专利名称：用于动物记忆训练系统的智能无线遥控刺激装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种有关研究建立动物学习和记忆行为训练方法的被动刺激检测装置，特别是一种用于动物记忆训练系统的智能无线遥控刺激装置。本发明属于生物医学工程技术、可应用于神经生理学、神经药理学和心理学等领域的专用刺激装置。
背景技术：
目前，研究动物行为的实验是研究脑高级功能及其他神经科学的不可缺少的重要手段，尤其在神经生理学、神经药理学等行为医学研究方面具有更重要地位。鼠的路径训练模型及自动化行为监测系统是研究大鼠(或小鼠)学习记忆功能、认知药物筛选常用的动物专用实验仪器模型。该装置的种类较多，多为单项刺激一电、声、光、机械振动刺激的一种，其中电刺激均为将刺激电极置于动物体内的有创刺激，刺激对动物会产生较大的副作用，而且操作不便，因而，应用范围和效果均不理想。下面对类似的两种专利装置比较分析如下一、 专利申请号为200510047336的“可遥控运动行为的脑神经电刺激装置”公开了一种脑神经刺激器，其工作过程为遥控器向脑神经电刺激器发出指令，然后通过串行口将该指令发给PC机，开始运行；同时脑神经刺激器发出相应的电脉冲，该电脉冲通过植入的脑刺激电极进行刺激。该装置还包括声音刺激器，用以辅助脑神经电刺激器。该装置对动物实行有创电刺激，因而具在对实验动物刺激负作用大，不易于操作的缺点；二、专利申请号为 200780010744的“对动物体进行无创性刺进的装置”公开了由开关控制的电脉冲刺激装置， 虽然属于无创伤性刺激装置，但功能单一，在实际运用中性能单一，也不能实现遥控操作。本申请人的专利申请号为ZL 2006 1 0045870. 6的“鼠的路径训练模型及制动化行为监测系统”公开了采用过门信号对动物实施声、电、机械振动刺激的技术方案。它是针对实验鼠对多通道迷宫设定的非绿色通道取得刺激信息的，但仍不能达到无线遥控的智能化要求，亟待改进。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种用于动物记忆训练系统的智能无线遥控刺激装置， 从根本上解决现有动物记忆训练系统的刺激装置单一、电刺激一有创刺激对动物产生较大的副作用、操作不便的问题。本发明的技术方案是一种用于动物记忆训练系统的智能无线遥控刺激装置，包括电刺激、声刺激、机械振动刺激模块，其技术要点是还包括无线发射模块、无线接收模块和继电器驱动模块，所述电刺激、声刺激、机械振动刺激模块、无线发射模块、无线接收模块和继电器驱动模块组装在一起后固定在实验动物身体外侧捆绑的载体上，所述无线发射模块根据采集到的实验动物的过门信号发射无线信号，所述无线接收模块接收到所述无线信号后，确定刺激类型并启动所述继电器驱动模块，对所述实验动物实现相应的电刺激、声刺激、机械振动刺激或组合刺激。
所述无线发射模块包括无线遥控发射头IC1、时基集成电路IC2、二极管D10、电位器W、手动开关ΚΙ、K2、K3和单片机IC7 ；所述无线接收模块包括无线遥控接收头IC3、译码集成芯片IC4 ；所述继电器驱动模块包括单片机IC6、继电器Ja、Jb、Jc ；
所述无线发射模块采用单片机IC7控制时基集成电路IC2，二极管DlO为发射指示灯， 当所述单片机IC7的P3. 7引脚输出高电平时，时基集成电路IC2的相应引脚为低电位，所述时基集成电路IC2处于复位状态，所述无线遥控发射头ICl无信号输出，二极管DlO指示灯灭；当所述单片机IC7的P3. 7引脚输出低电平时，所述时基集成电路IC2处于正常工作状态，所述无线遥控发射头ICl发送N次有时间间隔的一组无线信号，二极管DlO指示灯亮，N彡1 ；
所述无线接收模块利用所述无线遥控接收头IC3接收每一组无线信号，所述继电器驱动模块的单片机IC6根据无线信号的次数N来识别所选的刺激类型，进而控制对应的所述继电器Ja、Jb、Jc常开触头吸合，实现刺激动作。所述手动开关Kl、K2、K3分别对应声刺激、振动刺激和电刺激选择，所述无线发射模块的单片机IC7根据所述手动开关K1、K2、K3的设定状态，控制所述时基集成电路IC2发送相应次数的无线信号。所述机械刺激模块包括电机Μ、电阻R 13、和继电器Jb控制的常开触点Kb，电阻 R13、常开触点Kb与电机M串联，接在继电器Jb的常开触点Kb与地之间，当继电器Jb的常开触点Kb闭合时，电机M产生机械振动刺激。所述声刺激模块包括时基电路IC5、电阻R7、R8、电容C3、C4、继电器Ja控制的常开触点Ka和扬声器Y，电容C3接入时基电路IC5的1、2管脚之间，时基电路IC5的2、6管脚短接后接入电阻R7，电阻R7接在时基电路IC5的6、7管脚间，电阻R8接到555时基电路 IC5的4、7管脚间，时基电路IC5的4、8管脚短接后接入继电器Ja控制的常开触点Ka，电容C4与扬声器Y串联后接在555时基电路IC5与地之间，当所述继电器Ja控制的常开触点Ka闭合时，所述扬声器Y发出声音刺激。所述电刺激模块包括继电器Jc控制的常开触点Kc、三极管V5、变压器T、电阻 R18、发光二极管D6、二极管D7-D9，电容器C5-C7和电极DJ组成，三极管V5的集电极接入常开触点Kc和变压器初级绕组Ll 一侧的输入端，三极管V5的基极通过电阻R18接入变压器初级绕组Ll的另一端，三极管V5的发射极接入变压器初级绕组L2 —端，变压器次侧串入二极管D7、D8、D9和金属电极DJ，二极管D7、D8串联后与电容C6并联，二极管D8、D9串联后与电容C7并联，二极管D8、D9、DJ串联后与电容C5并联，当所述继电器Jc控制的常开触点Kc闭合时，所述电极DJ对实验动物发生电刺激。所述无线接收模块还包括电容C8、C9、C10、电阻R9，所述继电器驱动模块还包括三极管V2、V3、V4、二极管D3、D4、D5、电阻RIO、RlU R12，所述无线接收模块的无线遥控接收头IC3的正负极分别连接于电源E的正、负极，所述无线遥控接收头IC3的负极与所述声刺激模块的扬声器Y、电容C3、时基电路IC5的管脚1、电容C8、电容C9、电容C10、译码集成芯片IC4的管脚7、所述继电器驱动模块的三极管V2、V3、V4的集电极共同接地、无线遥控接收头IC3的正极与译码集成芯片IC4的管脚4、继电器Ja、继电器Jb、继电器Jc的常开触点，继电器Ja、继电器Jb、继电器Jc线圈和所述电刺激模块的变压器绕组Ll连接；
其中，译码集成芯片IC4的3管脚与无线遥控接收头IC3相连，译码集成芯片IC4的1脚通过电容C8接地，译码集成芯片IC4的2管脚通过电容C9接地，译码集成芯片IC4的6 管脚通过电容ClO接地，译码集成芯片IC4的7管脚直接接地，译码集成芯片IC4的6脚通过电阻R9和电容ClO接地，单片机IC6的P3. 1、P3. 2接入译码集成芯片IC4的8脚；单片机IC6的Pl. 5通过电阻RlO与三极管V2的基极连接，单片机IC6的Pl. 6通过电阻Rll与三极管V3的基极连接，单片机IC6的Pl. 7通过电阻R12与三极管V4的基极连接；三极管 V2的射极串入继电器Ja，继电器Ja反并联二极管D3，三极管V3的射极串入继电器Jb，继电器Jb反并联二极管D4，三极管V4的射极串入继电器Jc，继电器Jc反并联二极管D5。所述无线发射模块包括电容Cl、C2、二极管Dl、D2、电阻R1-R6、R15-R17，+12V稳压电源接入无线遥控发射头ICl正极、555时基电路IC2的8管脚和电阻R1，所述电阻R1、 电位器W和电阻R2串联，反串联二极管D2后接入时基电路IC2的2管脚和+12V稳压电源之间，电位器W接入时基电路IC2的5管脚，二极管Dl接入时基电路IC2的5、6脚之间，时基电路IC2的6管脚和2管脚通过电容Cl接地，时基电路IC2的1管脚接地，时基电路IC2 的7管脚通过电容C2接地，电阻R3接在时基电路IC2的3管脚和无线遥控发射头ICl的 IN，无线遥控发射头ICl的负极接地。所述实验动物身体外侧捆绑的载体为有弹性的帆布，所述帆布上还设有刺激电极，所述帆布两端设有粘结扣。本发明的优点及积极的技术效果是本发明对动物实现无创刺激，包括声刺激、电刺激、机械振动刺激三部分，可对动物进行声、电、机械振动组合刺激或进行声、电、机械振动的单一模式刺激。为了使刺激装置小型化，将刺激装置分成声、电、机械三个可拆卸刺激模块，供使用者选择刺激方案。本装置设计合理，适应范围广，控制精度高。适用于建立复杂的认知记忆模型的有效实时多种刺激输出的刺激装置，以满足更深入的学习记忆行为分析的需要。本发明的发射一接收电路，采用微型无线遥控发射、接收器件制作的无线遥控开关，具有电路简单、容易制作、调试方便等特点。
以下结合附图对本发明作进一步描述
图1是本发明装置的一种具体结构示意图主视图； 图2是
图1的俯视图； 图3是
图1的后视图； 图4是本发明装置的电气原理示意图； 图5是本发明装置的无线遥控发射电路图； 图6是本发明无线控制发射模块的程序流程图； 图7是本发明无线控制接收模块的程序流程图； 图8是本发明装置的功能框图； 图9是本发明装置捆绑在实验鼠身体上的整体示意图；
图10是迷宫装置的具体结构示意图；
图11是
图10的俯视图中序号说明1粘接扣、2开关、3粘接扣、4刺激电极、5箱体、6隔板、7液晶屏、8电机、9筛状支撑网、10转盘、11水管、12水槽、13水刷、14支架滑轮、15支架、16滑轮、17门洞、18食物槽。
具体实施例方式本发明适用于采用闭合旋转式迷宫的动物记忆训练系统，也是为发明专利《鼠的路径训练模型及制动化行为监测系统》(专利号ZL 2006 1 0045870. 6)设计制作的刺激装置，同时也适用于其他类别动物刺激研究方面的研究应用的专用仪器。一、根据
图1-9详细说明本发明的具体结构该装置由电刺激模块、机械刺激模块、声刺激模块、继电器驱动模块、无线接收模块和无线发射模块等组成，上述电刺激、声刺激、机械振动刺激模块、无线发射模块、无线接收模块和继电器驱动模块组装在一起后固定在实验动物身体外侧捆绑的载体上，该载体可以是有弹性的帆布，帆布上还设有刺激电极 4，载体的具体结构参见
图1-3，帆布两端设有粘结扣1、3以便于捆绑实验动物，参见图9。其中电刺激模块主要由继电器Jc控制的常开触点Kc、三极管V5、变压器T、电阻 R14、R18、发光二极管D6、二极管D7、D8、D9、电容器C5、C6、C7和电极DJ组成；
机械刺激模块主要由电机M、电阻R 13、和继电器Jb控制的常开触点Kb组成； 声刺激模块主要由555时基电路IC5、电阻R7、R8、电容C3、继电器Ja控制的常开触点Ka、电容C4和扬声器Y组成；
继电器驱动模块主要由单片机IC6、继电器Ja、Jb、Jc、三极管V2、V3、V4、二极管D3、 D4、D5、电阻 R10、R11、R12 组成；
无线接收模块主要由无线遥控接收头IC3、译码集成芯片IC4、电容C8、C9、C10、电阻 R9组成；
无线发射模块主要由无线遥控发射头IC1、555时基集成电路IC2、二极管D1、二极管 D2、D10、电阻 R1、R2、R3、R4、R5、R6、R15、R16、R17、电位器 W、电容 Cl、电容 C2、开关 ΚΙ、K2、 K3和单片机IC7组成；
二、该装置的电路连接结构如下所述，参见图4
声刺激模块电路电容C3接入555时基电路IC5(NE55Q的1、2管脚之间，555时基电路IC5的2、6管脚短接后接入电阻R7，电阻R7接在555时基电路IC5的6、7管脚间，电阻R8接到555时基电路IC5的4、7管脚间，555时基电路IC5的4、8管脚短接后接入继电器Ja控制的常开触点Ka，电容C4与扬声器Y串联后接在555时基电路IC5与地之间。当所述继电器Ja控制的常开触点Ka闭合时，所述扬声器Y发出声音刺激。无线接收模块电路无线遥控接收头IC3的正负极分别连接于电源E的正、负极。 无线遥控接收头IC3的负极与扬声器Y、电容C3、555时基电路IC5的管脚1，电容C8、电容 C9、电容C10、译码集成芯片IC4的管脚7，三极管V2、V3、V4、的集电极共同接地。无线遥控接收头IC3的正极与译码集成芯片IC4的管脚4和继电器Ja、继电器Jb、继电器Jc的常开触点Ka、Kb、Kc和变压器绕组Ll连接。其中，译码集成芯片IC4的3管脚与无线遥控接收头IC3相连。译码集成芯片IC4 的1脚通过电容C8接地，译码集成芯片IC4的2管脚通过电容C9接地，译码集成芯片IC4 的6管脚通过电容ClO接地。译码集成芯片IC4的7管脚直接接地。译码集成芯片IC4的 6脚通过电阻R9和电容ClO接地。单片机IC6的P3. 1、P3. 2接入译码集成芯片IC4的8 脚，单片机IC6的Pl. 5通过电阻RlO与三极管V2的基极连接；单片机IC6的Pl. 6通过电阻Rll与三极管V3的基极连接；单片机IC6的Pl. 7通过电阻R12与三极管V4的基极连接；三极管V2的射极串入继电器Ja，继电器Ja反并联二极管D3，三极管V3的射极串入继电器Jb，继电器Jb反并联二极管D4，三极管V4的射极串入继电器Jc，继电器Jc反并联二极管D5。机械振动刺激模块电路电阻R13、Kb与电机串联，接在继电器Jb的常开触点Kb 与地之间。当继电器Jb的常开触点Kb闭合时，电机M产生机械振动刺激。电刺激模块电路三极管V5的集电极接入开关Kc和变压器初级绕组Ll 一侧的输入端，三极管V5的基极通过电阻R18接入变压器初级绕组Ll的另一端，三极管V5的发射极接入变压器初级绕组L2—端。变压器次侧串入二极管D7、D8、D9和金属电极DJ ；二极管D7、二极管D8串联后与电容C6并联。二极管D8、二极管D9串联后与电容C7并联。二极管D8、二极管D9、DJ串联后与电容C5并联。当所述继电器Jc控制的常开触点Kc闭合时，所述电极DJ对实验动物发生电刺激。无线发射模块电路，参见图5 :+12V稳压电源接入无线遥控发射头ICl正极、555 时基电路IC2的8管脚和电阻R1。电阻R1、电位器W和电阻R2串联，反串联二极管D2后接入555时基电路IC2的2管脚和+12V稳压电源之间。电位器W接入555时基电路IC2 的5管脚。二极管Dl接入555时基电路IC2的5、6脚之间。555时基电路IC2的6管脚和2管脚通过电容Cl接地。555时基电路IC2的1管脚接地。555时基电路IC2的7管脚通过电容C2接地。电阻R3接在555时基电路IC2的3管脚和无线遥控发射头ICl的IN。 无线遥控发射头ICl的负极接地。三、本发明通过上述模块的设置实现无线发射模块根据采集到的实验动物的过门信号发射无线信号，无线接收模块接收到无线信号后，确定刺激类型并启动继电器驱动模块，对实验动物实现相应的电刺激、声刺激、机械振动刺激或组合刺激。其具体的工作原理如下无线发射模块采用AT89C51单片机IC7控制NE555型时基集成电路IC2，发光二极管DlO为发射指示灯，当AT89C51单片机IC7的P3. 7引脚输出高电平时，NE555时基集成电路IC2的相应引脚为低电位，时基集成电路IC2处于复位状态， 无线遥控发射头ICl无信号输出，二极管DlO指示灯灭；当单片机IC7的P3. 7引脚输出低电平时，时基集成电路IC2处于正常工作状态，无线遥控发射头ICl发送N次有时间间隔的一组无线信号，二极管DlO指示灯亮，N^l；
无线接收模块利用无线遥控接收头IC3接收每一组无线信号，继电器驱动模块的 AT89C2051单片机IC6根据无线信号的次数N来识别所选的刺激类型，进而控制对应的继电器Ja、Jb、Jc常开触头吸合，实现声刺激、振动刺激和电刺激或组合刺激动作。手动开关ΚΙ、K2、K3分别对应声刺激、振动刺激和电刺激选择，无线发射模块的 AT89C51单片机IC7根据手动开关K1、K2、K3的设定状态，控制时基集成电路IC2发送相应次数的无线信号。工作过程发射电路部分AT89C51单片机根据Kl、Κ2、Κ3的设定状态，控制ΝΕ555 型时基集成电路(IC2)发送N次(N彡1) 一定间隔时间(例如10MS)的一组无线信号， AT89C2051单片机根据接收到的每一组无线信号的次数来识别所选的刺激类型，控制对应继电器吸合，实现刺激动作。具体如表1所示。当实验动物在鼠的路径训练模型及智能化行为监测系统中检测开始后，捆扎在实验鼠后背上的接收、刺激装置在实验鼠通过非绿色门时由三极管V5和变压器T构成的高频振荡器通电工作，把电源E直流电变成高频交流电，经T升压后，再经二极管D7 D9、电容器C5 C7三倍压整流升到高压，加到金属电极DJ上，对实验鼠产生电刺激，555时基电路 IC5组成发声刺激电路，机械振动由微型手机振动电机产生。四、元件的选择晶体管V5选用8050 ；V2、V3、V4选用A781。D6、DlO用红色发光二极管，D7 09用1N4007型硅整流二极管，高频变压器T可自制。R13选用IW金属膜电阻，R14、R18选用RTX-1/8W型碳膜电阻器，其余选用1 / 4W碳膜电阻器或金属膜电阻器， RP选用实心可变电阻器，C5、C6、C7用CL11-630V型涤纶电容器，其余选用独石电容器。 Dl、D2、D3、D4、D5选用1N4148型硅开关二极管；ICl选用T630型一体化无线遥控发射头； IC2选用NE555型时基集成电路；IC3选用与ICl配套的T631型无线遥控接收头；IC4选用LM567型译码集成电路。Ja、Jb、Jc选用直流继电器。IC5—NE555型时基集成电路； IC6-—AT89C2051单片机；IC7-—AT89C51单片机Y—扬声器；M—微直流电机。五、对应用本发明所述刺激装置的迷宫装置的描述。该迷宫装置包括圆形箱体5和电路控制系统，圆形箱体5内壁与中心柱体之间设有若干隔板6，从而将箱体分隔成若干数据采集区、目的区，每个隔板6底部均布外观相同的门洞17。迷宫装置的改进要点在于如
图10所示，箱体5底部设有转盘10，中心柱体设有电机8，电机8输出轴沿中心柱体轴向与转盘10中心紧固连接，则转盘10在电机8带动下可绕中心柱体转动。箱体5边框下部周边设有若干转盘的滑轮16，在支撑转盘的同时，又不影响其转动。转盘10上方设有筛状支撑网9，该支撑网9可为金属网或塑料等其他材料制成。转盘10下方设有水槽12形成粪便收集处理装置，水槽12上沿周边布置有水管11，水管11上均勻开设喷淋口，水槽12底部设有支撑架和下水口，水槽12内还设有水刷13。电路控制系统包括电源、单片机、视嗅觉控制器、自动冲洗排水系统控制器等。单片机发送信号给控制转盘10的电机8，实现转盘10的旋转运动。本申请电机控制采用固态继电器控制，驱动电机的功率<100w。本文中固态继电器采用IOOOw的。单片机通过MOS 管间接控制继电器。单片机控制电机的指令来自于上位机通过CAN总线发送下来的指令。CAN与RS232转换接口电路实现CAN总线协议与RS232协议之间的数据转换。上位机指令通过该系统发送到各个子节点。自动冲洗排水系统(粪便收集系统)控制器接收到AT89S51单片机P3. 6(1/0)发出控制信号，控制其BFC-2型电动阀门控制器工作，进而控制电动安装在粪便收集处理装置上的电动阀开通/关闭，使粪便收集处理装置的水槽12 上沿布置的水管11与水源连通或阻隔，自来水水源通过电动阀对下水装置，即水槽定时冲洗，污水从所述下水口流出。水槽12内设置的水刷13上部固定在转盘10底部，其下部刷体与水槽侧壁和槽底部接触，当单片机控制转盘10转动的同时，水刷13随之转动，则下部刷体可对水槽12进行刷洗，清除掉实现动物的排泄物等，进而消除气味带给实验效果的影响。气味释放装置单片机通过视嗅觉控制器同时控制液晶屏LCD和气味控制器，单片机在检测到嗅觉信号后，通过空气压缩机、控制阀、气味发生器、减压阀将新鲜空气传送至训练系统设置的机械臂，再由机械臂输送至迷宫位置内设置的气味罐。本发明迷宫装置的一般结构即经典型可设隔板数目为6，并将圆形箱体等角度分隔成A、B、C、D、E、F六个区间，如
图11所示，其中数据采集区5个、目的区1个，每个隔板下方分别等间距分布4个门洞，各区间的隔板上设有液晶屏，目的区设有食物槽。隔板下方设置的每个门洞处设置两个光电对射传感器单元，门前门后分别放置，以’或’的形式输出， 从而就可检测出鼠过门的方向，以便检测鼠的行走轨迹。对实验鼠的声光刺激通过单片机 IO 口，控制MOS管的栅极，实现对发光源(液晶屏)以及发声源的控制，可以控制发声的频率以及发光的强度。其中，单片机作为子接收单元接主控制单元传送过来的数据信息，从数据信息中提取命令信息，进而发出声刺激、光刺激。可从数据信息中提取出刺激的控制数据有发光强度，发声频率等。对实验鼠的视觉刺激单元采用ViSaGe视觉刺激发生器，属现有技术。ViSaGe采用HbitDCAs图像输出技术，从而确保ViSaGe控制输出的视觉刺激图像颜色、亮度准确以及精确的显示时间，即使是在图像快速切换时也不会发生丢帧现象。CRS MATLAB工具包使得采用MATLAB语言编程输出视觉刺激图像变得更加方便快捷。同时，多种接口确保ViSaGe能与其他设备同步化使用，如ResonseBoxAEyejTracker 、EEG、Optotrak 和fMRI等。食物槽为侧面带有网格的圆桶型，其一底面可贴附于光滑的隔板面上。与之相对的另一底面上，有食物槽的开口，利用可折叠的半圆形的上半面，即可将食物放入食物槽内。食物槽18的圆形侧面外围设有环形外套，外套一分为二，下方可分开露出网格，由电路控制系统控制，当外套开启时，动物即可从食物槽的网格下方吃到食物作为完成训练任务的奖赏，当经过一定时间(IOs)后，电源断开，则外套关闭，封住网格，动物即无法吃到食物。本发明配置上述迷宫装置形成的动物记忆训练系统实验效果更加理想，对神经生理学、神经药理学和心理学等领域的研究具有非常的意义。表1
权利要求
1.一种用于动物记忆训练系统的智能无线遥控刺激装置，包括电刺激、声刺激、机械振动刺激模块，其特征在于还包括无线发射模块、无线接收模块和继电器驱动模块，所述电刺激、声刺激、机械振动刺激模块、无线发射模块、无线接收模块和继电器驱动模块组装在一起后固定在实验动物身体外侧捆绑的载体上，所述无线发射模块根据采集到的实验动物的过门信号发射无线信号，所述无线接收模块接收到所述无线信号后，确定刺激类型并启动所述继电器驱动模块，对所述实验动物实现相应的电刺激、声刺激、机械振动刺激或组合刺激。
2.根据权利要求1所述的用于动物记忆训练系统的智能无线遥控刺激装置，其特征在于所述无线发射模块包括无线遥控发射头IC1、时基集成电路IC2、二极管D10、电位器W、 手动开关ΚΙ、K2、K3和单片机IC7 ；所述无线接收模块包括无线遥控接收头IC3、译码集成芯片IC4 ；所述继电器驱动模块包括单片机IC6、继电器Ja、Jb、Jc ；所述无线发射模块采用单片机IC7控制时基集成电路IC2，二极管DlO为发射指示灯， 当所述单片机IC7的P3. 7引脚输出高电平时，时基集成电路IC2的相应引脚为低电位，所述时基集成电路IC2处于复位状态，所述无线遥控发射头ICl无信号输出，二极管DlO指示灯灭；当所述单片机IC7的P3. 7引脚输出低电平时，所述时基集成电路IC2处于正常工作状态，所述无线遥控发射头ICl发送N次有时间间隔的一组无线信号，二极管DlO指示灯亮，N彡1 ；所述无线接收模块利用所述无线遥控接收头IC3接收每一组无线信号，所述继电器驱动模块的单片机IC6根据无线信号的次数N来识别所选的刺激类型，进而控制对应的所述继电器Ja、Jb、Jc常开触头吸合，实现刺激动作。
3.根据权利要求2所述的用于动物记忆训练系统的智能无线遥控刺激装置，其特征在于所述手动开关ΚΙ、K2、K3分别对应声刺激、振动刺激和电刺激选择，所述无线发射模块的单片机IC7根据所述手动开关K1、K2、K3的设定状态，控制所述时基集成电路IC2发送相应次数的无线信号。
4.根据权利要求2所述的用于动物记忆训练系统的智能无线遥控刺激装置，其特征在于所述机械刺激模块包括电机Μ、电阻R 13、和继电器Jb控制的常开触点Kb，电阻R13、 常开触点Kb与电机M串联，接在继电器Jb的常开触点Kb与地之间，当继电器Jb的常开触点Kb闭合时，电机M产生机械振动刺激。
5.根据权利要求2所述的用于动物记忆训练系统的智能无线遥控刺激装置，其特征在于所述声刺激模块包括时基电路IC5、电阻R7、R8、电容C3、C4、继电器Ja控制的常开触点 Ka和扬声器Y，电容C3接入时基电路IC5的1、2管脚之间，时基电路IC5的2、6管脚短接后接入电阻R7，电阻R7接在时基电路IC5的6、7管脚间，电阻R8接到555时基电路IC5的 4、7管脚间，时基电路IC5的4、8管脚短接后接入继电器Ja控制的常开触点Ka，电容C4与扬声器Y串联后接在阳5时基电路IC5与地之间，当所述继电器Ja控制的常开触点Ka闭合时，所述扬声器Y发出声音刺激。
6.根据权利要求2所述的用于动物记忆训练系统的智能无线遥控刺激装置，其特征在于所述电刺激模块包括继电器Jc控制的常开触点Kc、三极管V5、变压器T、电阻R18、发光二极管D6、二极管D7-D9，电容器C5-C7和电极DJ组成，三极管V5的集电极接入常开触点Kc和变压器初级绕组Ll 一侧的输入端，三极管V5的基极通过电阻R18接入变压器初级绕组Ll的另一端，三极管V5的发射极接入变压器初级绕组L2 —端，变压器次侧串入二极管D7、D8、D9和金属电极DJ，二极管D7、D8串联后与电容C6并联，二极管D8、D9串联后与电容C7并联，二极管D8、D9、DJ串联后与电容C5并联，当所述继电器Jc控制的常开触点 Kc闭合时，所述电极DJ对实验动物发生电刺激。
7.根据权利要求2所述的用于动物记忆训练系统的智能无线遥控刺激装置，其特征在于所述无线接收模块还包括电容C8、C9、C10、电阻R9，所述继电器驱动模块还包括三极管 V2、V3、V4、二极管D3、D4、D5、电阻RIO、Rll、R12，所述无线接收模块的无线遥控接收头IC3 的正负极分别连接于电源E的正、负极，所述无线遥控接收头IC3的负极与所述声刺激模块的扬声器Y、电容C3、时基电路IC5的管脚1、电容C8、电容C9、电容C10、译码集成芯片IC4 的管脚7、所述继电器驱动模块的三极管V2、V3、V4的集电极共同接地、无线遥控接收头IC3 的正极与译码集成芯片IC4的管脚4、继电器Ja、继电器Jb、继电器Jc的常开触点，继电器 Ja、继电器Jb、继电器Jc线圈和所述电刺激模块的变压器绕组Ll连接；其中，译码集成芯片IC4的3管脚与无线遥控接收头IC3相连，译码集成芯片IC4的1 脚通过电容C8接地，译码集成芯片IC4的2管脚通过电容C9接地，译码集成芯片IC4的6 管脚通过电容ClO接地，译码集成芯片IC4的7管脚直接接地，译码集成芯片IC4的6脚通过电阻R9和电容ClO接地，单片机IC6的P3. 1、P3. 2接入译码集成芯片IC4的8脚；单片机IC6的Pl. 5通过电阻RlO与三极管V2的基极连接，单片机IC6的Pl. 6通过电阻Rll与三极管V3的基极连接，单片机IC6的Pl. 7通过电阻R12与三极管V4的基极连接；三极管 V2的射极串入继电器Ja，继电器Ja反并联二极管D3，三极管V3的射极串入继电器Jb，继电器Jb反并联二极管D4，三极管V4的射极串入继电器Jc，继电器Jc反并联二极管D5。
8.根据权利要求2所述的用于动物记忆训练系统的智能无线遥控刺激装置，其特征在于所述无线发射模块包括电容C1、C2、二极管D1、D2、电阻R1-R6、R15-R17，+12V稳压电源接入无线遥控发射头ICl正极、555时基电路IC2的8管脚和电阻R1，所述电阻R1、电位器 W和电阻R2串联，反串联二极管D2后接入时基电路IC2的2管脚和+12V稳压电源之间， 电位器W接入时基电路IC2的5管脚，二极管Dl接入时基电路IC2的5、6脚之间，时基电路IC2的6管脚和2管脚通过电容Cl接地，时基电路IC2的1管脚接地，时基电路IC2的 7管脚通过电容C2接地，电阻R3接在时基电路IC2的3管脚和无线遥控发射头ICl的IN， 无线遥控发射头ICi的负极接地。
9.根据权利要求1所述的用于动物记忆训练系统的智能无线遥控刺激装置，其特征在于所述实验动物身体外侧捆绑的载体为有弹性的帆布，所述帆布上还设有刺激电极，所述帆布两端设有粘结扣。
全文摘要
一种用于动物记忆训练系统的智能无线遥控刺激装置，从根本上解决现有动物记忆训练系统的刺激装置单一、电刺激---有创刺激对动物产生较大的副作用、操作不便的问题。它包括电刺激、声刺激、机械振动刺激模块，其技术要点是还包括无线发射模块、无线接收模块和继电器驱动模块，上述模块组装在一起后固定在实验动物身体外侧捆绑的载体上，无线发射模块根据采集到的实验动物的过门信号发射无线信号，无线接收模块接收到无线信号后，确定刺激类型并启动继电器驱动模块，对实验动物实现相应的电刺激、声刺激、机械振动刺激或组合刺激。本装置设计合理，适应范围广，控制精度高，同时具有电路简单、容易制作、调试方便等特点。
文档编号A01K15/02GK102160527SQ20111005262
公开日2011年8月24日 申请日期2011年3月7日 优先权日2011年3月7日
发明者匡宝平, 朱启文, 王克威, 赵建文 申请人:沈阳医学院