动物体力极限耐受实验方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种动物体力极限耐受试验方法及装置，其中动物体力极限耐受实验装置，包括：水槽，包括槽底和槽壁，所述槽底设有升降平台，所述升降平台包括承重台和位于所述承重台下方的升降机构，所述承重台的台面设有传感器，所述传感器用于感知触碰并记录传感器被触碰的时间，并在触碰时间满足时间预定值时发出触控信号；控制系统，在接收到所述传感器发出的触控信号后，用于控制所述升降机构升起，并带动承重台升起，并且，用于记录实验动物进入水槽至升降平台的台面升高至超出水面的时间。采用本发明的装置能够提高实验效率、提高实验精度并且避免游泳环境单一的缺点，以满足复杂条件下的实验需求。
【专利说明】动物体力极限耐受实验方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种动物运动实验方法及造模装置，尤其涉及动物体力极限耐受试验方法及装置。
【背景技术】
[0002]过度训练是指训练与恢复、运动与运动能力，应激与应激耐受的状态失衡，主要是由不合理、超生理负荷训练引起的，包括中枢神经系统和重要支撑器官病变的一种运动性疾病。
[0003]研究动物过度训练常用动物体力极限耐受实验装置。参考图1，现有技术中的动物体力极限耐受实验装置为不锈钢或玻璃钢制作的水槽1，该水槽的长度为lrn、宽度为lm，高为80cm。水槽I内具有一定深度的水，该水用于实验动物游泳，当实验动物被放入水中至体力不支沉入水底的过程中，予以人工计时来获取实验动物从放入水中至沉入水底的时间，以对进行过度训练后的实验动物进行体能筛选实验，将体能过好或体能过差的实验动物排除，从而减小离散度较大的个体数据对整体实验结果的影响。由于至少两只以上的实验动物在同一水槽中游泳，会互相搭扶，使得实验动物在水中至沉入水底的时间变长，从而影响实验的准确性，所以，现有技术中的动物体力极限耐受实验装置只能对一只实验动物进行实验。当需要多只实验动物进行实验时，也只能轮流进行，花费时间较长，因此，现有技术中的动物体力极限耐受实验装置的实验效率低下。另外，采用人工计时的方法会使实验结果存在主观偏差，因此，现有技术中的动物体力极限耐受实验装置的实验数据精度不高。采用人工计时的方法，实验整个过程都是人为操作，误差较大，不一定能够保证每次实验都成功，因此，得到一个实 用的数据的速度较慢，因此，从这方面将，也会影响实验效率。再者，现有技术中的动物体力极限耐受实验装置的游泳环境单一，无法满足复杂条件下的实验需求。
【发明内容】
[0004]本发明解决的问题是现有技术中的动物体力极限耐受实验装置的实验效率低下、实验数据精度不高、游泳环境单一，无法满足复杂条件下的实验需求。
[0005]为解决上述问题，本发明提供一种动物体力极限耐受实验装置，包括:
[0006]水槽，包括槽底和槽壁，所述槽底设有升降平台，所述升降平台包括承重台和位于所述承重台下方的升降机构，所述承重台的台面设有传感器，所述传感器用于感知触碰并记录传感器被触碰的时间，并在触碰时间满足时间预定值时发出触控信号；
[0007]控制系统，在接收到所述传感器发出的触控信号后，用于控制所述升降机构升起，并带动承重台升起，并且，用于记录实验动物进入水槽至承重台的台面升高至超出水面的时间。
[0008]可选的，所述传感器为多片，多片所述传感器呈矩阵排列，相邻两片传感器之间的距离小于等于第一距离预定值，与所述承重台台面边界最近的一列传感器、一行传感器和承重台台面边界之间的距离小于等于第二距离预定值；
[0009]每片所述传感器包括:传感单元、第一计时单元和信号收发单元；
[0010]所述传感单元用于感知触碰，并发出触碰信号；
[0011]所述第一计时单元，用于接收所述触碰信号并记录传感单元被触碰的时间；
[0012]信号收发单元，在接收到满足时间预定值的触碰时间时，发出触控信号。
[0013]可选的，所述传感器为一片，所述传感器的边界与所述承重台台面边界小于等于
第二距离预定值；
[0014]所述传感器包括:传感单元、计算单元、第一计时单元和信号收发单元；
[0015]所述传感单元用于感知触碰，并发出触碰信号；
[0016]所述计算单元用于计算所述传感器被触碰的面积，并且在传感器的被触碰面积满足面积预定值时发出触碰面积信号；
[0017]所述第一计时单元，用于接收所述触碰面积信号并记录传感单元被触碰的时间；
[0018]信号收发单元，在接收到满足时间预定值的触碰时间以及触碰面积信号时，发出触控信号。
[0019]可选的，所述控制系统包括:
[0020]电机，与所述升降机构相连；
[0021]处理单元，与所述电机电连接，在接收到所述触控信号时，控制所述电机的开启和输出功率值；
[0022]第二计时单元，在接收到实验启动信号时，开始计时；在接收到实验结束信号时，结束计时。
[0023]可选的，所述实验装置还包括:
[0024]水泵组，通过进水管路与所述水槽的进水口连接，通过出水管路与所述水槽的出水口连接；
[0025]所述控制系统还用于控制所述水泵组中各个水泵的开启、关闭和输出功率值或者人为手动控制所述水泵组中各个水泵的开启、关闭和输出功率值。
[0026]可选的，所述承重台台面周围与所述槽底周围之间的水平距离小于等于3cm。
[0027]可选的，所述槽底设有分割所述槽底的隔板，所述隔板将所述水槽分割成若干空间，所述若干空间相互连通，所述承重台台面具有间隙，所述隔板穿过所述间隙。
[0028]可选的，所述水槽的进水口两侧和出水口两侧设有滤网。
[0029]可选的，所述实验装置还包括加热装置，所述加热装置设置于所述水槽外侧，所述控制系统还用于控制所述加热装置的开启、关闭和输出功率值，或者，人为手动控制所述加热装置的开启、关闭和输出功率值。
[0030]本发明还提供一种动物体力极限耐受实验方法，包括:
[0031]提供上述的动物体力极限耐受实验装置；
[0032]将动物放入所述装置的水槽中，同时启动所述装置的计时功能，开始计时；
[0033]所述动物沉至所述装置的承重台后，承重台被升起至高于水面时，所述计时结束。
[0034]与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点:
[0035]采用本发明的动物体力极限耐受实验装置，当实验动物体力不支下沉至位于槽底的升降平台时，身体会与升降平台中的承重台台面的传感器接触，传感器感知到实验动物的触碰后，记录传感器被触碰的时间，并在触碰时间满足时间预定值时发出触控信号，也就是说，当实验动物接触传感器的时间至预定时间后，说明实验动物已经力竭，传感器会向控制系统发出触控信号。控制系统在接收到传感器发出的触控信号后，控制升降平台中的升降机构升高，并带动承重台升高至超出水面，实验结束。控制系统记录了实验动物进入水槽至升降平台升高至超出水面的时间。避免了人工计时的主观偏差，因此，本技术方案的动物体力极限耐受实验装置的实验数据精度高。而且，采用本技术方案的装置避免了人工操作的误差，能够保证每次实验都成功的几率较大，因此能够很快的得到准确的实验数据从而提闻实验效率；同时，本技术方案的实验装置的实验数据精度闻，可以减小不应有的人为误操作而带来的实验损失，从这方面讲，可以降低实验成本。
[0036]采用控制系统对水泵组进行控制,可以控制水槽的入水速度、出水和水流速度,还可以人为制造波浪。因此，本实施例的动物体力极限耐受实验装置避免了现有技术中游泳环境单一的缺点，能够更好的模拟多种海面、海中和海底环境，因此能够满足复杂条件下的实验需求，并且得到的实验数据真实度高。
[0037]在槽底设有分隔所述槽底的隔板，所述隔板将水槽分割成若干空间，所述若干空间相互连通，实验动物可以在所述若干空间内进行单方向游泳，不能在水中打转。因此，在不需要重新制作水槽的前提下，将本技术方案的水槽改成不同的水路，为实验动物提供不同的实验环境，不仅避免了现有技术中游泳环境单一的缺点，还节省了实验成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]图1是现有技术中的动物体力极限耐受实验装置的立体结构示意图；
[0039]图2是本发明具体实施例中的动物体力极限耐受实验装置的俯视示意图；
[0040]图3是图2中的水槽中的升降平台没有升高的立体结构示意图；
[0041]图4是图2中的水槽中的升降平台升高的立体结构示意图。
【具体实施方式】
[0042]为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
[0043]参考图2、图3和图4，本实施例的动物体力极限耐受实验装置2包括:
[0044]水槽21，包括槽底和槽壁，所述槽底设有升降平台218，所述升降平台218包括承重台219和位于所述承重台219下方的升降机构220，所述升降平台218的承重台219台面设有传感器(图中未示出)，所述传感器用于感知触碰并记录传感器被触碰的时间，并在触碰时间满足时间预定值时发出触控信号；
[0045]控制系统51，在接收到所述传感器发出的触控信号后，用于控制所述升降平台中的承重台台面升起，并且，用于记录实验动物进入水槽至承重台的台面升高至超出水面的时间。
[0046]采用本发明的动物体力极限耐受实验装置2，当实验动物体力不支下沉至位于槽底的升降平台时，身体会与升降平台中的承重台台面的传感器接触，传感器感知到实验动物的触碰后，记录传感器被触碰的时间，并在触碰时间满足时间预定值时发出触控信号，也就是说，当实验动物接触传感器的时间至预定时间后，说明实验动物已经力竭，传感器会向控制系统发出触控信号。控制系统在接收到传感器发出的触控信号后，控制升降平台218中的升降机构220升高，并带动承重台219升高至超出水面，实验结束。控制系统记录了实验动物进入水槽至升降平台升高至超出水面的时间。避免了人工计时的主观偏差，因此，本技术方案的动物体力极限耐受实验装置的实验数据精度高。而且，采用本技术方案的装置避免了人工操作的误差，能够保证每次实验都成功的几率较大，因此能够很快的得到准确的实验数据从而提闻实验效率；同时，本技术方案的实验装置的实验数据精度闻，可以减小不应有的人为误操作而带来的实验损失，从这方面讲，可以降低实验成本。
[0047]具体如下，请继续参考图2、图3和图4，本实施例中的实验动物为实验老鼠。
[0048]水槽21，本实施例为长方体，其他实施例中也可以为正方体、圆柱体或椭圆柱体。本实施例中，水槽21的长边为45~55cm、宽边为25~35cm、高为55~65cm。因此，本实施例的水槽相对于现有技术中的水槽体积小，可以实现水槽的堆叠，从而可以在有限的空间内放置更多的动物体力极限耐受实验装置，水槽21的体积应在上述范围内，水槽的体积如果太小，实验动物游泳时伸展不开，达不到实验动物在自由状态下进行游泳的目的，从而影响实验动物的行为，使得实验结果不准确；水槽21的体积如果太大，不能够实现水槽的堆叠。
[0049]水槽21包括槽底和垂直于槽底的槽壁。槽底设有升降平台218，升降平台218包括承重台219和位于承重台下方的升降机构220。升降机构220与承重台219相连。升降机构的作用为:实现承重台219的升降运动，而且在升降运动过程中，防止力竭的实验动物从承重台219台面掉落，例如，可以使承重台219在升降的过程中保持水平。参考图4，本实施例中，升降机构220为弹 性支撑件，当弹性支撑件被压缩时，承重台219降落；当弹性支撑件释放被压缩力回复时，承重台219升起。本实施例中，各弹性支撑件的高度相等且被压缩时行程变化一致，从而使承重台219在升降的过程中保持水平。其他实施例中，弹性支撑件的高度也可以不等、被压缩时行程变化也可以不一致，实验条件需要时，承重台台面在升降的过程中，该台面与水平线具有可调节的角度。其他实施例中，升降机构可以为能让承重台升起或降落的其他机构。本实施例中，升降平台218嵌入槽底，在承重台219没有升起时，承重台台面与所述槽底上表面相平。其他实施例中，承重台没有升起时，承重台台面可以略高于或略低于槽底，只要不妨碍实验动物的游泳，也属于本发明的保护范围。
[0050]本实施例中，承重台219台面为水平面，四周无侧壁等突出结构，防止所述突出结构成为实验动物在游泳过程中的搭扶对象。
[0051]承重台219台面的面积可以略小于槽底的底面积。本实施例中，承重台台面整体的边界与槽底边界的水平距离小于等于3cm。之所以承重台台面的边界与槽底边界的水平距离小于等于3cm，是因为，实验动物包括实验大鼠、实验中鼠和实验小鼠。即使是实验小鼠，身长也会大于6cm。当承重台219升起的时候，可以确保实验动物的大半部分身体在承重台台面上，防止实验动物掉落。本实施例中，承重台台面面积等于槽底的底面积。
[0052]承重台台面设有传感器。传感器用于感知实验动物的触碰，并记录传感器被触碰的时间，在触碰时间满足时间预定值时发出触控信号，此时说明实验动物已经处于力竭状态。
[0053]所述传感器的类型为压力传感器或红外线传感器，例如，为压力传感器。
[0054]需要说明的是，所述时间预定值可以根据实验动物的大小来人为设定。经过研究和创造性的劳动，本实施例中，时间预定值为5s~40s。如果时间预定值设置的时间太长，实验动物死亡几率很大，增加实验成本。如果时间预定值设置的时间太短，实验动物并没有处于力竭状态。需要说明的是，考虑到实验动物适应能力，实验动物耐受时间可能会随实验训练次数的增多而逐步延长。
[0055]承重台台面的传感器可以为一整片或是多片。本实施例中，传感器为多片。传感器以矩阵的方式嵌入承重台台面。相邻两片传感器之间的距离小于等于第一距离预定值，与所述承重台台面边界最近的一列传感器、一行传感器和承重台台面边界之间的距离小于等于第二距离预定值。每片所述传感器包括:传感单元、第一计时单元和信号收发单元。所述传感单元用于感知触碰，并发出触碰信号；所述第一计时单元，用于接收所述触碰信号并记录传感单元被触碰的时间；信号收发单元，在接收到满足时间预定值的触碰时间时，发出触控信号。[0056]本实施例中，具体为:每片传感器为正方形，每片传感器的大小为IcmX Icm~2cmX2cm(包括端点)，相邻的两片传感器之间的间距，即，第一距离预定值为3mm~6mm(包括端点)，与承重台台面边界最近的一列传感器、一行传感器和承重台台面边界之间的距离小于等于3cm，因此，第二距离预定值为3cm。相邻的两片传感器之间的距离、传感器与台面边界之间的距离之所以这样设定，原因如下:当实验动物力竭时，是以躺的方式沉入升降平台的。实验动物，即使是小鼠，身长也会大于6cm，因此，实验动物沉入承重台台面后至少会接触两个传感器。因此，本实施例中，设定至少两片所述传感器被触碰时，就可以开始记录传感器被触碰的时间，并在触碰时间满足预定时间时，发出触控信号。实验动物只接触一片所述传感器时，即只有一片所述传感器被触碰时，无法开始记录传感器被触碰的时间的，以防后续获得的实验时间并不是实验动物在水中沉入水底的时间。原因如下:当实验动物只接触一片传感器时，说明实验动物并不是以躺的方式沉入承重台台面的，而是以立的方式沉入承重台台面，以立的方式沉入承重台台面的实验动物并没有力竭。
[0057]其他实施例中，所述每片传感器的形状也可以长方形、圆形、规则多边形，第一距离预定值、第二距离预定值可以根据每片传感器的形状、大小进行调整，也属于本发明保护的范围之内。
[0058]其他实施例中，传感器也可以为一片，为长方形。这片传感器整体嵌入承重台台面并且该片传感器的边界与所述承重台台面小于等于3cm。这时传感器还包括计算单元，用于计算传感器的被实验动物触碰的面积，并在传感器的被触碰面积满足面积预定值时发出触碰面积信号。面积预定值为4cmX4cm。当实验动物触碰传感器的面积大于4cmX4cm时，说明实验动物是以躺的方式与传感器接触，计算单元发出触碰面积信号至第一计时单元，第一计时单元接收所述触碰面积信号并记录传感单元被触碰的时间，当信号收发单元接收到达到时间预定值的触碰时间以及触碰面积信号时，说明此时的实验动物已经处于力竭状态，信号收发单元会发出触控信号。当实验动物触碰传感器的面积小于4cmX4cm时，此时实验动物不是躺的方式接触传感器，因此，该实验动物并不是处于力竭状态，计算单元不会发出触碰面积信号至第一计时单元，从而使得传感器无法发出触控信号。需要说明的是，之所以把面积预定值设置在4cmX4cm以上，是因为，此时的实验动物即使是实验小鼠也会以躺的状态与传感器接触。
[0059]本实施例中，在槽底设有分隔所述槽底的隔板，所述设置可以为固定连接或可拆卸连接。所述隔板217垂直于槽底并且隔板的长边与水槽的长边平行。隔板217与水槽长边的距离、与水槽宽边的距离可以实现实验动物只能单方向围绕隔板游动的环形水路，实验动物不能在水中打转。其中，该方向为以隔板217为中心进行顺时针游动或逆时针游动。如果隔板长边与水槽的长边不平行，隔板217与水槽长边的距离、与水槽宽边的距离不相等，这样，实验动物在隔板长边两侧的环形水路的环境就会不相同，从而不会促使实验动物只能向单方向游泳，例如会在水中打转等。当然在其他实施例中，隔板平面与槽底平面之间具有大于等于75度的角度，也属于本发明的保护范围之内。如果隔板平面与槽底平面之间的角度小于75度，实验动物在隔板两侧游泳的环形水路的环境不一样，对实验动物的行为造成影响，使得实验结果不够准确。本实施例中，升降平台的承重台台面的各传感器之间具有空隙，隔板217穿过所述空隙设置在槽底上。隔板的设置并不会影响升降平台的承重台台面升高或降低。因此，在不需要重新制作水槽的前提下，将本实施例的水槽改成环形水路，在避免了现有技术中游泳环境单一的缺点的情况下，还节省了实验成本。[0060]其他实施例中，在槽底设置的隔板将所述水槽分割成若干空间，所述若干空间相互连通，只要能够实现实验动物进行单方向游泳都属于本发明的保护范围。
[0061]本实施例中,槽壁分为外槽壁211和内槽壁212。内槽壁212透明。内槽壁和外槽壁之间的位置处可放置不同颜色的挡板，不同颜色的挡板可以在实验过程中实现对实验动物的刺激，实验动物根据不同的挡板颜色会做出不同的反应。因此，本发明的实验装置可以对实验动物进行适度刺激，从而丰富了实验内容。其他实施例中，槽壁也可以不分为外槽壁和内槽壁，在外槽壁和内槽壁之间也可以不设置挡板，也属于本发明的保护范围。
[0062]本实施例中，水槽宽度方向相对的槽壁分别设有进水口和出水口。进水口和出水口的位置可以互换。水槽外的水(自来水管中的水或者水槽中的水)通过进水口流入水槽；水槽内的水再通过出水口流出至水槽外。本实施例中，参考图3，具体为:进水口分为内槽壁进水口 215’’、外槽壁进水口 215’ ；出水口分为内槽壁出水口 216’’和外槽壁的出水口216，。
[0063]参考图2，本实施例中的动物体力极限耐受实验装置还包括水泵组31，水泵组31分为两个水泵。其中一个水泵与出水口通过出水管道216连接，另一水泵与进水口通过进水管道215连接。当然，其他实施例中，出水管道216与进水管道215可以对调。水泵组31的作用为:控制入水速度和出水速度，进而控制水槽内的水流速度。具体为:通过调节水泵的动力，从而调节入水速度和出水速度，进而调节水槽中的水流速度。如果水泵的动力足够大，使得水流速度足够大，还可以在水槽的水面制作波浪。若想制作大波浪，可以在水槽底部安装可拆卸叶片，通过叶片的摆动的频率来调节波浪的大小。
[0064]需要说明的是，为了给予实验动物足够的负荷，本实验需要实验动物逆流进行游泳。如果实验动物正在顺流游泳的前提下，可以将出水口与进水口进行对调来实现水槽中的水流方向改变，以使实验动物进行逆流游泳。
[0065]因此，本实施例的动物体力极限耐受实验装置能够更加逼真的模拟多种海面、海中和海底环境，避免现有技术中的实验环境单一的缺点。
[0066]本实施例中，继续参考图3，在内槽壁进水口 215’’两侧安装滤网。滤网可以对内槽壁进水口 215’ ’的水流施加平均阻力，能够使进入水槽的水流均匀，避免实验动物有水流打击身体的感觉，尽量使实验动物在自由状态的情况下游泳。本实施例中，滤网面积大于等于内槽壁进水口 215’’在水槽宽边方向的截面积。如果滤网面积太小，无法起到使内槽壁进水口的水流均匀的作用。但是滤网面积如果太大，例如等于水槽宽边方向的内槽壁面积，则需要水泵组31提供足够大的动力，才能使内槽壁进水口的水流均匀。本实施例中滤网面积比内槽壁进水口 215’’在水槽宽边方向的截面积大5倍，这样既可以在上述体积范围水槽的进水口处的水流均匀，又可以节省水泵组的动能。
[0067]其他实施例中，在内槽壁出水口的两侧也可以设置滤网，以满足出水口与进水口相互对调的需求。
[0068]其他实施例中，动物体力极限耐受实验装置也可以不设置水泵组，也能实施本发明。
[0069]本实施例中的动物体力极限耐受实验装置还包括控制系统51。控制系统51在接收到所述传感器发出的触控信号后，用于控制所述升降平台的承重台的升起，并且，用于记录实验动物进入水槽至承重台的台面升高至超出水面的时间。还用于控制所述水泵组中各个水泵的开启、关闭和输出功率值。控制系统51设置在槽壁外侧，具体为:设置在水槽宽边槽壁外侧。其他实施例中，控制系统也可以设置在水槽上方、下方都属于本发明的保护范围。
[0070]控制系统包括电机511、处理单元512和第二计时单元513。
[0071]电机511，与所述升降平台218的升降机构220相连。[0072]处理单元512，与电机511电连接，在接收到传感器发出的触控信号时，控制电机511开启输出功率值。这时升降平台218的承重台台面可以上升。
[0073]本实施例中，控制系统还可以包括第二计时单元513，在接收到实验启动信号时，开始计时；在接收到实验结束信号时，结束计时。
[0074]本实施例中，当实验动物进入水槽时，直接人为手动控制发出实验启动信号。其他实施例中，控制系统还可以包括启动单元，当实验动物进入水槽时，启动单元发出实验启动信号。
[0075]本实施例中，当升降平台的承重台台面升高至超出水面并停止时发出实验结束信号。其他实施例中，可以直接人为手动控制发出实验结束信号。
[0076]本实施例中，第二计时单元可以直接接受实验启动信号和实验结束信号进行计时。
[0077]其他实施例中，处理单元还可以接受实验启动信号和实验结束信号中的一种或两种。在收到实验启动信号时，发出计时开始信号；在收到实验结束信号时，发出计时结束信号。第二计时单元接收来自处理单元发出的计时开始信号时，开始计时；在接收到来自处理单元发出的计时结束信号时，结束计时。
[0078]因此，第二计时单元513可以通过四种方式进行计时:
[0079](I)在接收到实验启动信号时，开始计时；在接收到实验结束信号时，结束计时。
(2)在接收到实验启动信号时，开始计时；在接收到计时结束信号时，结束计时。(3)在接收到计时开始信号时，开始计时；在接收到实验结束信号时，结束计时。(4)在接收到计时开始信号时，开始计时；在接收到计时结束信号时，结束计时。
[0080]本实施例中，控制系统的处理单元512还与水泵组31电连接，用于控制所述水泵组31中各个水泵的开启、关闭和输出功率值。水泵开启时，能够加快入水速度。当然，在其他实施例中，还可以人为手动控制水泵组31中各个水泵的开启、关闭和输出功率值。例如，实验人员直接将水泵组中的每个水泵的开关打开等。
[0081]本实施例中，动物体力极限耐受实验装置还包括加热装置41，所述加热装置与水槽壁贴合，并且在水面以下。其他实施例中，也可以设置在水槽的外侧，例如水槽的周边。加热装置41在本实施例中的主要应用是，让实验动物游泳环境处于恒定的特定温度，排除温度变化因素对实验结果的影响。所述特定温度为12°C~48°C。例如，具体可以为实验动物的适宜温度(大于等于39°C且小于等于43°C)。例如，具体可以为我国沿海海面的温度变化范围(大于等于irC且小于等于29°C)。再例如，具体还可以为44°C~48°C (包括端点)，此时，实验动物是在耐热极限下进行游泳实验的。
[0082]本实施例中，加热装置为电加热丝，占用空间较小，利于整个动物体力极限耐受实验装置的缩小化。
[0083]需要说明的是，通过人工制冷的手段，利用本发明所述的动物体力极限耐受实验装置2还可以对实验动物进行耐冷极限下游泳实验。所述耐冷极限的温度为4°C。其中，人工制冷的手段可以为:将提前制冷至4°C的水直接流入水槽中或者在内槽壁和外槽壁之间设置冰块等。但是，本发明所述的动物体力极限耐受实验装置并不采用压缩机的方式来制冷，因为压缩机的体积太大，不利于本发明装置的缩小化。
[0084]实验人员人为设定一个加热温度后，所述控制系统还用于自动控制所述加热装置的开启、关闭和输出功率值，从而实现加热装置的自动开启、自动关闭和自动输入功率值。实验人员还可以实现加热装置的手动开启、手动关闭和手动输出功率值。例如，实验人员可以直接将加热装置的开关手动打开等。
[0085]其他实施例中，动物体力极限耐受实验装置也可以不设置加热装置，通过对流入动物体力极限耐受实验装置的水提前进行加热，使流入水槽的水的水温在实验动物的体温左右，或者，使得水温达到耐热极限的温度。
[0086]其他实施例中 ，不对动物体力极限耐受实验装置进行人工制冷也属于本发明的保护范围之内。
[0087]本实施例中，控制系统还包括显示和操作面板514，与处理单元512相连。分为显示面板和操作面板。操作面板上还设置有电机的操作按钮组、水泵的操作按钮组、加热装置的操作按钮组、计时操作按钮组等。显示面板可以显示水泵的动力、入水速度、出水速度、水槽内水流速度、试验动物入水至下沉在升降平台的时间，水温等参数。显示和操作面板514、电机511、水泵组31、加热装置41分别具有统一的数据接口，处理单元512也具有数据接口，分别与显示和操作面板514、电机511、水泵组31、加热装置41的数据接口对应连接，并实现显示和操作面板514、电机511、水泵组31、加热装置41与处理单元512之间的信号、数据传输。
[0088]本实施例的控制系统具体可以控制以下操作:
[0089](I)实验人员可以在操作面板上操作水泵的操作按钮组来控制水泵的自动开启和自动关闭和自动输出功率值，从而调节水进入水槽的入水速度、出水速度、水槽内的水流速度。
[0090](2)当实验动物进入水槽时，控制系统开始计时。当实验动物下沉至升降平台并接触传感器时，当接触所述传感器的时间达到时间预定值时，传感器被触发向处理单元512发出触控信号，处理单元512接收到传感器发出的触控信号后，控制所述电机511的开启和输出功率值，以将升降平台218的承重台台面升高至超出水面。升降平台218的承重台台面升高至超出水面停止时，控制系统计时结束。当实验动物从承重台的台面被移走后，实验人员可以操作电机的操作按钮组，实现控制电机的自动关闭，以使升降平台降落。
[0091](3)当显示面板上的水温低于设定温度时，实验人员开启操作面板上的加热装置的操作按钮组，向处理单元512发出升温信号，处理单元512发出升温信号至加热装置41，加热装置41接收到升温信号后，自动开启加热装置，对水槽中的水进行加热，当水温到达设定温度后，实验人员关闭操作面板上的加热装置的操作按钮组，向处理单元512发出关闭信号，处理单元512发出关闭信号至加热装置41，实现加热装置41的自动关闭。
[0092]本实施例中，当对一个实验动物进行实验时，采用一个上述动物体力极限耐受实验装置2单独进行实验。
[0093]当对多个实验动物同时实验时，本实施例中的动物体力极限耐受实验装置2体积比较小，可以进行堆叠，以节省放置空间。堆叠的水槽之间需要设置预定距离，该预定距离可以实现实验动物在水槽中的放入和取出。当对多个动物体力极限耐受实验装置进行堆叠时，采用一个总的控制系统同时控制各个动物体力极限耐受实验装置的水槽、水泵组和加热装置等设备。需要再次说明的是，本实施例的动物体力极限耐受实验装置2体积小，对动物体力极限耐受实验装置2可以根据空间的大小和形状可以进行自由组合的方式进行堆叠。既可以提高实验效率，又可以节省放置空间，而且多个动物体力极限耐受实验装置2采用同一控制系统，满足大批次动物实验的需求。
[0094]综上所述 ，采用本发明的动物体力极限耐受实验装置2具有以下优点:
[0095](I)本实施例的水槽的体积减小很多，在水槽槽壁外的控制系统占用体积也比较小。本实施例中动物体力极限耐受实验装置2可以进行堆叠，根据放置空间进行自由组合，可以在有限的空间内设置更多的动物体力极限耐受实验装置2，而且，通过同一个控制系统对堆叠的水槽进行控制，可以满足大批次动物实验需求。
[0096](2)采用控制系统对水泵组进行控制，可以控制水槽的入水速度、出水和水流速度，还可以人为制造波浪。因此，本实施例的动物体力极限耐受实验装置2避免了现有技术中游泳环境单一的缺点，能够更好的模拟多种海面、海中和海底环境，因此能够满足复杂条件下的实验需求，并且得到的实验数据真实度高。
[0097](3)当实验动物进入水槽时，控制系统计时开始。在水槽底部设置升降平台、在升降平台的承重台台面上设置传感器。传感器与控制系统进行紧密配合，当实验动物沉入升降平台承重台台面并达到时间预定值后，升降平台的承重台可以自动升高至露出水面，此时，控制系统计时结束。当实验动物从升高的升降平台的承重台台面被移走后，控制系统可以实现升降平台的承重台的自动降落。相对于现有技术，采用本实施例的装置得到的实验数据(例如，实验动物从入水至沉入水底的时间)精度高。
[0098](4)在槽底设有分隔所述槽底的隔板，所述隔板将水槽分割成若干空间，所述若干空间相互连通，实验动物可以在所述若干空间内进行单方向游泳，不能在水中打转。因此，在不需要重新制作水槽的前提下，将本实施例的水槽改成不同的水路，以为实验动物提供不同的实验环境，在避免了现有技术中游泳环境单一的缺点的情况下，还节省了实验成本。
[0099](5)控制系统的设置，使得实验过程自动化，大大提高了实验效率，而且消除了人工计时的偏差，使得实验结果精度也大幅度提高。
[0100]本发明中，进行动物体力极限耐受实验方法如下:。
[0101]执行第一步骤:按照实验批次需要，实验场地大小对本实施例的动物体力极限耐受实验装置2进行组装，本实施例中的组装包括隔板的组装。
[0102]执行第二步骤:将进水口管路与水泵、进水口进行连接，将出水口管路与水泵、出水口进行连接。
[0103]执行第三步骤:经控制系统设定好水深，水流速度和波浪的大小。
[0104]执行第四步骤:在水槽中放入实验动物，放入实验动物的同时启动操作面板上的计时按钮。
[0105]执行第五步骤:等实验动物力竭沉至升降平台的承重台台面并达到时间预定值后，升降平台的承重台台面被升起至高于水面时，计时自动结束，移走力竭的实验动物，升降平台降落至原状态。
[0106]虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
【权利要求】
1.一种动物体力极限耐受实验装置，其特征在于，包括: 水槽，包括槽底和槽壁，所述槽底设有升降平台，所述升降平台包括承重台和位于所述承重台下方的升降机构，所述承重台的台面设有传感器，所述传感器用于感知触碰并记录传感器被触碰的时间，并在触碰时间满足时间预定值时发出触控信号； 控制系统，在接收到所述传感器发出的触控信号后，用于控制所述升降机构升起，并带动承重台升起，并且，用于记录实验动物进入水槽至承重台的台面升高至超出水面的时间。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器为多片，多片所述传感器呈矩阵排列，相邻两片传感器之间的距离小于等于第一距离预定值，与所述承重台台面边界最近的一列传感器、一行传感器和承重台台面边界之间的距离小于等于第二距离预定值； 每片所述传感器包括:传感单元、第一计时单元和信号收发单元； 所述传感单元用于感知触碰，并发出触碰信号； 所述第一计时单元，用于接收所述触碰信号并记录传感单元被触碰的时间； 信号收发单元，在接收到满足时间预定值的触碰时间时，发出触控信号。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传感器为一片，所述传感器的边界与所述承重台台面边界小于等于第二距离预定值； 所述传感器包括:传感单元、计算单元、第一计时单元和信号收发单元； 所述传感单元用于感知触碰，并发出触碰信号； 所述计算单元用于 计算所述传感器被触碰的面积，并且在传感器的被触碰面积满足面积预定值时发出触碰面积信号； 所述第一计时单元，用于接收所述触碰面积信号并记录传感单元被触碰的时间； 信号收发单元，在接收到满足时间预定值的触碰时间以及触碰面积信号时，发出触控信号。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制系统包括: 电机，与所述升降机构相连； 处理单元，与所述电机电连接，在接收到所述触控信号时，控制所述电机的开启和输出功率值； 第二计时单元，在接收到实验启动信号时，开始计时；在接收到实验结束信号时，结束计时。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括: 水泵组，通过进水管路与所述水槽的进水口连接，通过出水管路与所述水槽的出水口连接； 所述控制系统还用于控制所述水泵组中各个水泵的开启、关闭和输出功率值或者人为手动控制所述水泵组中各个水泵的开启、关闭和输出功率值。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述承重台台面周围与所述槽底周围之间的水平距离小于等于3cm。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述槽底设有分割所述槽底的隔板，所述隔板将所述水槽分割成若干空间，所述若干空间相互连通，所述承重台台面具有间隙，所述隔板穿过所述间隙。
8.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述水槽的进水口两侧和出水口两侧设有滤网。
9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括加热装置，所述加热装置设置于所述水槽外侧，所述控制系统还用于控制所述加热装置的开启、关闭和输出功率值，或者，人为手动控制所述加热装置的开启、关闭和输出功率值。
10.一种动物体力极限耐受实验方法，其特征在于，包括: 提供如权利要求1~9任一项所述的动物体力极限耐受实验装置； 将动物放入所述装置的水槽中，同时启动所述装置的计时功能，开始计时； 所述动物沉至所述装置的承重台后，承重台被升起至高于水面时，所述计时结束。
【文档编号】A61D1/00GK103735332SQ201410023107
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17日
【发明者】刘晓波, 陈杰, 陈海庭, 许骥, 何佳, 陈锐勇, 陈新, 向导 申请人:中国人民解放军海军医学研究所