CN111345824B - 一种转棒疲劳测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转棒疲劳测试装置及测试方法，转棒疲劳测试装置包括：转棒和设置在所述转棒下方的移动组件；用于支撑所述移动组件的支撑机构；监测模块，用于监测转棒上的动物是否掉落；控制系统，用于在监测模块感应到动物掉落时记录时长。该转棒疲劳测试装置可以在动物掉落后及时被转移至操作方便的空间，从而提高装置使用效果。

Description

一种转棒疲劳测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及实验测试装置领域，特别涉及一种转棒疲劳测试装置及测试方法。

背景技术

疲劳转棒仪通常用于研究药物对动物动作协调性和抗疲劳特性的影响，其中，疲劳转棒仪适用于大小鼠等动物的模型培养与测试。现有技术中疲劳转棒仪的结构与布置方式如图1所示，转棒1设置在操作台11上。动物位于转棒1上进行训练。然而，现有转棒仪存在着以下不足：

1）为限制动物活动仅在某一个转棒通道中，小鼠疲劳转棒仪下方的用于接掉落的动物的通道都设计的小且深，动物掉落后，其在逃窜过程中，会倾向于跑向远离通道口的位置而躲在通道最里面，非常难以将其拿出。若用手盲拿，动物可能会咬伤实验者的手；若使用长镊子等工具，可能会刺激到动物，影响模型的实验结果。

2）转棒仪通常在转棒下方设置有监测动物是否掉落的监测模块，然而，有些时候动物在转棒上快要掉落时，会四肢抱住转棒，转棒转一周后动物又可以继续运动，但一般实验中这样的情况应当算动物掉落并进行计数，但此时监测模块无法识别并将信号上传，将影响实验结果的精确度。

3）当六到八只动物开始进行转棒实验时，不仅会产生大量排泄物，而且会留下气味。在进行下次实验时，必须得清理干净，避免影响下次试验动物的状态，且清理晾干也需要时间。在实验中，常常需要一次大批量做许多老鼠，每次的清理就会浪费很多时间。

上述内容仅用于辅助理解本申请的技术方案，并不代表承认上述内容即为现有技术。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种转棒疲劳测试装置，该转棒疲劳测试装置可以在动物掉落后及时被转移至操作方便的空间，从而提高装置使用效果。本发明的第二个目的是提供一种应用上述转棒疲劳测试装置的测试方法。

为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种转棒疲劳测试装置，包括：

转棒和设置在所述转棒下方的移动组件；

用于支撑所述移动组件的支撑机构；

监测模块，用于监测转棒上的动物是否掉落，所述监测模块包括位于转棒上方的监测器a和位于转棒下方的监测器b；

控制系统，用于在监测模块感应到动物掉落时记录时长，所述监测模块还用于监测转棒上的动物是否抱住转棒，所述控制系统还用于在监测模块感应到动物抱住转棒时计数一次。优选地，所述移动组件包括传送带、主动辊、从动辊以及驱动所述主动辊转动的驱动机构，其中，所述主动辊和从动辊转动连接于所述支撑机构上，所述传送带位于转棒下方。

优选地，所述驱动机构为设置在所述支撑机构上的驱动电机；所述控制系统与所述驱动电机通讯连接，且所述控制系统还用于调整所述驱动电机的转速，以在所述转棒上的动物掉落时加快所述驱动电机的转速。

优选地，所述驱动机构为转棒电机，所述转棒电机驱动所述转棒和主动辊转动；

所述主动辊与所述转棒电机的输出端之间设置有差速机构。

优选地，所述差速机构包括行星齿轮变速器；

还包括用于驱动行星齿轮的齿轮电机，所述齿轮电机与所述控制系统通讯连接，所述控制系统还用于调整所述齿轮电机的转速，以在所述转棒上的动物掉落时加快所述主动辊的转速；

所述行星齿轮变速器与所述转棒电机的输出端之间设置有棘轮。

优选地，还包括用于刮除移动组件上动物排泄物的刮料机构；

所述刮料机构设于移动组件下方，和/或，所述刮料机构位于移动组件的出口。

优选地，所述刮料机构包括与所述支撑机构连接的撑杆和设置在所述撑杆上的刮刀，所述撑杆与所述支撑机构可拆卸连接；

所述刮刀包括套筒和刀片，所述套筒套设在所述撑杆外侧，且所述套筒和撑杆之间设置有扭簧以使所述刀片的刀口朝向移动组件。

优选地，所述测试装置还包括用于收集动物排泄物的集料机构，所述集料机构位于移动组件的出口正下方；

所述集料机构的底面倾斜设置，且所述底面朝远离该测试装置的方向逐渐向下倾斜。

一种应用如上述转棒疲劳测试装置的测试方法，所述监测模块包括位于转棒上方的监测器a和位于转棒下方的监测器b，该测试方法包括步骤：

A、获取监测器a的监测结果，并判断监测器a的监测结果是否显示小动物抱住转棒或掉落，若否则进入步骤B，若是则进入步骤C；

B、使所述移动组件保持怠速模式；

C、获取监测器b的监测结果，并判断监测器b的监测结果是否显示小动物掉落，若否则计数一次，若是进入步骤D；

D、计数一次并控制所述主动辊的转速加快。

应用本发明提供的转棒疲劳测试装置和测试方法时，将动物置于转棒上，在动物运动过程中其会掉落在移动组件上，并通过移动组件将其及时转移至操作较为方便的空间（例如但不限于：测试装置的操作侧）。在此过程中，控制系统会及时记录训练时长。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中转棒疲劳测试装置的结构示意图；

图2为本发明中测试装置操作台的局部结构示意图；

图3为本发明转棒疲劳测试装置第一实施例的结构示意图；

图4为本发明转棒疲劳测试装置第二实施例的结构示意图；

图5为图4中测试装置差速机构的局部结构示意图；

图6为本发明转棒疲劳测试装置第三实施例的结构示意图；

图7-8为本发明转棒疲劳测试装置第四实施例的结构示意图；

图9为本发明转棒疲劳测试方法的流程图。

在图1-9中：

1、转棒；2、移动组件；3、支撑机构；4、传送带；5、差速机构；6、刮料机构；7、扭簧；8、撑杆；9、刮刀；10、集料机构；11、操作台；18、带轮a；19、带轮b。

具体实施方式

本发明的第一个目的在于提供一种转棒疲劳测试装置，该转棒疲劳测试装置可以在动物掉落后及时被转移至操作方便的空间，从而提高装置使用效果。本发明的第二个目的是提供一种应用上述转棒疲劳测试装置的测试方法。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定方位、以特定的方位构成和操作，因此不能理解为本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参阅图1-图8，本发明提供的转棒疲劳测试装置，应用于动物实验测试，旨在提高装置的使用效果。本发明提供的转棒疲劳测试装置包括转棒1、移动组件2、支撑机构3、监测模块以及控制系统。其中，移动组件2设置在转棒1下方，转棒1上的动物掉落时会掉落在移动组件2上，并通过移动组件2将其及时转移至操作较为方便的空间。支撑机构3用于支撑移动组件2。监测模块用于监测转棒1上的动物是否掉落。控制系统用于在监测模块感应到动物掉落时记录时长，该处需要说明的是控制系统记录从小动物在转棒1上开始运动至掉落的时长。控制系统还用于在监测模块感应到动物掉落时计数一次。

应用本发明提供的转棒疲劳测试装置时，将动物置于转棒1上，在动物运动过程中其会掉落在移动组件2上，并通过移动组件2将其及时转移至操作较为方便的空间（例如但不限于：测试装置的操作侧）。在此过程中，控制系统会及时记录训练时长。

实施例1：

请结合参考图3，该实施例中监测模块可以包括位于转棒1上方的监测器a和/或位于转棒1下方的监测器b。即监测模块可以仅包括位于转棒1上方的监测器a，或者，仅包括位于转棒1下方的监测器b，或者包括位于转棒1上方的监测器a和位于转棒1下方的监测器b。

位于转棒1下方的监测器b主要用于监测转棒1上的小动物是否掉落。监测器b可以为但不限于光电传感器、红外传感器。转棒1上的小动物掉落时会影响光电传感器的光路或红外传感器的测温包，以实现监测转棒1上的小动物是否掉落。

位于转棒1上方的监测器a主要用于监测小动物在转棒1上运动状态。其可基于不同动物体型、运动姿态来选择合适位置，优选地，可设置在动物重心等运动时较为稳定而不宜晃动的位置附近。当小动物在转棒1上运动时，小动物会一直处于转棒1的上方；当小动物抱住转棒1时，小动物会随转棒1一起转动；如此监测器a设置在转棒1上方即可识别小动物是在转棒1上运动还是抱住转棒1或掉落了。具体地，监测器a监测小动物是否在转棒1上运动。监测器a可以为但不限于光电传感器、红外传感器。转棒1上的小动物会影响光电传感器的光路或红外传感器的测温包，以实现监测转棒1上的小动物的运动状态。

该实施例中，监测模块还用于监测转棒1上的动物是否抱住转棒1，控制系统还用于在监测模块感应到动物抱住转棒1时计数一次。

在本实施例中，监测模块主要用于监测动物在转棒1上的状态，当动物发生掉落时，该监测模块会向控制系统发送信号。

此外，监测模块的监测器a与监测器b配合使用时，在监测器a监测到动物不在运动位置时，监测器b同时对动物是否掉落进行检测。如此以来，一方面，监测器a、b共同监测可提高动物掉落的监测精度，另一方面，请结合参考图9，当动物未掉落而只是抱住转棒1时，监测器b不会向控制系统发出信号，控制系统可基于此不调整移动组件2动作，而只是计数一次，进而使移动组件2处于正确的怠速状态，以减少耗能。

该实施例中，控制系统还可以与移动组件2通讯连接，当有小动物掉落时，控制系统控制移动组件2动作。上述移动组件2动作具体可以指移动组件2加速或倾斜等。

移动组件2可以包括传送带4、主动辊、从动辊以及驱动主动辊转动的驱动机构。其中，主动辊和从动辊转动连接于支撑机构3上，传送带4位于转棒1下方。传动带设置在主动辊和从动辊上，驱动机构带动主动辊转动，主动辊转动带动从动辊及传送带4一起转动。动物掉落至传送带4上后，传送带4能够将小动物输送至操作较为方便的空间。另外，传送带4以弹性带面承载动物，不仅能充分降低动物掉落的受损程度，平面的带面还易于清理。

进一步地，驱动机构为设置在支撑机构3上的驱动电机；控制系统与驱动电机通讯连接，且控制系统还用于调整驱动电机的转速，以在转棒1上的动物掉落时加快驱动电机的转速。即传送带4的转速通过控制系统来调整。当转棒1上的动物掉落时，调整移动组件2至快速模式，当转棒1上的动物没有掉落时移动组件2处于怠速省电模式。

该驱动电机可采用现有技术中伺服电机、步进电机等可调整转速的电机。

在本实施例中，控制系统主要用于在监测模块感应到动物掉落时及时记录时长与调整移动组件2移动速度，可以理解为，控制系统在现有转棒1疲劳测试装置的控制系统上增设驱动装置的控制模块，也可另行增设一套现有驱动装置的控制元件。

优选地，该控制系统还可配合现有报警器等装置来增设报警等模块，以在接收到监测模块信号后控制系统及时加快移动组件2移动速度，并在加快移动组件2移动速度的同时控制系统中向报警器发出响应指令，提醒操作者进行处理。

本发明通过将动物置于转棒1上，在动物运动过程中其会掉落在移动组件2上，并通过移动组件2将其及时转移至较为方便的空间，进而方便地将动物取出。同时控制系统会及时记录训练时长，并通过调整移动组件2的驱动机构的转速，使移动组件2由正常的怠速省电模式及时调整至快速模式，将动物及时转移出通道。

实施例2：

请结合参考图4-5，移动组件2还可间接地通过控制系统调整转速，可以理解为，驱动机构可以为转棒电机，即移动组件2的传送带4可采用转棒电机（图中未示出）带动，转棒电机同时驱动转棒1和主动辊转动。

具体地，转棒电机的输出端设置同轴的带轮a18和带轮b19，带轮a18通过皮带带动主动辊转动。带轮b19通过皮带带动转棒1转动。如此通过转棒电机同时驱动转棒1与主动辊转动。需要说明的是，该转棒电机的输出端与主动辊和转棒1之间的传动机构不限于皮带传动，还可以为链条、齿轮组等传动方式。

本实施例中，为实现传送带4转速的灵活调整，可在带轮a18与带轮b19之间设置有差速机构5，如此可以实现转棒1的转速与传送带4转速存在差速，以根据实际需要设置转棒1和传送带4的转速，带轮a18与带轮b19分别通过差速机构5两端输出轴驱动。

差速机构5可以包括行星齿轮变速器。行星齿轮变速器包括行星齿轮组，行星齿轮组的行星的转轴与支撑机构3相对固定。行星齿轮组的行星架与带轮b19同步转动。行星齿轮组的太阳轮与带轮a18同步转动，以通过行星齿轮的传动使带轮a18获得更高的转速。

进一步地，还包括用于驱动行星齿轮的齿轮电机，齿轮电机可以驱动太阳轮或行星架转动。齿轮电机与控制系统通讯连接，控制系统还用于调整齿轮电机的转速，以在转棒1上的动物掉落时加快主动辊的转速。

若在转棒1上的动物掉落时，加快转棒电机或齿轮电机的转速，则会导致转棒1和传送带4的转速同时加快，转棒1转速加快则会影响测试实验。为了避免上述情况，行星齿轮变速器与转棒电机的输出端之间还可以设置有棘轮。

具体地，棘轮可以设置在行星齿轮组的行星架与带轮b19之间。齿轮电机驱动行星架加快转速时不能带动带轮b19加快转速，即齿轮电机驱动行星架加快转速时不影响带轮b19和转棒1的转速。齿轮电机非驱动时，转棒电机带动带轮b19、行星齿轮组的行星架和带轮a18转动。

需要说明的是，该齿轮电机可采用伺服电机、步进电机等可调整转速的电机。

本发明技术方案可通过转棒电机驱动差速机构5输入轴，同时差速机构5内行星齿轮通过齿轮电机进行驱动，使带轮a18与带轮b19之间实现差速运转。同时，控制系统可基于监测模块信号来控制齿轮电机的动作，以实现动物掉落时，使移动组件2由正常的怠速省电模式及时调整至快速模式。

当然，移动组件2还可以为倾斜滑道、翻转板等部件。当没有动物掉落时，翻转板水平设置，当有动物掉落时翻转板倾斜以使动物滑落至方便操作的空间，在此不作限定。

实施例3

请结合参考图3-6，该测试装置还可包括用于刮除移动组件2上动物排泄物的刮料机构6，所述刮料机构6设于移动组件2下方；和/或，所述刮料机构6位于测试装置的出口处。

其中刮料机构6包括撑杆8和刮刀9，撑杆8可以与支撑机构3连接，刮刀9设置在撑杆8上。

撑杆8与支撑机构3可以可拆卸连接，具体地，撑杆8与支撑机构3可以卡接、螺纹连接等，以方便拆卸维修与定期清洗刮刀9。

刮刀9可以包括套筒和刀片，套筒套设在撑杆8外侧，且套筒和撑杆8之间设置有扭簧7以使刀片的刀口朝向移动组件2。套筒能够相对于撑杆8转动，扭簧7的作用能够在刮刀9发生位移后复位。

通过上述方案的设置，刮料机构6在刮除移动组件2上排泄物的同时，便于日常的清理。

本发明技术方案可通过刮料机构6的设置不断清理移动组件2上的动物排泄物，且刮料机构6靠近测试装置操作侧，便于清理；刮料机构6还可活动连接于支撑机构3，以方便拆卸维修与定期清洗更换刮刀9。

实施例4

请结合参考图7-8，测试装置还可包括用于收集动物排泄物的集料机构10。集料机构10位于移动组件2的出口处的正下方。

集料机构10的底面可以倾斜设置，且底面朝远离该测试装置的方向逐渐向下倾斜，实现集料机构10的充分收集效果。

本发明技术方案还可通过集料机构10的设置收集刮刀9刮下的动物排泄物，便于收集与集中处理动物排泄物，集料机构10可以位于刮刀9的下方。

集料机构10可以具体为集料盘等，在此不作限定。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为满足专利法、专利实施细则和审查指南的要求，不再对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合的实施例都进行描述。

因此在用于转棒疲劳测试装置的技术领域内，凡是包含有具有用于转移动物的移动组件2、刮料机构6、集料机构10的技术内容都在本发明的保护范围内。

实施例5

基于上述转棒疲劳测试装置，本发明还提供了一种测试方法，监测模块包括位于转棒1上方的监测器a和位于转棒1下方的监测器b，该测试方法包括步骤：

S1：获取监测器a的监测结果；

S2：判断监测器a的监测结果是否显示小动物抱住转棒或掉落，若否进入步骤S3，若是进入步骤S4；

该步骤中，小动物改变运动状态包括小动物掉落和抱住转棒。监测器a可设置在动物重心等运动时较为稳定而不宜晃动的位置附近。当小动物在转棒1上运动时，小动物会一直处于转棒1的上方，若检测器a为光电传感器此时小动物会一直遮挡监测器a的光路；当小动物抱住转棒1时，小动物会随转棒1一起转动，因此小动物抱住转棒1或掉落时不再遮挡监测器a的光路；如此监测器a设置在转棒1上方即可识别小动物是在转棒1上运动还是抱住转棒1或掉落了。

S3：若否，使所述移动组件2保持怠速模式；

该步骤中监测器a的监测结果显示小动物没有改变运动状态时，说明小动物还在转棒上侧运动，则控制驱动电机或齿轮电机保持原转速以使移动组件保持怠速模式。

S4：若是，则获取监测器b的监测结果；

S5：判断监测器b的监测结果是否显示小动物掉落，若是进入步骤S6，若否进入步骤S7；

S6：若是，则计数一次并控制所述主动辊的转速加快；

此时监测器a显示小动物改变运动状态，且监测器b显示小动物掉落，控制驱动电机或齿轮电机加快转速以使所述主动辊的转速加快，以将移动组件调整至快速模式。

S7：若否则计数一次。

此时监测器a显示小动物改变运动状态，且监测器b没有显示小动物掉落，说明小动物抱住转棒了。

由上可知，在监测器a监测到动物不在运动位置时，监测器b同时对动物是否掉落进行检测。如此以来，一方面，监测器a、b共同监测可提高动物掉落的监测精度，另一方面，当动物未掉落而只是抱住转棒1时，监测器b不会向控制系统发出信号，控制系统可基于此不调整移动组件2动作，而只是计数一次，进而使移动组件2处于正确的怠速状态，以减少耗能。

同时，控制系统可基于监测模块信号来控制移动组件2的动作，以实现动物掉落时，使移动组件2由正常的怠速省电模式及时调整至快速模式。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

Claims (9)

1.一种转棒疲劳测试装置，其特征在于，包括：

转棒和设置在所述转棒下方的移动组件；

用于支撑所述移动组件的支撑机构；

监测模块，用于监测转棒上的动物是否掉落，所述监测模块包括位于转棒上方的监测器a和位于转棒下方的监测器b；

控制系统，用于在监测模块感应到动物掉落时记录时长，所述监测模块还用于监测转棒上的动物是否抱住转棒，所述控制系统还用于在监测模块感应到动物抱住转棒时计数一次。

2.根据权利要求1所述的转棒疲劳测试装置，其特征在于，所述移动组件包括传送带、主动辊、从动辊以及驱动所述主动辊转动的驱动机构，其中，所述主动辊和从动辊转动连接于所述支撑机构上，所述传送带位于转棒下方。

3.根据权利要求2所述的转棒疲劳测试装置，其特征在于，所述驱动机构为设置在所述支撑机构上的驱动电机；所述控制系统与所述驱动电机通讯连接，且所述控制系统还用于调整所述驱动电机的转速，以在所述转棒上的动物掉落时加快所述驱动电机的转速。

4.根据权利要求2所述的转棒疲劳测试装置，其特征在于，所述驱动机构为转棒电机，所述转棒电机驱动所述转棒和主动辊转动；

所述主动辊与所述转棒电机的输出端之间设置有差速机构。

5.根据权利要求4所述的转棒疲劳测试装置，其特征在于，所述差速机构包括行星齿轮变速器；

还包括用于驱动行星齿轮的齿轮电机，所述齿轮电机与所述控制系统通讯连接，所述控制系统还用于调整所述齿轮电机的转速，以在所述转棒上的动物掉落时加快所述主动辊的转速。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的转棒疲劳测试装置，其特征在于，还包括用于刮除移动组件上动物排泄物的刮料机构；

所述刮料机构设于移动组件下方，和/或，所述刮料机构位于移动组件的出口。

7.根据权利要求6所述的转棒疲劳测试装置，其特征在于，所述刮料机构包括与所述支撑机构连接的撑杆和设置在所述撑杆上的刮刀，所述撑杆与所述支撑机构可拆卸连接；

所述刮刀包括套筒和刀片，所述套筒套设在所述撑杆外侧，且所述套筒和撑杆之间设置有扭簧以使所述刀片的刀口朝向移动组件。

8.根据权利要求1-5任一项所述的转棒疲劳测试装置，其特征在于，所述测试装置还包括用于收集动物排泄物的集料机构，所述集料机构位于移动组件的出口正下方；

所述集料机构的底面倾斜设置，且所述底面朝远离该测试装置的方向逐渐向下倾斜。

9.一种应用如权利要求3或5所述转棒疲劳测试装置的测试方法，其特征在于，所述监测模块包括位于转棒上方的监测器a和位于转棒下方的监测器b，该测试方法包括步骤：

A、获取监测器a的监测结果，并判断监测器a的监测结果是否显示小动物抱住转棒或掉落，若否则进入步骤B，若是则进入步骤C；

B、使所述移动组件保持怠速模式；

C、获取监测器b的监测结果，并判断监测器b的监测结果是否显示小动物掉落，若否则计数一次，若是进入步骤D；

D、计数一次并控制所述主动辊的转速加快。

Images