公知手段。

实施例1

将集成了定位和通信功能的PCB电路板4安装在追踪器外壳11内，通过螺钉12固定在底座6的螺纹孔5上，太阳能电池1安装在追踪器外壳的整流罩3 顶部的太阳能电池安装槽2内并使PCB电路板4最大高度位于中间。追踪器外壳由整流罩3和底座6组成，整流罩3分别为迎风面8、背风面10、两个对称的侧面9、顶部太阳能电池安装槽2，迎风面8对应于来流方向，背风面10与迎风面8相反，底座6直接放置在鸟背上。底座6上有四个穿戴孔7，松紧带通过这四个穿戴孔7，把追踪器背在鸟类的背上。穿戴孔7位于底座6上，穿戴孔7的圆心位置离底座6中心的纵向距离为2.6厘米，横向距离为1.1厘米。

其中，迎风面8和背风面10长x为20毫米，高度z均为6.94毫米，2个侧面9高度z为6.94毫米，宽y为8.81毫米。

实施例2

将集成了定位和通信功能的PCB电路板4安装在追踪器外壳11内，通过螺钉12固定在底座6的螺纹孔5上，太阳能电池1安装在追踪器外壳的整流罩3顶部的太阳能电池安装槽2内并使PCB电路板4最大高度位于中间。追踪器外壳由整流罩3和底座6组成，整流罩3分别为迎风面8、背风面10、两个对称的侧面9、顶部太阳能电池安装槽2，迎风面8对应于来流方向，背风面10与迎风面8相反，底座6直接放置在鸟背上。底座6上有四个穿戴孔7，松紧带通过这四个穿戴孔7，把追踪器背在鸟类的背上。穿戴孔7位于底座6上，穿戴孔7的圆心位置离底座6中心的纵向距离为2.6厘米，横向距离为1.1厘米。

其中，迎风面8和背风面10长x为30毫米，高度z均为7.04毫米，2个侧面9高度z为7.04毫米，宽y为8.77毫米。

可以知道，上述实施例仅为了说明本发明创造原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型不仅限于此，本领域技术人员在不脱离本实用新型实质情况下，可以做出各种改进和变更，这些改进和变更也属于本实用新型的保护范围。