适用于高压环境下的动物体力极限耐受实验方法及装置制造方法
【专利摘要】一种适用于高压环境下的动物体力极限耐受实验方法及装置，其中，适用于高压环境下的动物体力极限耐受实验装置包括：水槽，包括槽底和槽壁，所述槽底设有升降装置，所述升降装置包括承重台、与所述承重台连接并位于承重台上方的提升支架，所述承重台台面设有传感器，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，用于提升所述提升支架，带动所述承重台升起，并且，用于记录实验动物进入水槽至所述承重台台面升高超出水面的时间。本发明的实验装置不仅符合高气压领域的操作及安全标准，而且采用本发明的装置可以提高实验效率和实验精度。
【专利说明】适用于高压环境下的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，尤其涉及适用于高压环境下的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]参考图1，现有技术中的动物体力极限耐受实验装置只适用于常压环境，具体为不锈钢或玻璃钢制作的水槽I，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。
【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只适用于常压环境，而且实验效率低下、实验数据精度不高。
[0005]为解决上述问题，本发明提供一种适用于高压环境的动物体力极限耐受实验装置，包括:
[0006]水槽，包括槽底和槽壁，所述槽底设有升降装置，所述升降装置包括承重台、与所述承重台连接并位于承重台上方的提升支架，所述承重台台面设有传感器，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，用于提升所述提升支架，带动所述承重台升起，并且，用于记录实验动物进入水槽至所述承重台台面升高超出水面的时间。
[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，所述第一距离预定值为大于等于3mm且小于等于6mm，所述第二距离预定值为3mm。
[0020]可选的，所述控制系统包括:
[0021]驱动器，与所述提升支架相连；
[0022]处理单元，与所述驱动器电连接，在接收到所述触控信号时，控制所述驱动器的开启和输出功率值；
[0023]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。
[0024]可选的，所述承重台台面边界与所述槽底边界之间的水平距离大于等于Icm小于等于2cm。
[0025]可选的，所述实验装置还适用于常压环境。
[0026]可选的，所述承重台包括台面、与所述台面相对的下表面、将台面与下表面连接的侧壁，所述承重台的侧壁与所述槽壁平行，承重台的侧壁与所述槽壁之间的距离为大于等于Imm且小于等于2mm。
[0027]可选的，所述承重台的侧壁高于所述台面20~40mm。
[0028]本发明还提供一种高压环境下动物体力极限耐受实验方法，包括:
[0029]提供上述的动物体力极限耐受实验装置；
[0030]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；
[0031 ] 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。
[0032]与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点:
[0033]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装置时，身体会与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，控制提升所述提升支架，带动承重台升起至台面超出水面的位置，实验结束。控制系统记录了实验动物进入水槽至承重台台面升高超出水面的时间。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。另外，正因为本技术方案的实验装置的实验数据精度高，可以减少人为误差，从而能够保证每次实验的成功几率大，从这方面讲，提高了实验效率；同时，本技术方案的实验装置的实验数据精度高，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。
[0034]再者，本发明的实验装置可以实现在高气压环境下对实验动物的体能极限进行研究。该高气压环境为大于一个大气压的环境。在上述高气压环境下进行过度训练实验时，对实验系统要求远远高于常压下的要求，需要符合相关高气压领域的操作及安全标准，例如《潜水员水下用电规程》(GB16636-2008)。其中，需要整个实验系统各电气部件的额定电压、电流要在标准范围内，也就是说，高气压环境下的整个实验系统各电气部件的额定电压、电流需要小于常压环境下的整个实验系统各电气部件的额定电压、电流，否则极易引发安全事故。本实验系统的驱动装置通过控制提升支架的升起和降落，来带动承重台的升起和降落，机械构造简单，相应的，可以用简单的电路连接方式应用于驱动装置，因此，本发明的实验系统可以用较小的额定电压、电流来进行实验，不仅符合相关高气压领域的操作及安全标准。而且，在高气压环境下也能实现整个实验过程的自动化，同时达到了节省人力和提高实验精度的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0035]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；
[0036]图2是本发明具体实施例中的适用于高压环境的动物体力极限耐受实验装置的俯视不意图；
[0037]图3是图2中的部分实验装置的立体结构示意图。
【具体实施方式】
[0038]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。
[0039]参考图2和图3，本实施例的动物体力极限耐受实验装置2包括:
[0040]水槽21，包括槽底和槽壁210，所述槽底设有升降装置，所述升降装置包括承重台212、与所述承重台212连接并位于承重台上方的提升支架216，所述承重台212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；
[0041]控制系统41，在接收到所述传感器发出的触控信号后，用于提升所述提升支架216，带动所述承重台212升起，并且，用于记录实验动物进入水槽至所述承重台212台面升闻超出水面的时间。
[0042]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装置时，身体会与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，控制提升所述提升支架，带动承重台升起至台面超出水面的位置，实验结束。控制系统记录了实验动物进入水槽至承重台台面升高超出水面的时间。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。另外，正因为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，可以减少人为误差，从而能够保证每次实验的成功几率大，从这方面讲，提高了实验效率；同时，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，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。[0043]再者，应用本技术方案的动物体力极限耐受实验装置进行实验可以初步了解动物在上述高气压水下环境的极限难受能力。具体为，在大于一个大气压的高气压环境下进行过度训练实验时，对实验系统要求远远高于常压下的要求，需要符合相关高气压领域的操作及安全标准，例如《潜水员水下用电规程》(GB16636-2008)。其中，需要整个实验系统各电气部件的额定电压、电流要在标准范围内，也就是说，高气压环境下的整个实验系统各电气部件的额定电压、电流需要小于常压环境下的整个实验系统各电气部件的额定电压、电流，否则极易引发安全事故。本实验系统的驱动装置通过控制提升支架的升起和降落，来带动承重台的升起和降落，机械构造简单，相应的，可以用简单的电路连接方式应用于驱动装置，因此，本实用新型的实验系统可以用较小的额定电压、电流来进行实验，不仅符合相关高气压领域的操作及安全标准而且在高气压环境下也能实现整个实验过程的自动化，同时达到了节省人力和提闻实验精度的目的。
[0044]本实施例是利用加压舱来实现高气压环境的。本实施例中的实验装置需要放在加压舱内进行实验，实验动物为实验老鼠。请继续参考图2和图3，适用于高气压环境下的动物体力极限耐受实验装置2具体包括:
[0045]水槽21，本实施例为长方体，其他实施例中也可以为正方体、圆柱体或椭圆柱体或本领域技术人员所熟知的其他形状。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2，水槽21的体积应在上述范围内，水槽21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。
[0046]水槽21包括槽底和垂直于槽底的槽壁210。槽底设有升降装置，升降装置包括承重台212、与承重台212连接并位于承重台上方的提升支架216。
[0047]提升支架216包括分别固定在承重台212两侧的提升杆216a以及连接所述提升杆216a的连接杆216b。连接杆216b高于承重台212。
[0048]在水槽21的周围设置驱动器安装支架31，驱动器安装支架31包括支撑杆311和连接所述支撑杆311的横梁312。支撑杆311的长度远长于提升杆216a的长度，并且小于加压舱室地板至天花板的高度。支撑杆311平行于提升杆216a。横梁312高于连接杆216b并且与连接杆216b平行。
[0049]控制系统中的驱动器411设置在横梁312上。所述驱动器411包括线圈411a和驱动所述线圈411a转动的马达(图未示)。线圈411a包括卷轴和缠绕在卷轴上的线绳。线绳的一端缠绕在卷轴上，另一端与连接杆216b连接。当马达带动卷轴正时针方向或逆时针方向旋转时，缠绕在卷轴上的线绳增多，线绳的另一端将连接杆216b提起，从而带动承重台212做上升运动。需要说明的是，承重台212是沿槽壁210的方向上升的，沿槽壁210上升过程中，承重台212台面与槽壁210保持垂直，也就是说，承重台212台面一直处于水平状态，防止其上的实验动物掉落。当承重台台面超过水面时，可以将台面上的实验动物取出。当马达带动卷轴反方向转动时，缠绕在卷轴上的线绳的减少，连接杆216b、承重台212会依靠自身的重力作用降落。当驱动器关闭时，连接杆216b和承重台212会依靠自身的重力作用降落。
[0050]本实施例中，承重台212也为长方体，与所述水槽21的形状相匹配。其他实施例中，为正方体、圆柱体或椭圆柱体或本领域技术人员所熟知的其他形状。承重台212包括台面、与台面相对的下表面、将台面与下表面连接的侧壁215。承重台212的侧壁215与槽壁210平行，承重台的侧壁与槽壁210之间的距离为I~2mm(包括端点)。如果承重台的侧壁215与槽壁210之间的距离太大，承重台上升或降落的过程晃动幅度太大，实验动物容易卡在侧壁215与槽壁210之间。承重台的侧壁215与槽壁210之间的距离如果太小，一方面承重台212上升或降落的过程中摩擦力太大，增加设备损耗；另一方面，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。一旦实验动物夹入太小的缝隙处，该缝隙对实验动物的伤害很大，提高了实验成本。本实施例中，承重台212的侧壁215高于台面20~40mm。原因如下:(I)防止实验动物从承重台212上掉落。(2)承重台212的侧壁215如果高于台面太多，则设置在承重台上的提升支架216也需要增加高度，而市面上大多数加压舱室地板至天花板的有效高度一般不超过1.8米，因此提升支架216的高度是有限制的从而会限制提升支架216高度的增加。(3)承重台212的侧壁215如果太高，该侧壁215离提升支架216的距离太近，实验结束后，取出实验动物的难度加大。承重台212的侧壁215如果高于台面较少，实验动物容易将身体搭在侧壁215上，从而延长实验动物的力竭时间，影响实验精确度，严重时，实验动物的脚搭在侧壁上，头露出水面，从而使得实验无法继续进行。
[0051]承重台212的台面设有传感器。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。
[0052]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。
[0053]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，考虑到实验动物的适应能力，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。
[0054]承重台212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(图2和图3中的标号213代表传感器区域)。传感器以矩阵的方式嵌入台面。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。[0055]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，是以躺的方式沉入承重台的。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的台面的，而是以立的方式沉入承重台的台面，以立的方式沉入承重台的台面的实验动物并没有力竭。
[0056]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。
[0057]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的台面并且该片传感器的边界与所述承重台边界小于等于3cm。这时传感器还包括计算单元，用于计算传感器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。
[0058]本实施例中，槽壁210分为外槽壁和内槽壁(图未示)。内槽壁和外槽壁都透明。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。
[0059]本实施例中，水槽宽度方向相对的槽壁分别设有进水口 217和出水口 218。进水口217和出水口 218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 217流入水槽；水槽内的水再通过出水口 218流出至水槽外。本实施例中，参考图3，具体为:进水口 217分为内槽壁进水口、外槽壁进水口 ；出水口 218分为内槽壁出水口和外槽壁的出水口。
[0060]参考图1，本实施例中的动物体力极限耐受实验装置2还包括控制系统41。控制系统41在接收到所述传感器发出的触控信号后，用于提升支架216，带动承重台212升起，并且，用于记录实验动物进入水槽至承重台212的台面升高超出水面的时间。控制系统51设置在槽壁210外侧。
[0061]控制系统41包括驱动器411、处理单元412和第二计时单元413。
[0062]驱动器411，与所述承重台212与提升支架216的连接杆216b相连。
[0063]处理单元412，与驱动器411电连接，在接收到传感器发出的触控信号时，控制驱动器411开启输出功率值，这时承重台可以上升。
[0064]本实施例中，控制系统还可以包括第二计时单元413，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。
[0065]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。
[0066]本实施例中，当承重台的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。
[0067]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。
[0068]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。
[0069]因此，第二计时单元413可以通过四种方式进行计时:
[0070](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。
[0071]需要说明的是，动物体力极限耐受实验装置2中水的温度应与实验动物的体温大致相同，为39°C~43°C，以使实验动物在没有外加干扰的条件下进行自由状态的游泳训练，例如不会被烫伤或烫死，不会被冻伤或冻死等。或者动物体力极限耐受实验装置2中的水的温度也可以超过体温，在实验动物的耐热极限下进行游泳实验。所述耐热极限的温度为45°C。而本实施例中的动物体力极限耐受实验装置2适用于高气压环境，所以可以通过调节加压舱的温度来实现对动物体力极限耐受实验装置2中水的温度的调节。
[0072]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。
[0073]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。
[0074]本实施例中，控制系统还包括显示和操作面板414，与处理单元412相连。分为显示面板和操作面板。操作面板上还设置有驱动器411的操作按钮组、计时操作按钮组等。显示面板可以显示试验动物入水至下沉在承重台的时间，水温等参数。显示和操作面板414、驱动器411分别具有统一的数据接口，处理单元412也具有数据接口，分别与显示和操作面板414、驱动器411的数据接口对应连接，并实现显示和操作面板414、驱动器411与处理单元412之间的信号、数据传输。
[0075]本实施例的控制系统具体可以控制以下操作:当实验动物进入水槽21时，控制系统41开始计时。当实验动物下沉至承重台212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412发出触控信号，处理单元412接收到传感器发出的触控信号后，控制所述驱动器411的开启和输出功率值，以将承重台212升高至超出水面。承重台212的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，可以人为手动操作驱动器的操作按钮组，控制驱动器的关闭或使卷轴反转，以使承重台降落。
[0076]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。
[0077]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。但是，本实验装置在加压舱内进行实验，因此，受占地面积和用电标准的限制，实验装置的堆叠数量小于在常压状态下的堆叠数量。
[0078]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:
[0079]( 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。
[0080](2)当实验动物进入水槽时，控制系统计时开始。在水槽底部设置承重台、在承重台的台面上设置传感器。传感器与控制系统进行紧密配合，当实验动物沉入承重台的台面并达到时间预定值后，承重台可以自动升高至台面露出水面，此时，控制系统计时结束。当实验动物从升高的承重台的台面被移走后，控制系统可以实现承重台的自动降落或者控制承重台降落。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。
[0081](3)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。
[0082](4)本实验装置的控制系统通过控制提升支架的升起和降落，来带动承重台的升起和降落，机械构造简单，相应的，可以用简单的电路连接方式应用于控制系统，因此，本发明的实验装置可以用较小的额定电压、电流来进行实验，不仅符合相关高气压领域的操作及安全标准。而且在高气压环境下也能实现整个实验过程的自动化，同时达到了节省人力和提闻实验精度的目的。
[0083](5)本实施例中的实验装置也能应用于常压环境。
[0084]需要说明的是，其他实施例中，当动物体力极限耐受实验装置应用于常压时，动物体力极限耐受实验装置还包括加热装置，所述加热装置为加热丝。加热丝与槽壁贴合，并且在水面以下。之所以这样设置原因如下:(1)可以使水槽的温度保持恒温，从而使得实验过程中的温度参数由变量转化为常量，消除实验环境温度影响因素对实验结果的影响。(2)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。其中，水槽的温度可以的设定范围为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11°C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。
[0085]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。
[0086]当控制系统还包括显示和操作面板时，操作面板上设置有加热装置的操作按钮组。加热装置通过统一的数据接口与处理单元之间进行信号和数据的传输。具体为:
[0087]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，向处理单元发出升温信号，处理单元发出升温信号至加热装置，加热装置接收到升温信号后，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，向处理单元发出关闭信号，处理单元发出关闭信号至加热装置，实现加热装置的自动关闭。
[0088]本发明中，进行动物体力极限耐受实验方法如下:。
[0089]执行第一步骤:按照实验批次需要，加压舱内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。
[0090]执行第二步骤:将进水口管路与进水口进行连接，将出水口管路与出水口进行连接。
[0091]执行第三步骤: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。
[0092]执行第四步骤:等实验动物力竭沉至承重台的台面并达到时间预定值后，承重台的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，承重台降落至原状态。
[0093]需要说明的是，本发明的实验装置包括以下两种应用:(1)当每一个水槽中只放一只实验动物时，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。
[0094](2)本发明的实验装置做完所述筛选实验后，本发明的实验装置中的每一个水槽中也可以放多只动物进行多只动物的过度训练，对所述筛选实验进行验证。验证结果显示，所述筛选实验的实验精度很高。
[0095]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】
1.一种适用于高压环境下的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，所述槽底设有升降装置，所述升降装置包括承重台、与所述承重台连接并位于承重台上方的提升支架，所述承重台台面设有传感器，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，用于提升所述提升支架，带动所述承重台升起，并且，用于记录实验动物进入水槽至所述承重台台面升高超出水面的时间。
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2所述的装置，其特征在于，所述第一距离预定值为大于等于3mm且小于等于6mm,所述第二距离预定值为3mm。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制系统包括: 驱动器，与所述提升支架相连； 处理单元，与所述驱动器电连接，在接收到所述触控信号时，控制所述驱动器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。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述承重台台面边界与所述槽底边界之间的水平距离大于等于Icm小于等于2cm。
7.如权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述实验装置还适用于常压环境。
8.如权利要求1所述的实验装置，其特征在于，所述承重台包括台面、与所述台面相对的下表面、将台面与下表面连接的侧壁，所述承重台的侧壁与所述槽壁平行，承重台的侧壁与所述槽壁之间的距离为大于等于Imm且小于等于2mm。
9.如权利要求8所述的实验装置，其特征在于，所述承重台的侧壁高于所述台面20~40mmo
10.一种高压环境下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】A61B19/00GK103735319SQ201410022465
【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