专利名称：动物用晕船模拟装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种晕船模拟装置，尤其涉及一种转速可调三维度动物用晕船模拟装置。
背景技术：
晕船是由于风、浪、涌引起水面舰船产生不同维度的变加速度运动，人体及动物通过空间位置觉感知了这种异常运动后引发的一系列以植物神经反应为主的症状和体征，是
最常见的一种晕动症。目前，在医学上对晕船发生原因及防治措施的研究主要通过海上人体实验及动物实验完成，动物实验晕船模拟方式以旋转刺激法为主，动物晕船等晕动症模拟装置主要有以下4种离心机样水平旋转刺激装置动物置于旋转笼内，自由活动或限制活动，旋转笼以一定旋转半径绕垂直轴做水平旋转，旋转过程中在离心力的作用下产生克里奥里加速度和重力惯性加速度。此方法刺激加速度大，适用于航天晕动症的模拟，以人类及大小鼠为实验对象，仅包括重力及离心加速度刺激。正弦线形加速刺激装置动物固定于水平线形轨道上，沿前后、左右或上下轴做直线加速运动，加速度呈正弦函数样变化，运动过程中在运动方向上产生直线加速度。此方法简单易行，加速度易于调节，以大小鼠为实验对象，仅包含单一方向的加速度变化。离轴旋转装置动物固定于水平圆形转台上，转台转轴在重力方向上倾斜10°， 转轴穿过动物耳间线中点，旋转过程中重力作用于动物内耳椭圆囊。此方法以大鼠为实验对象，主要刺激动物耳石，对半规管无力的作用，不适用于多维复杂加速度模拟。坎普顿模拟装置动物放入装置的有机玻璃笼内，先绕水平轴顺时针旋转，以 16° /s2角加速度加速，达最大速度120° /s后，立即以48° /s2的角加速度减速，停止后再以相同方式逆时针旋转，每旋转周期时间均为10s，如此反复。此方法以猫为实验对象，在前后及重力方向上产生变加速刺激，但加速度不易调节及控制，缺少左右方向的加速度刺激。综上，现有晕船装置主要的缺陷在于加速度变化方向单一，不容易调节及控制，且实验动物种类有局限性。
发明内容本实用新型的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种动物用晕船模拟装置， 通过转速和多维度的调节及控制，给晕动症的研究提供实验基础。为了达到本实用新型的目的，本实用新型提出了一种动物用晕船模拟装置，包括动物箱，支撑所述动物箱使其悬空的支撑篮，在底座上以中心对称设置两支撑杆的主支架， 可编程逻辑控制器，变频器，三相异步电动机和涡轮减速机，所述三相异步电动机和涡轮减速机位于所述支撑杆与所述主支架底座连接的部位，所述可编程逻辑控制器与所述变频器相连，所述变频器与所述三相异步电动机相连，所述三相异步电动机与所述涡轮减速机相连，还包括主旋转轴，所述主旋转轴两端分别固定在所述两支撑杆顶部；旋转支架，所述旋转支架中心贯穿所述主旋转轴，所述旋转支架的第一末端可旋转地连接到所述支撑篮上；无级变速电机，所述无级变速电机固定于所述支撑篮底部，并通过一联动杆与所述动物箱连接。进一步优选地，所述旋转支架的第二末端可旋转地连接所述支撑篮。进一步优选地，所述主支架底座为矩形。进一步优选地，所述支撑杆分别位于所述主支架相对的两个侧边的中心。进一步优选地，所述主支架还包括在其底座的四角与所述支撑杆固定连接的加固杆。进一步优选地，所述旋转支架为菱形。本实用新型的优点在于采用了可编程逻辑控制器控制变频器输出频率，从而使电机转速发生改变，达到了转速可调，实现了前后、左右及重力方向三个维度的加速度刺激， 模拟了舰船在海上运动规律，能明显诱发大鼠的晕船反应如异嗜癖、排便反应等；同时还可根据动物种类及大小，调整转速及刺激时间，选择不同刺激方式，从而克服了单一刺激模式对实验动物种类的限制，可用于猫、狗及啮齿类的晕船模拟实验。
通过
以下结合附图对其示例性实施例进行的描述，本实用新型上述特征和优点将会变得更加清楚和容易理解。图1为本实用新型动物用晕船模拟装置的结构示意图；图2为图1所示动物用晕船模拟装置的俯视图；图3为本实用新型支撑篮内结构示意图；图4为本实用新型动物用晕船模拟装置的控制面板。附图标号说明1-主支架，2-旋转支架，3-主旋转轴，4-动物箱，5-无级变速电机，6-支撑篮，7-三相异步电动机，8-联动杆，9-加固杆，10-支撑杆，11-停止开关，12-方式一选择开关，13-方式二选择开关，14-方式三选择开关，15-方式四选择开关。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。如图1至图3所示动物用晕船模拟装置结构示意图所示，该装置包括动物箱4，支撑所述动物箱4使其悬空的支撑篮6，在底座上以中心对称设置两支撑杆10的主支架1，可编程逻辑控制器，变频器，三相异步电动机7和涡轮减速机，三相异步电动机7和涡轮减速机位于支撑杆10与主支架1底座连接的部位，可编程逻辑控制与变频器等相连，变频器与三相异步电动机7相连，三相异步电动机7与涡轮减速机相连，该动物用晕船模拟装置还包括主旋转轴3，该主旋转轴3两端分别固定在两支撑杆10顶部；旋转支架2，该旋转支架2 中心贯穿主旋转轴3，旋转支架2的一个末端可旋转地连接支撑篮6 ；无级变速电机5，该无级变速电机5固定于支撑篮4底部，并通过一联动杆8与动物箱4连接。作为本实用新型的一种优选的实施方式，主支架1的底座为矩形，支撑杆10分别位于主支架1底座相对的两个侧边的中心，底座的四个角分别与支撑杆10固定连接加固杆 9，如图1所示，这样可以使主支架在动物箱进行三维运动时保持稳定。旋转支架2的另一末端固定与另一末端的动物箱等重的配重，也可以可旋转地连接一个同样的带有动物箱4 的支撑篮6.优选的，旋转支架2为菱形以使旋转支架的各个组成杆之间更加稳定。当装置运转时，方式选择按钮确定某一工作方式输入至可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器输出该工作方式所需频率到变频器，变频器控制三相异步电动机7转速，三相异步电动机7经涡轮减速机减速后带动旋转支架2按该工作方式旋转，产生垂直于主旋转轴3的二维运动，无级变速电机5输出带动动物箱4沿平行于主旋转轴3的方向进行第三维运动。图3所示为动物用晕船模拟装置的控制面板，其中控制开关共有五个，即停止开关11，方式一选择开关12，方式二选择开关13，方式三选择开关14，方式四选择开关15，方式一至方式四分别对应四种工作模式，控制装置的旋转速率和加速度。将大、小鼠无束缚地放入旋转刺激器的有机玻璃笼内，关好笼盖，确保在旋转范围内无障碍物影响装置旋转运动，接通电源，按下相应的方式选择开关，装置将按照预定的方式绕垂直轴顺时针或逆时针旋转，旋转及加速方式如下方式1:以16° /s2角加速度加速，至VmaX120° /s，立即以48° /s2减速至0，反复此过程；方式2:以16° /s2角加速度加速，至VmaX120° /s，持续30s，以48° /s2减速至 0，静止30s，反复此过程；方式3:顺时针以16° /s2角加速度加速，至Vmax 120° /s，立即以48° /s2减速至0，逆时针以16° /s2角加速度加速，至VmaX120° /s，立即以48° /s2减速至0，反复此过程；方式4:顺时针以16° /s2角加速度加速，至VmaX120° /s，持续30s，以48° /s2减速至0，静止30s，逆时针以16° /s2角加速度加速，至VmaX120° /s，立即以48° /s2减速至0，静止30s，反复此过程；根据使用需要可多变频器参数进行设置，设置方法如下(1)加速时间的设置加速时间影响由静到动的运动角加速度，设置方法为在变频器上按上或下键，选择“ACC”，按“FUNC”键，“SET”灯亮，按上或下键，改变设定值，值越大加速时间越长，即加速度越小。设定结束，按“FUNC”键确认。(2)减速时间的设置减速时间影响由动到静的运动角加速度，设置方法为在变频器上按上或下键，选择“DEC”，按“FUNC”键，“SET”灯亮，按上或下键，改变设定值，值越大减速时间越长，即加速度越小。设定结束，按“FUNC”键确认。(3)最大旋转速度的设置最大旋转速度影响装置最终的运动角速度，设置方法为在变频器上按上或下键， 选择“FU1，，，按“FUNC”键，“SET”灯亮，按上或下键，选择“20” (最大频率)，按“FUNC”键， 按上或下键，改变设定值，50为最大值，值越大速度越大。设定结束，按“FUNC”键确认。按向下键，选择“re”返回。如上设置“FU1-21”(基本频率)，请将该参数设置成与如上“FU1-20”相同的值。如上两者设置完毕返回后，按上或下键，返回到频率数值界面，按“FUNC”键，按上或下键，改变设定值，50为最大值，值越大速度越大。
权利要求1.一种动物用晕船模拟装置，包括动物箱，支撑所述动物箱使其悬空的支撑篮，在底座上以中心对称设置两支撑杆的主支架，可编程逻辑控制器，变频器，三相异步电动机和涡轮减速机，所述三相异步电动机和涡轮减速机位于所述支撑杆与所述主支架底座连接的部位，所述可编程逻辑控制器与所述变频器相连，所述变频器与所述三相异步电动机相连，所述三相异步电动机与所述涡轮减速机相连，其特征在于，还包括主旋转轴，所述主旋转轴两端分别固定在所述两支撑杆顶部；旋转支架，所述旋转支架中心贯穿所述主旋转轴，所述旋转支架的第一末端可旋转地连接到所述支撑篮上；无级变速电机，所述无级变速电机固定于所述支撑篮底部，并通过一联动杆与所述动物箱连接。
2.根据权利要求1所述动物晕船模拟装置，其特征在于，所述旋转支架的第二末端可旋转地连接所述支撑篮。
3.根据权利要求1所述动物晕船模拟装置，其特征在于，所述主支架底座为矩形。
4.根据权利要求3所述动物晕船模拟装置，其特征在于，所述支撑杆分别位于所述主支架相对的两个侧边的中心。
5.根据权利要求3或4中所述动物晕船模拟装置，其特征在于，所述主支架还包括在其底座的四角与所述支撑杆固定连接的加固杆。
6.根据权利要求1所述动物晕船模拟装置，其特征在于，所述旋转支架为菱形。
专利摘要本实用新型公开了一种动物用晕船模拟装置，包括动物箱，支撑动物箱使其悬空的支撑篮，在底座上以中心对称设置两支撑杆的主支架，可编程逻辑控制器，变频器，三相异步电动机和涡轮减速机，还包括主旋转轴，主旋转轴两端分别固定在两支撑杆顶部；旋转支架，旋转支架中心贯穿主旋转轴，该旋转支架的第一末端可旋转地连接支撑篮；无级变速电机，无级变速电机固定于支撑篮底部，并通过一联动杆与动物箱连接。本实用新型实现了前后、左右及重力方向三个维度的加速度刺激，模拟了舰船在海上运动规律；同时还可根据动物种类及大小，调整转速及刺激时间，选择不同刺激方式，从而克服了单一刺激模式对实验动物种类的限制。
文档编号A01K15/02GK202143391SQ2011202319
公开日2012年2月15日 申请日期2011年7月4日 优先权日2011年7月4日
发明者张剑, 李敏, 王俊骎, 蔡懿灵 申请人:中国人民解放军第二军医大学