本發(fā)明涉及一種多通道小鼠垂直旋轉(zhuǎn)持久度測試裝置。

背景技術(shù)：

實驗小鼠用四爪及尾抓纏在一軸向旋轉(zhuǎn)的細(xì)棒上并在細(xì)棒及棒端網(wǎng)狀杠的帶動下以頭尾為軸心做均速或變速垂直旋轉(zhuǎn)運動，在不同的轉(zhuǎn)速下觀察小鼠被動旋轉(zhuǎn)的持久度，該實驗可認(rèn)為同屬于小鼠抗疲勞或抗眩暈實驗(參見葛爾寧，袁勇，應(yīng)華忠等.數(shù)據(jù)記憶動物疲勞測試儀的研制[J].中國比較醫(yī)學(xué)雜志，2006，16(8)：489-490和惠恩健，葛爾寧，盛振華等.自記錄動物掛杠持久度測試裝置的研制[J].中國比較醫(yī)學(xué)雜志，2014，24(7)：77-80)，可用在抗疲勞藥物、抗眩暈藥物、抗抑郁藥物、興奮藥物的研制及醫(yī)學(xué)、航空航天相關(guān)實驗研究中。當(dāng)小鼠于一定高度抓纏在一倒丁字型轉(zhuǎn)棒時，因恐懼往往會抓緊轉(zhuǎn)棒，而當(dāng)整個身體隨著被抓物旋轉(zhuǎn)時會抓得更緊，由于隔離球的作用，小鼠只能用四爪及尾抓纏在位于隔離球以下的轉(zhuǎn)棒上，當(dāng)四爪及尾不能支撐整個身體在旋轉(zhuǎn)時的重量或因眩暈使四爪及尾失控時，會放棄抓纏下掉。不同轉(zhuǎn)速下小鼠被動旋轉(zhuǎn)的持久時間可用于評價相關(guān)研制藥物的藥效及相關(guān)醫(yī)學(xué)作用、航空航天中的垂直旋轉(zhuǎn)運動作用等。

采用該方法測試動物抗疲勞抗眩暈?zāi)芰δ壳皣鴥?nèi)外均未見報道，類似動物抗疲勞抗眩暈實驗?zāi)壳霸跇I(yè)界有采用站線式、站桿式(參見葛爾寧，袁勇，應(yīng)華忠等.數(shù)據(jù)記憶動物疲勞測試儀的研制[J].中國比較醫(yī)學(xué)雜志，2006，16(8)：489-490)、掛杠式(參見惠恩健，葛爾寧，盛振華等.自記錄動物掛杠持久度測試裝置的研制[J].中國比較醫(yī)學(xué)雜志，2014，24(7)：77-80)、翻轉(zhuǎn)式等方法，市面上缺少利用小鼠沿轉(zhuǎn)棒進行以頭尾為軸心的垂直旋轉(zhuǎn)運動，在不同的轉(zhuǎn)速下觀察小鼠抓纏的持久度的實驗裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服背景技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供一種多通道小鼠垂直旋轉(zhuǎn)持久度測試裝置。

本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案是：

一種多通道小鼠垂直旋轉(zhuǎn)持久度測試裝置，包括支架，所述支架上設(shè)有分別驅(qū)動若干只小鼠旋轉(zhuǎn)的若干個旋轉(zhuǎn)裝置，旋轉(zhuǎn)裝置的上方均與驅(qū)動裝置連接，旋轉(zhuǎn)裝置的下方分別設(shè)有用于承接從旋轉(zhuǎn)裝置上掉落的小鼠的若干個接收容器；還包括用于測量旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速的測速裝置和計量小鼠旋轉(zhuǎn)時長的計時裝置；且驅(qū)動裝置、測速裝置和計時裝置均與控制器相連；

所述支架包括水平部，若干個旋轉(zhuǎn)裝置并排設(shè)置在水平部上，所述旋轉(zhuǎn)裝置包括主轉(zhuǎn)軸，主轉(zhuǎn)軸豎直貫穿所述的水平部，且主轉(zhuǎn)軸可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在水平部上；主轉(zhuǎn)軸的頂部位于水平部之上，且主轉(zhuǎn)軸的頂部與驅(qū)動各主轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置相連；主轉(zhuǎn)軸的底部位于水平部之下，且主轉(zhuǎn)軸的底端垂直設(shè)有防滑桿，主轉(zhuǎn)軸的底部設(shè)有阻止小鼠沿主轉(zhuǎn)軸上爬的隔離裝置，所述隔離裝置與所述防滑桿之間構(gòu)成供小鼠抓纏的抓纏部，以帶動小鼠抓纏著主轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動；

計時裝置包括若干個一一計量每只小鼠的旋轉(zhuǎn)時長的計時器，所述計時器均與控制器相連，且每個計時器都設(shè)有計時顯示器，所述計時顯示器設(shè)置在控制器上；

每個所述接收容器內(nèi)均設(shè)有用于檢測小鼠是否掉落至接收容器內(nèi)的感應(yīng)裝置，所述感應(yīng)裝置與控制器相連；所述感應(yīng)裝置將檢測到的信號輸送給控制器，控制器根據(jù)接收到的信號控制計時器、計時顯示器和驅(qū)動裝置；

所述控制器具有用于調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)裝置。

進一步，所述驅(qū)動裝置包括動力源和聯(lián)動裝置，所述動力源與其中一根主轉(zhuǎn)動軸相連，相鄰兩根主轉(zhuǎn)動軸通過聯(lián)動裝置連接，所述聯(lián)動裝置包括分別設(shè)置在相鄰兩根主轉(zhuǎn)動軸上的第一皮帶輪和第二皮帶輪，且所述第一皮帶輪和第二皮帶輪通過皮帶相連。

進一步，所述測速裝置包括固定在水平部上的霍爾傳感器和固定套設(shè)在主轉(zhuǎn)軸上的測速轉(zhuǎn)盤，所述測速轉(zhuǎn)盤水平設(shè)置，霍爾傳感器與測速轉(zhuǎn)盤水平相對，且所述測速轉(zhuǎn)盤的外周邊上設(shè)有與霍爾傳感器相配合的霍爾磁塊，所述霍爾傳感器與控制器相連。

進一步，所述感應(yīng)裝置包括設(shè)置在接收容器底部的若干對紅外對射傳感器，每對紅外對射傳感器相對設(shè)置在接收容器的兩側(cè)，且所述紅外對射傳感器均與控制器相連。

進一步，所述接收容器并排設(shè)置在旋轉(zhuǎn)裝置的正下方，所述接收容器呈漏斗狀，所述漏斗的底部開口處設(shè)有所述紅外對射傳感器，所述漏斗的側(cè)壁的傾斜角為45°。

進一步，所述隔離裝置為隔離球，所述隔離球可轉(zhuǎn)動地套設(shè)在所述主轉(zhuǎn)軸上；所述動力源為減速馬達。

進一步，所述支架包括水平部和豎直部，豎直部的底端垂直固定在水平工作臺面上；所述水平部呈桿狀，且水平部的一端水平固定在豎直部的頂端上。

進一步，所述控制器上設(shè)有控制器電源開關(guān)、計時器開關(guān)、用于清零計時器和顯示器的清零開關(guān)、驅(qū)動裝置開關(guān)、用于調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)速的調(diào)速旋鈕。

進一步，所述防滑桿為網(wǎng)狀桿。

進一步，包括3組旋轉(zhuǎn)裝置，且3組旋轉(zhuǎn)裝置等間隔設(shè)置在支架的水平部上。

本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在：

本發(fā)明以小鼠多臂和尾抓纏在一個呈倒丁字型的抓纏部上，并隨著主轉(zhuǎn)軸進行以小鼠頭尾為軸心的垂直旋轉(zhuǎn)，以此姿勢進行抗疲勞抗眩暈實驗，相比前幾種實驗方式新穎，持久度可隨著旋轉(zhuǎn)的速度改變，相應(yīng)實驗內(nèi)容更加豐富。實驗常用動物如小白鼠等的臂力和抗眩暈?zāi)芰Χ加邢?，一次被動旋轉(zhuǎn)的時間不會很長，單只小白鼠實驗觀察一般不超過30min；且結(jié)構(gòu)簡單、操作方便。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，a、b、c均表示接頭。

圖2為36例小鼠在不同旋轉(zhuǎn)速度下的被動旋轉(zhuǎn)持久度實驗結(jié)果示意圖；其中縱軸表示旋轉(zhuǎn)時間(time)，單位為min(分鐘)，橫軸表示轉(zhuǎn)速(speed)，單位為轉(zhuǎn)/分(R/min)。

具體實施方式

參照附圖，一種多通道小鼠垂直旋轉(zhuǎn)持久度測試裝置，包括支架，所述支架上設(shè)有分別驅(qū)動若干只小鼠旋轉(zhuǎn)的若干個旋轉(zhuǎn)裝置，旋轉(zhuǎn)裝置的上方均與驅(qū)動裝置連接，旋轉(zhuǎn)裝置的下方分別設(shè)有用于承接從旋轉(zhuǎn)裝置上掉落的小鼠的若干個接收容器11；還包括用于測量旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn)速的測速裝置和計量小鼠旋轉(zhuǎn)時長的計時裝置；且驅(qū)動裝置、測速裝置和計時裝置均與控制器3相連；

所述支架包括水平部2，若干個旋轉(zhuǎn)裝置并排設(shè)置在水平部2上，所述旋轉(zhuǎn)裝置包括主轉(zhuǎn)軸4，主轉(zhuǎn)軸4豎直貫穿所述的水平部2，且主轉(zhuǎn)軸4可轉(zhuǎn)動地設(shè)置在水平部2上；主轉(zhuǎn)軸4的頂部位于水平部2之上，且主轉(zhuǎn)軸4的頂部與驅(qū)動各主轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的驅(qū)動裝置相連；主轉(zhuǎn)軸4的底部位于水平部2之下，且主轉(zhuǎn)軸4的底端垂直設(shè)有防滑桿10，主轉(zhuǎn)軸4的底部設(shè)有阻止小鼠從爬向主轉(zhuǎn)軸處的隔離裝置9，所述隔離裝置9與所述防滑桿10之間構(gòu)成供小鼠抓纏的抓纏部，以帶動小鼠抓纏著主轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動；

計時裝置包括若干個一一計量每只小鼠的旋轉(zhuǎn)時長的計時器，所述計時器均與控制器3相連，且每個計時器都設(shè)有計時顯示器，所述計時顯示器設(shè)置在控制器3上；

每個所述接收容器11內(nèi)均設(shè)有用于檢測小鼠是否掉落至接收容器內(nèi)的感應(yīng)裝置12，所述感應(yīng)裝置12與控制器3相連；所述感應(yīng)裝置12將檢測到的信號輸送給控制器3，控制器3根據(jù)接收到的信號控制計時器、計時顯示器和驅(qū)動裝置；

所述控制器3具有用于調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)裝置。

所述驅(qū)動裝置包括動力源6和聯(lián)動裝置5，所述動力源6與其中一根主轉(zhuǎn)動軸4相連，相鄰兩根主轉(zhuǎn)動軸4通過聯(lián)動裝置連接5，所述聯(lián)動裝置5包括分別設(shè)置在相鄰兩根主轉(zhuǎn)動軸4上的第一皮帶輪和第二皮帶輪，且所述第一皮帶輪和第二皮帶輪通過皮帶相連。動力源6帶動與其連接的主轉(zhuǎn)動軸4轉(zhuǎn)動，該主轉(zhuǎn)動軸4通過聯(lián)動裝置5帶動其他主轉(zhuǎn)動軸4一起轉(zhuǎn)動。

所述測速裝置包括固定在水平部2上的霍爾傳感器8和固定套設(shè)在主轉(zhuǎn)軸4上的測速轉(zhuǎn)盤7，所述測速轉(zhuǎn)盤7水平設(shè)置，并隨著主轉(zhuǎn)軸4一起轉(zhuǎn)動，霍爾傳感器8與測速轉(zhuǎn)盤7水平相對，且所述測速轉(zhuǎn)盤7的外周邊上設(shè)有與霍爾傳感器8相配合的霍爾磁塊，所述霍爾傳感器8與控制器相連?；魻杺鞲衅?與霍爾磁塊對準(zhǔn)后，霍爾傳感器5接收到霍爾磁塊發(fā)射的信號，并將所述信號發(fā)送至控制器3，控制器3根據(jù)相鄰兩次信號的間隔時間計算出主轉(zhuǎn)軸4的轉(zhuǎn)速，并實時在控制器3的顯示屏上顯示。

所述感應(yīng)裝置12包括設(shè)置在接收容器底部的若干對紅外對射傳感器，每對紅外對射傳感器相對設(shè)置在接收容器11的兩側(cè)，且所述紅外對射傳感器均與控制器3相連。

所述接收容器11并排設(shè)置在旋轉(zhuǎn)裝置的正下方，所述接收容器11呈漏斗狀，所述漏斗的底部開口處設(shè)有所述紅外對射傳感器，所述漏斗的側(cè)壁的傾斜角為45°，便于小鼠滑落并在底部匯聚，且在經(jīng)接收容器11底部出口滑出時，被紅外對射傳感器12采集到小鼠已掉落的信號，并將該信號發(fā)送至控制器3，控制器3接收到該信號后，立即驅(qū)動與該小鼠相配對的計時器停止計時，同時計時顯示器顯示計時數(shù)據(jù)。

所述隔離裝置9為隔離球，所述隔離球可轉(zhuǎn)動地套設(shè)在所述主轉(zhuǎn)軸4上，以阻止小鼠越過；所述動力源6為減速馬達。

所述支架包括水平部2和豎直部1，豎直部1的底端垂直固定在水平工作臺面上；所述水平部2呈桿狀，且水平部2的一端水平固定在豎直部1的頂端上。

所述控制器3上設(shè)有控制器電源開關(guān)、計時器開關(guān)、用于清零計時器和顯示器的清零開關(guān)、驅(qū)動裝置開關(guān)、用于調(diào)節(jié)驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)速的調(diào)速旋鈕。

所述防滑桿10為網(wǎng)狀桿。

包括3組旋轉(zhuǎn)裝置，且3組旋轉(zhuǎn)裝置等間隔設(shè)置在支架的水平部2上，構(gòu)成三通道。

減速馬達6通過固定架固定在水平部2上，長度為25cm的其中一根主轉(zhuǎn)軸4的頂端與減速馬達軸連接，另一端與處于水平部2下端長度為2.5cm的防滑桿10的中點連接，防滑桿10上端12cm處的主轉(zhuǎn)軸上固定一直徑為4cm的隔離球9，3根主轉(zhuǎn)動軸4分別屬于3組旋轉(zhuǎn)裝置，在水平部2上按20cm間距安裝，再由聯(lián)動裝置5聯(lián)動，如此可實現(xiàn)同一條件下多通道聯(lián)動平行實驗的目的(在此為三通道)，見圖2，在隔離球的作用下實驗小鼠不能上爬，只能用爪抓抱或用尾勾纏在主轉(zhuǎn)軸4或防滑桿10上被動旋轉(zhuǎn)，消除了實驗干擾因素。

減速馬達6的轉(zhuǎn)速由控制器3面板上的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)旋鈕控制。

直徑為2cm的測速轉(zhuǎn)盤7與主轉(zhuǎn)軸4垂直地固定在主轉(zhuǎn)軸4處于聯(lián)動裝置5和減速馬達6的中位上，霍爾磁塊固定在測速轉(zhuǎn)盤7的外周邊緣上，霍爾傳感器8固定在水平部2上與測速轉(zhuǎn)盤7水平對應(yīng)的地方，如此，當(dāng)主轉(zhuǎn)軸4帶動測速轉(zhuǎn)盤7旋轉(zhuǎn)時，霍爾傳感器8測到實時轉(zhuǎn)速并在控制器3的面板上實時顯示。

3個接收容器11是由光滑亞克力板制作的同一尺寸大口徑漏斗，漏斗的下開口處均設(shè)有紅外對射傳感器12，用于探測小鼠是否從主轉(zhuǎn)動軸1上掉下來的信息，以確定各小鼠的被動旋轉(zhuǎn)時長。

因垂直旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的小鼠被甩出時的范圍不大，經(jīng)多次變速試驗后估算，所述接收容器11的頂部開口設(shè)計為20×20cm²，底部開口為5×5cm²，側(cè)壁斜坡角度為45度，3個下開口都在中部對稱安裝一對紅外對射傳感器。這樣，當(dāng)小鼠無論從哪個角度掉入接收容器11時，都會迅速沿著接收容器11光滑的斜坡下滑到下開口并掉出接收容器11，兩紅外對射傳感器捕獲信號使與該接收容器11對應(yīng)的計時器停止計時。

控制器3由常用51系列單片機AT89S51為主控芯片加TTL功能電路和模擬放大電路等組成。

本發(fā)明的操作步驟及原理如下：

1)移動接收容器11，使其中心對準(zhǔn)主轉(zhuǎn)軸7中軸線，開啟控制器電源開關(guān)(220V，50Hz)，控制器驅(qū)動計時器、計時顯示器自動清零，轉(zhuǎn)速顯示歸零；

2)取小鼠，使其抓纏在抓纏部上，穩(wěn)定后，實驗開始；按驅(qū)動裝置的開關(guān)，并調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速旋鈕，先以30轉(zhuǎn)/分的低速旋轉(zhuǎn)，小鼠因恐懼會抓緊轉(zhuǎn)軸并上爬，因隔離球的作用只能停留在隔離球下端，徐徐加速至所需的實驗轉(zhuǎn)速，按下計時器開關(guān)按鈕開始按鈕，幾分到幾十分鐘后，實驗小鼠因疲勞或眩暈造成體力不支，放棄抓纏自由下掉，再沿接收容器11的側(cè)壁斜坡滑向裝有紅外對射傳感器12的接收容器11下出口，該紅外對射傳感器將檢測到的小鼠滑落信號發(fā)送至控制器3，控制器3接收到該信號后，驅(qū)動與該紅外對射傳感器對應(yīng)的計時器停止計時，且與該計時器對應(yīng)的計時顯示器顯示當(dāng)前計時值；其他計時器繼續(xù)計時，如掛一只小鼠實驗，此時一個實驗過程已結(jié)束。如同時掛上三只小鼠做平行實驗，等三只小鼠全掉下后，三個計時器全停止計時并顯示各停止計時時的計時值，一次實驗結(jié)束。

3)按清零開關(guān)，所有信息清零，等待下一個開始信號的到來。

實驗：

取36例ICR小白鼠，雌性各半，體重(20±2)g，分二組，第一組18只正常喂食，第二組18只斷食1天，只喂水。

先做第一組18只小鼠實驗，分75轉(zhuǎn)/分、90轉(zhuǎn)/分、105轉(zhuǎn)/分三個轉(zhuǎn)速水平進行實驗，每個轉(zhuǎn)速水平上進行6只。第二組18只小鼠實驗以同樣方式隨后進行。

按2項下實驗步驟進行實驗，本發(fā)明將根據(jù)小鼠的被動旋轉(zhuǎn)時間自動記錄，一只小鼠的實驗時間可根據(jù)小鼠的體能及眩暈程度來定，健壯的小鼠被動旋轉(zhuǎn)的持久時間可以有幾十分鐘，體能或抗眩暈?zāi)芰Σ畹牟怀^5分鐘就會放棄抓纏掉下。圖2為36例小鼠在不同旋轉(zhuǎn)速度下的被動旋轉(zhuǎn)持久度實驗結(jié)果。

從實驗結(jié)果看，相對低速狀態(tài)下兩組小鼠被動旋轉(zhuǎn)持久度差異明顯，同組小鼠在高低轉(zhuǎn)速下的被動旋轉(zhuǎn)持久度差異也明顯，兩組小鼠及同組小鼠在相對高速旋轉(zhuǎn)下的持久度也有一定的差異，充分說明該實驗方法及裝置在小鼠抗疲勞抗眩暈測試中的適用性。實驗中偶爾會有幾只小鼠很耐轉(zhuǎn)，持續(xù)被動旋轉(zhuǎn)的時間會很久，也有很少數(shù)幾只小鼠極不適應(yīng)旋轉(zhuǎn)環(huán)境，不到1分鐘就會放棄抓纏掉下，但大多數(shù)實驗結(jié)果均較理想。

掛小鼠時一定要讓其頭朝上，否則小鼠易下跳。

基本沒有小鼠不愿抓纏，但實驗開始前要待小鼠抓緊轉(zhuǎn)軸后再啟動旋轉(zhuǎn)。

軸軸之間相隔20cm的設(shè)計是根據(jù)小鼠掉下的范圍以及讓相鄰轉(zhuǎn)軸上的實驗小鼠不會彼此產(chǎn)生干擾的距離設(shè)計的，隔離球尺寸由實驗效果來定，直徑4cm的隔離球足以阻擋40g以下實驗小鼠不能上爬。

本裝置需在相對平靜平穩(wěn)的環(huán)境下工作，震蕩和過度喧囂的環(huán)境會使小鼠受到驚嚇后過早掉下，影響實驗效果。在沒有意外情況干擾的前提下(如斷電等)，儀器可連續(xù)工作48小時。

本說明書實施例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思的實現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護范圍不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護范圍也包括本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。