一种动物水下试验装置的制作方法

本实用新型属于潜水医学，具体涉及一种动物水下试验装置。

背景技术：

潜水医学又称水下医学，是研究和解决水下爆破、援潜救生和水下勘探等潜水作业过程中各种医学问题的一门学科。在其科学研究过程中，通常需要先进行动物试验，得出相应数据。然后，在保障人员安全的前提下，逐渐过渡到有人试验，从而为水下生产实践提供安全参数等。水下医学试验通常采用新西兰兔、比格犬、荷兰猪等陆上动物。因此，试验时最关键的问题是如何保证动物在水下的正常呼吸。目前国内外对动物专用水下呼吸装置研究较少。中国专利文献CN 101843529 B公开了一种动物水下呼吸系统。该专利设计虽然可以在一定程度上保证动物在水下的正常呼吸，但是同时也存在相应不足：1、装置稳定性、抗爆性均较低，可承受最大压力仅有5MPa；2、供气源位于岸上，极大地限制了装置的试验范围；3、供气源只有一个，可供动物水下呼吸时间较短；4、动物分组较少，可布放位点少，每次试验动物较少，且试验时动物只能采取立姿；5、呼吸系统的正常运行需要卷车、吊车配合，比较复杂；6、系统功能单一，无法搭载其他水下医学科研设备。因此，为了充分模拟有人实验，使水下动物试验更加接近有人试验条件，保证水下动物试验的安全性、科学性及稳定性，亟须研究一种相对简单、稳定性及抗爆性均较高的动物水下试验装置。

技术实现要素：

本实用新型针对上述不足，提供一种动物水下试验装置，不仅可以保证动物在水下的正常呼吸，而且全钢体结构大大增加了装置的稳定性及抗爆性。本装置结构简单、设计合理，可供多只动物同时试验；多个供气源增加了供气量，延长了动物在水下的呼吸时间；同时装置设有载体平台，可搭载传感器、水下高速摄影系统等科研设备，丰富了水下科研试验的功能范畴。

本实用新型是通过以下的技术方案实现的，本实用新型包括水下试验支架、水下呼吸系统和载体平台。水下试验支架包括固定框、吊杆、试验臂和动物固定支具；水下呼吸系统由压缩空气罐、通气管和水下呼吸面罩依次连接而成。相邻两个试验臂之间、固定框上设置有载体平台，共4个，为正方形钢板，边长1m，厚8mm，可搭载其他科研设备。

进一步地，所述固定框为长方形结构，分上边、下边、左边、右边，上下边长8m，左右边长2m，上下边采用宽200mm工字钢制成，两侧边采用内径76mm圆钢制成。

进一步地，所述吊杆位于固定框上方，为三角形结构，上方设有直径5cm钢制圆环，可通过钢丝绳索与吊车连接，便于装置的上下吊装，下方通过三角形结构的两个斜边及垂线与固定框上边焊接相连，垂线固定于固定框上边正中，长1.8m，两个斜边分别固定于固定框上边1/4及3/4处，长2.7m，垂线及两个斜边均采用内径76mm圆钢制成。

进一步地，所述试验臂共5根，长1.7m，在固定框内依次排列，相邻试验臂间隔2m，试验臂上方焊接固定于固定框上边，下方焊接动物固定支具，所有试验臂均采用内径76mm圆钢制成。

进一步地，所述动物固定支具共5套，每套均由四组座椅式结构焊接而成，高0.5m，宽0.6m，背部凹为弧形，采用钢筋制成，钢筋之间间隔5cm，底部前伸0.2m，采用8mm厚钢板制成，距固定框下边0.3m，动物通过绳索固定于支具上。每个支具可同时固定四只动物，动物在水下可采取坐姿、立姿、面朝前式、背朝前式等姿势。

进一步地，所述压缩空气罐固定于固定框上边，容积12.3L，公称工作压力20MPa，水压试验压力30MPa，高0.7m，外径0.3m，壁厚12.2mm，采用铝合金材料，重量15.3kg，通过减压阀、通气管与水下呼吸面罩相连接。

进一步地，所述通气管长2m，内径8mm，外径16mm，采用橡胶制成，内有编织钢丝支撑，一端通过螺纹与压缩空气罐上减压阀相连接，另一端为金属结构，将其表面磷化后再热喷涂聚合物，与水下呼吸面罩牢固连接，试验时通气管用铁丝固定于试验臂上。

进一步地，所述水下呼吸面罩为漏斗形，长10cm，壁厚3mm，采用超高分子量聚乙烯制成，材料拉伸强度3-3.5GPa。面罩一端连接通气管，内径16mm，为进气口，另一端为圆形，直径为10cm，稍伸出外沿2cm，采用橡胶圈包裹，与动物嘴部皮毛紧密接触，保证面罩密闭，同时降低动物不适感。动物水下试验装置采用正压通气，在保证呼吸的同时，可以保持水下呼吸面罩内有一定压力，可将意外漏进面罩内的水排出。面罩底部安装有单向通气阀，水进入面罩时，可因气压作用通过单向通气阀及时排出。

本实用新型的有益效果如下：(1)可以保证比格犬等试验动物在水下的正常呼吸；(2)装置全部采用钢体结构，通气管内有编织钢丝支撑，稳定性高，抗爆性强，并在水下冲击伤试验中得到证实，在1-8kgTNT水下爆炸试验中，以比格犬为试验动物。经多次动物试验证实，该装置可至少承受水下20MPa的冲击压力；(3)压缩空气罐固定于固定框上边，缩短了通气管的长度，增加了装置稳定性；而且与将气源置于陆上相比，大大增加了装置活动范围；(4)该装置使用5个压缩空气罐同时供气，供气量大，可供动物水下呼吸时间长；(5)该装置下设5根试验臂，可将试验动物分为5组，动物可布放位点多；可同时装吊20只动物进行试验，远多于前期发明；(6)试验中动物可采取立姿、坐姿、面朝前式、背朝前式等姿势，为不同姿势下动物试验研究提供可能；(7)该装置设置有载体结构，可搭载传感器、水下高速摄影系统等科研设备，丰富了水下医学科研试验的功能范畴，科学性好。该装置结构简单、设计合理，可以利用吊车直接升降，适合应用于减压病、水下冲击伤等潜水医学科研试验中。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的水下呼吸系统结构示意图。

附图中的标号分别为：1、水下试验支架，2、固定框，3、吊杆，4、试验臂，5、动物固定支具，6、水下呼吸系统，7、压缩空气罐，8、通气管，9、水下呼吸面罩，10、载体平台，11、圆环，12、减压阀，13、单向通气阀。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例以本实用新型技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

本实用新型的实施例如图1和图2所示，本实用新型包括水下试验支架1、水下呼吸系统6和载体平台10。水下试验支架1包括固定框2、吊杆3、试验臂4和动物固定支具5；水下呼吸系统6由压缩空气罐7、通气管8和水下呼吸面罩9依次连接而成。相邻两个试验臂4之间、固定框2上设置有载体平台10，共4个，为正方形钢板，边长1m，厚8mm，可搭载其他科研设备。

本实施例中，固定框2为长方形结构，分上边、下边、左边、右边，上下边长8m，左右边长2m，上下边采用宽200mm工字钢制成，两侧边采用内径76mm圆钢制成。

本实施例中，吊杆3位于固定框2上方，为三角形结构，上方设有直径5cm钢制圆环11，可通过钢丝绳索与吊车连接，便于装置的上下吊装，下方通过三角形结构的两个斜边及垂线与固定框2上边焊接相连，垂线固定于固定框上边正中，长1.8m，两个斜边分别固定于固定框上边1/4及3/4处，长2.7m，垂线及两个斜边均采用内径76mm圆钢制成。

本实施例中，试验臂4共5根，长1.7m，在固定框2内依次排列，相邻试验臂4间隔2m，试验臂4上方焊接固定于固定框2上边，下方焊接动物固定支具5，所有试验臂4均采用内径76mm圆钢制成。

本实施例中，动物固定支具5共5套，每套均由四组座椅式结构焊接而成，高0.5m，宽0.6m，背部凹为弧形，采用钢筋制成，钢筋之间间隔5cm，底部前伸0.2m，采用8mm厚钢板制成，距固定框下边0.3m，动物通过绳索固定于支具上。每个支具可同时固定四只动物，动物在水下可采取立姿、坐姿、面朝前式、背朝前式等姿势。

本实施例中，压缩空气罐7固定于固定框2上边，容积12.3L，公称工作压力20MPa，水压试验压力30MPa，高0.7m，外径0.3m，壁厚12.2mm，采用铝合金材料，重量15.3kg，通过减压阀12、通气管8与水下呼吸面罩9相连接。

本实施例中，通气管8长2m，内径8mm，外径16mm，采用橡胶制成，内有编织钢丝支撑，一端通过螺纹与压缩空气罐7上减压阀12相连接，另一端为金属结构，将其表面磷化后再热喷涂聚合物，与水下呼吸面罩9牢固连接，试验时通气管8用铁丝固定于试验臂4上。

本实施例中，水下呼吸面罩9为漏斗形，长10cm，壁厚3mm，采用超高分子量聚乙烯制成，材料拉伸强度3-3.5GPa。面罩一端连接通气管8，内径16mm，为进气口，另一端为圆形，直径为10cm，稍伸出外沿2cm，采用橡胶圈包裹，与动物嘴部皮毛紧密接触，保证面罩密闭，同时降低动物不适感。动物水下试验装置采用正压通气，在保证呼吸的同时，可以保持水下呼吸面罩9内有一定压力，可将意外漏进面罩内的水排出。面罩底部安装有单向通气阀13，水进入面罩时，可因气压作用通过单向通气阀13及时排出。

本实用新型的这种动物水下试验装置，不仅可以保证试验动物在水下的正常呼吸，而且装置全部采用钢体结构，稳定性高，抗爆性强，至少可承受水下20MPa的冲击压力，5个压缩空气罐同时供气，可供动物水下呼吸时间长，同时动物可布放位点多，可同时装吊多只动物。该装置结构简单、设计合理，可以利用吊车直接升降，适合应用于减压病、水下冲击伤等潜水医学科研试验中。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型之权利范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，除上述实例外，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型保护的范围。