专利名称：大鼠腓肠肌肌肉拉伤试验机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种运动生理学和运动生物力学实验中的急性拉伤模型制造装置，具体涉及一种大鼠腓肠肌肌肉拉伤试验机。
背景技术：
肌肉主动强烈收缩或被动过度拉长造成肌肉微细损伤，导致肌肉部分撕裂或完全断裂，这种损伤类称为肌肉拉伤。建立肌肉拉伤模型，是为了反映运动训练、比赛、甚至日常活动中肌肉拉伤的各种特征，是医科院校、科研单位进行实验教学以及治疗药物和治疗措施研究工作的必要手段。国内外现有的急性拉伤模型，有手术方法制作肌肉拉伤模型(注通过手术暴露试验肌肉，通过材料试验机作定量肌肉拉伤实验)，有电刺激方法制作肌肉拉伤模型(注使用电刺激仪以定量电压值刺激实验肌群，使其强直收缩，通过拉伸试验机作定量肌肉拉伤实验)，物理学方法制作肌肉拉伤模型(注使用电刺激仪以定量电压值刺激实验肌群，使其强直收缩，通过定量重力冲击作肌肉拉伤实验)等几种。上述模型主要存在的不足是1.肌肉通过机械拉伤或重力冲击拉伤，很难真实准确反映运动和日常活动中肌肉拉伤的各种特征；2.特别是手术方法制作肌肉拉伤模型，与活体肌肉拉伤在生理及力学特性方面距离较大，并且操作复杂；3.无较为一致和精确的方法，也没有标准；4.速度和力量不能精确控制，增加了实验的不准确性；5.拉伸实验机和材料试验机，设备较大，操作不方便；6.不能作动态肌肉拉伤试验；7.用示波器显示并记录实验结果的方式落后。
实用新型内容为了克服现有技术下的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种大鼠腓肠肌肌肉拉伤试验机，使其具有操作方便、控制精确、可作动态肌肉拉伤试验、可真实准确反映和记录运动训练、比赛、甚至日常活动中肌肉拉伤的各种特征等诸多优点。本实用新型所采用的技术方案是一种大鼠腓肠肌肌肉拉伤试验机，包括用于放置被试动物的工作台、 用于刺激所述被试动物实验肌肉的电刺激仪和设置在所述工作台上的用于动作驱动的步进电机，还包括用于控制所述步进电机工作的控制器和用于固定被试动物踝关节的固定装置，所述固定装置固定安装于所述步进电机的输出轴上，所述固定装置上设有用于将被试动物踝关节系紧于其上的系带，所述系带在所述固定装置上的设置位置与所述输出轴的轴线之间有一定距离。所述电刺激仪的供电线路上设有电子开关，所述电子开关的控制端与所述控制器电连接。所述控制器还可以连接有上位机，所述上位机可以采用工控机或PC机。对于前述的任意一种所述大鼠腓肠肌肌肉拉伤试验机，其还可设有用于检测所述固定装置是否运动到设计位置的位置传感器，所述位置传感器的感应信号输出端连接所述控制器的传感信号输入端。所述设计位置有一个或两个，当为一个时，所述设计位置优选为实验肌肉被拉伸到试验最大幅度时所述固定装置运动到的位置；当为两个时，两个所述设计位置可分别为实验肌肉被拉伸和收缩到试验最大幅度时所述固定装置运动到的位置。所述位置传感器优选为光电开关。对于前述的任意一种所述大鼠腓肠肌肌肉拉伤试验机，所述固定装置均可以采用下列结构中的任一种所述固定装置包括轴套，所述轴套上固定连接有其延伸方向与所述轴套的轴线相交叉的固定板，所述轴套固定套接在所述步进电机的输出轴上，所述系带套设于所述固定板上。所述固定装置包括相啮合的齿轮和齿条，所述齿轮同轴固定在所述步进电机的输出轴上，所述系带套设于所述齿条上，或者，所述齿条上固定连接有固定板，所述系带套设于所述固定板上，被试动物肢体可固定在所述齿条上或所述固定板上。所述固定装置采用曲柄连杆机构，包括顺次铰接的曲柄、连杆和滑块，所述曲柄固定在所述步进电机的输出轴上，所述系`带套设于所述滑块上，或者，所述滑块上固定连接有固定板，所述系带套设于所述固定板上，被试动物肢体可固定在所述滑块上或所述固定板上。本实用新型的有益效果为1.在控制器精确的控制下作肌肉拉伤模型实验，可较真实地模拟日常活动和运动中肌肉拉伤的各种典型特征，与现实中的肌肉拉伤在生理及力学特性方面相近；2.由于采用活体肌肉作拉伤实验，克服了手术方法制作肌肉拉伤模型与活体肌肉比较在生理及力学特性方面距离较大的不足，并使操作简单；3.由于所述控制器电连接所述步进电机，代替了现有技术使用的材料试验机和拉伸试验机，提供了一致和精确的实验方法；4.所有设备体积小巧，占用空间小,易于操作和放置；5.由于所述控制器可精确控制速度和力量，克服了速度和力量不能精确控制的不足；6.由于所述控制器的控制方式可调，能作动态肌肉拉伤试验；7.由于所述控制器电连接上位机，并与所述上位机进行通信，可通过所述上位机的操作对所述控制器的控制进行调整，也可通过所述上位机的显示装置动态监测实验数据。实验和记录方式先进，并且有利于进一步改造升级。
图1是本实用新型的一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，一种大鼠腓肠肌肌肉拉伤试验机，包括用于放置被试动物的工作台1、用于刺激被试动物实验肌肉的电刺激仪2和设置在所述工作台上的用于动作驱动的步进电机5，还包括用于精确控制所述步进电机5工作的控制器7和用于固定被试动物踝关节的固定装置4，所述固定装置4固定安装于所述步进电机5的输出轴上，所述固定装置上设有用于将被试动物踝关节系紧于其上的系带3，所述系带在所述固定装置上的设置位置与所述输出轴的轴线之间有一定距离。由于所述控制器7电连接所述步进电机5，代替了现有技术使用的材料试验机和拉伸试验机，提供了一致和精确的实验方法。由于所述控制器7可精确控制速度和力量，克服了速度和力量不能精确控制的不足。由于所述控制器7的控制方式可调，能作动态肌肉拉伤试验。在控制器7精确控制下作肌肉拉伤模型实验，可较真实地模拟日常活动和运动中肌肉拉伤的各种典型特征，与现实中的肌肉拉伤在生理及力学特性方面相近。并且所有设备体积小巧，占用空间小，易于操作和放置。所述电刺激仪2的供电线路上设有电子开关，所述电子开关的控制端与所述控制器7电连接，可通过所述控制器7精确控制电刺激的时间和强度。由于采用活体肌肉作拉伤实验，克服了手术方法制作肌肉拉伤模型与活体肌肉比较在生理及力学特性方面距离较大的不足，并使操作简单。所述控制器7还连接有上位机8，所述上位机8采用工控机或PC机。可通过对所述上位机8的操作实现对所述控制器7的控制的调整，也可通过所述上位机8的显示装置动态显示和记录监测实验数据。采用上位机8，实验和记录方式更加先进，并且有利于该试验机的进一步改造升级。
所述大鼠腓肠肌肌肉拉伤试验机还设有用于检测所述固定装置4是否运动到设计位置的位置传感器6，所述位置传感器6的感应信号输出端连接所述控制器7的传感信号输入端，所述控制器7根据所述位置传感器6发出的感应信号判断实验状态，并据此协调控制所述步进电机5和所述电刺激仪2。所述设计位置可以有一个或两个，当为一个时，所述设计位置为实验肌肉被拉伸到试验最大幅度时所述固定装置4运动到的位置；当为两个时，两个所述设计位置分别为实验肌肉被拉伸和收缩到试验最大幅度时所述固定装置4运动到的位置。所谓的设计位置是指根据实验需要(如被试肌肉的拉伸幅度)确定的所述固定装置的理论上的运动极限位置。本实施例中，所述位置传感器6仅为一个，且采用的是光电开关。当所述固定装置运动到使实验肌肉被拉伸到试验最大幅度的位置时，所述光电开关将检测信号通知给所述控制器7，所述控制器7根据该检测信号判断实验肌肉已被拉伸到实验要求下的最大幅度，表示此时可以再次控制启动所述电刺激仪2。所述固定装置4可以采用现有技术下的多种结构，本实施例中优选采用如下结构所述固定装置包括轴套4. 1，所述轴套上固定连接有其延伸方向与所述轴套4.1的轴线相交叉的固定板4. 2，所述轴套4.1固定套接在所述步进电机5的输出轴上，所述系带3套设于所述固定板4. 2上。本实施例中，所述固定板的延伸方向优选垂直于所述轴套的轴线，使大鼠的肢体在垂直于所述步进电机的输出轴的平面内屈伸。所述固定板4. 2用于定位大鼠类小动物的踝关节，所述系带3用于系紧大鼠类小动物的踝关节。[0040]下面以大鼠腓肠肌肌肉拉伤试验为例，说明该试验机的工作过程将麻醉后的大鼠置于所述工作台I上，将其踝关节通过所述系带3系紧在所述固定板4. 2上，于大鼠的腓肠肌远、近端分别接触所述电刺激仪2的针电极，启动所述电刺激仪2放电刺激大鼠的腓肠肌，腓肠肌强直收缩，腿部弯曲，此时控制步进电机5运行，所述步进电机5在所述控制器7的控制下转动，带动所述固定板4. 2摆动，并拉动大鼠弯曲的腿部伸展，当所述固定板4. 2摆动到设计要求的位置时，所述光电开关6将检测到的位置信号通知所述控制器7，所述控制器7通知所述步进电机5停止转动，再次启动电刺激仪工作，大鼠腿部再次弯曲，带动固定板4. 2回位，为下一次拉伸做好准备，自此，完成了一个工作循环。
本实用新型还可用于其他类似小动物的肌肉拉伤试验。
权利要求1.一种大鼠腓肠肌肌肉拉伤试验机，其特征在于包括用于放置被试动物的工作台、用于刺激被试动物实验肌肉的电刺激仪和设置在所述工作台上的用于动作驱动的步进电机，还包括用于控制所述步进电机工作的控制器和用于固定被试动物踝关节的固定装置，所述固定装置固定安装于所述步进电机的输出轴上，所述固定装置上设有用于将被试动物踝关节系紧于其上的系带，所述系带在所述固定装置上的设置位置与所述输出轴的轴线之间有一定距离。
2.根据权利要求1所述的大鼠腓肠肌肌肉拉伤试验机，其特征在于所述电刺激仪的供电线路上设有电子开关，所述电子开关的控制端与所述控制器电连接。
3.根据权利要求2所述的大鼠腓肠肌肌肉拉伤试验机，其特征在于所述控制器还连接有上位机。
4.根据权利要求3所述的大鼠腓肠肌肌肉拉伤试验机，其特征在于所述上位机采用工控机或PC机。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的大鼠腓肠肌肌肉拉伤试验机，其特征在于还设有用于检测所述固定装置是否运动到设计位置的位置传感器，所述位置传感器的感应信号输出端连接所述控制器的传感信号输入端。
6.根据权利要求5所述的大鼠腓肠肌肌肉拉伤试验机，其特征在于所述设计位置有一个或两个，当为一个时，所述设计位置为实验肌肉被拉伸到试验最大幅度时所述固定装置运动到的位置；当为两个时，两个所述设计位置分别为实验肌肉被拉伸和收缩到试验最大幅度时所述固定装置运动到的位置。
7.根据权利要求5所述的大鼠腓肠肌肌肉拉伤试验机，其特征在于所述位置传感器为光电开关。
8.根据权利要求5所述的大鼠腓肠肌肌肉拉伤试验机，其特征在于所述固定装置包括轴套，所述轴套上固定连接有其延伸方向与所述轴套的轴线相交叉的固定板，所述轴套固定套接在所述步进电机的输出轴上，所述系带套设于所述固定板上。
9.根据权利要求5所述的大鼠腓肠肌肌肉拉伤试验机，其特征在于所述固定装置包括相啮合的齿轮和齿条，所述齿轮同轴固定在所述步进电机的输出轴上，所述系带套设于所述齿条上，或者，所述齿条上固定连接有固定板，所述系带套设于所述固定板上。
10.根据权利要求5所述的大鼠腓肠肌肌肉拉伤试验机，其特征在于所述固定装置采用曲柄连杆机构，包括顺次铰接的曲柄、连杆和滑块，所述曲柄固定在所述步进电机的输出轴上，所述系带套设于所述滑块上，或者，所述滑块上固定连接有固定板，所述系带套设于所述固定板上。
专利摘要本实用新型涉及一种大鼠腓肠肌肌肉拉伤试验机，包括用于放置被试动物的工作台、用于刺激被试动物实验肌肉的电刺激仪和设置在所述工作台上的用于动作驱动的步进电机，还包括用于控制所述步进电机工作的控制器、用于固定被试动物踝关节的固定装置和用于检测所述固定装置是否运动到设计位置的位置传感器，所述固定装置上设有用于将被试动物踝关节系紧于其上的系带，所述系带在所述固定装置上的设置位置与所述输出轴的轴线之间有一定距离，所述控制器电连接有上位机。本实用新型具有操作方便、控制精确、可作动态肌肉拉伤试验、可真实准确反映和记录运动训练和比赛中肌肉拉伤的各种特征等诸多优点。
文档编号A61D3/00GK202859917SQ20122046660
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月14日 优先权日2012年9月14日
发明者周越, 张新明, 金宗学, 何辉, 李俊平, 王瑞元, 熊开宇 申请人:北京体育大学