CN111657172A - 一种鼠类游泳运动训练恒温流动水池及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物实验设备领域，尤其涉及一种鼠类游泳运动训练恒温流动水池及其使用方法。包括透明壳体、竖直设置在所述壳体内部一个以上的隔板、垂直于所述隔板且与水平面夹角为锐角的挡板、连通所述壳体左右侧壁的循环管路、控制水池内温度的温控单元、设置在所述循环管路上的循环单元及用于控制所述温控单元和循环单元的控制器。本发明可实现鼠类在恒温、运动强度可控条件下的游泳，并尽量减少动物的应激刺激，提高鼠类游泳实验的重复性、稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及生物实验设备领域，尤其涉及一种鼠类游泳运动训练恒温流动水池及其使用方法。
背景技术
大量研究表明，静坐少动的生活方式是诸多慢性疾病的重要独立危险因素，而规律运动能够降低动脉粥样硬化、高血压、糖尿病、冠心病等一系列重大慢病的发病率和死亡率。有氧运动裨益心血管健康，并可防治心血管疾病，但运动促进心血管健康的机制目前仍不甚清楚。探究运动心血管保护的具体机制，找寻可能的介导运动健康益处的关键分子具有重要理论和现实意义。
动物实验是运动医学研究的重要手段，相应模型应符合运动生理，并具有可重复性强、稳定性高等特点。目前常用的鼠类有氧运动模型主要包括跑台跑步、自主转轮活动及游泳训练，其各有特定的局限性。当进行跑台训练时，为防止鼠类偷懒，通常采用电击、气流刺激等驱赶手段，而这些刺激可能会产生非运动性应激，从而影响模型本身的客观性。自主转轮是一种主动运动模型，但鼠类运动量难以量化且个体差异较大。鼠类游泳训练是目前国际上最常用的有氧运动实验模型。但游泳训练时鼠类常会“偷懒”在水中漂浮而非自主运动，因而无法达到造模所需的运动强度和运动量；若让鼠类负重游泳(外加负荷)，不仅负重量控制及操作复杂，还可能会影响鼠类游泳时平衡性的维持，进而影响模型本身的科学性。目前，国内外尚缺乏专业、条件可控、操作方便、廉价、实用性较强的鼠类游泳运动训练装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种鼠类游泳运动训练恒温流动水池及其使用方法，以解决上述问题，实现鼠类在恒温、运动强度可控条件下的游泳，并尽量减少动物的应激刺激，提高鼠类游泳实验的重复性、稳定性。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种鼠类游泳运动训练恒温流动水池，包括透明壳体、竖直设置在所述壳体内部一个以上的隔板、垂直于所述隔板且与水平面夹角为锐角的挡板、连通所述壳体左右侧壁的循环管路、控制水池内温度的温控单元、设置在所述循环管路上的循环单元及用于控制所述温控单元和循环单元的控制器。
优选的，所述壳体左右侧壁为中空结构，所述循环管路两端与所述壳体左右外侧壁连通，所述壳体左侧内壁上部均匀开设有第一分水孔、所述壳体右侧内壁下部均匀开设有第三分水孔、所述挡板下部均匀开设有第二分水孔；所述隔板通过凹槽与所述壳体配合；所述隔板为筛网结构；
所述壳体前后侧壁开设有横向凹槽，所述挡板前后侧壁开设有滑槽，所述滑槽内滑动设置有螺母。
优选的，所述壳体底部为倒四边锥形的中空结构，与水接触的上底板均匀开设有漏孔，壳体底部的下底板为可抽拉结构。
优选的，所述控制器为控制面板，所述控制面板内置有PLC控制器，所述控制面板上设有与所述PLC控制器电性连接的电源开关、温度调节开关、流速控制器、时间显示器及定时器。
优选的，所述温控单元包括设置在所述壳体内部的温度传感器和设置在所述循环管路上的电加热器，所述温度传感器和所述电加热器与所述PLC控制器电性连接。
优选的，所述循环单元包括设置在所述循环管路上的电磁阀、水泵及设置在所述壳体进水侧的流量传感器，所述电磁阀、水泵、流量传感器与所述PLC控制器电性连接。
优选的，所述循环管路靠近进水口端设置有过滤器，所述过滤器内填充有活性炭。
优选的，所述壳体侧壁上设置有捞鼠器，所述捞鼠器包括固定在所述壳体侧壁上的悬挂板、挂接在所述悬挂板上的连杆及与所述连杆另一端固定的圆环。
一种鼠类游泳运动训练恒温流动水池的使用方法，包括如下步骤：
将水池接通电源、通过控制器控制循环单元运行，使壳体内水的流速达到恒定速度，同时通过控制器控制温控单元调整壳体内的水温，待壳体内的水流和温度均匀后，放入鼠类，开始计时，记录鼠类在壳体内的游动时间。
优选的，所述控制器控制水流流速为2-6L/min，所述控制器控制水温温度为20-40℃。
本发明具有如下技术效果：
本发明充分考虑了鼠类在游泳过程的生物状态，使用倾斜设置的挡板，使鼠类在游动过程中出现偷懒状态时，会在挡板的作用下被水冲至低于水面的位置，鼠类基于求生的本能，会持续向水面以上游动，没有其他生理刺激或物理刺激，减小了鼠类游泳的负面情绪，测得的实验结果更加稳定。
通过将壳体左右侧壁设置为中空结构，在壳体左右侧壁和挡板底部设置分水孔，使壳体内流过的水流更加均匀。测得的实验结果更加准确。
通过将上地板上开设漏孔，可以使鼠类排泄物通过，下底板设置为可抽拉结构，方便清理鼠类粪便。
通过过滤器设置，可将壳体内循环的水进行过滤，减小因水质差对鼠类造成的伤害。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的右上视角结构示意图；
图3为本发明的左上视角结构示意图；
图4为本发明的主视结构示意图；
图5为实施例二的结构示意图；
图6为图5中A的局部放大图；
图7为挡板的侧面结构示意图。
其中，1为壳体，101为凹槽，102为流量传感器，103为温度传感器，104为第一分水孔，105为第三分水孔，106为横向凹槽，2为挡板，201为第二分水孔，202为滑槽，3为隔板，4为循环管路，401为电加热器，402为电磁阀，403为水泵，404为过滤器，5为控制面板，6为支撑腿，7为捞鼠器，701为悬挂板，702为连杆，703为圆环，8为下底板，9为上底板，901为漏孔。
具体实施方式
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。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一：
参照图1-4所示，本实施例提供一种鼠类游泳运动训练恒温流动水池，包括透明壳体1、竖直设置在壳体1内部一个以上的隔板3、垂直于隔板3且与水平面夹角为锐角的挡板2、连通壳体1左右侧壁的循环管路4、控制水池内温度的温控单元、设置在循环管路4上的循环单元及用于控制温控单元和循环单元的控制器。通过设置一个以上的隔板3，将壳体1分成两个以上的泳道，再通过控制器控制循环单元实现壳体1内水流的循环，同时利用控制器控制温控单元使壳体1内的水实现恒温，鼠类在壳体1内因水流的流动会不停的进行游动，因挡板2为倾斜设置，当鼠类出现偷懒时会因为流动的水流将鼠类冲至挡板2，在挡板2的作用下鼠类会被水流冲至低于水面高度的位置，鼠类基于求生本能会继续向水面以上游动，从而实现鼠类不停歇的游动。
进一步优化方案，壳体1左右侧壁为中空结构，循环管路4两端与壳体1左右外侧壁连通，壳体1左侧内壁上部均匀开设有第一分水孔104、壳体1右侧内壁下部均匀开设有第三分水孔105、挡板2下部均匀开设有第二分水孔201；隔板3通过凹槽101与壳体1配合；隔板3为筛网结构。
通过将壳体1左右侧壁设置为中空结构，在壳体左右侧壁和挡板2底部设置分水孔，使壳体1内流过的水流更加均匀。
进一步优化方案，壳体1底部为倒四边锥形的中空结构，与水接触的上底板9均匀开设有漏孔901，漏孔901为倒锥形孔，壳体1底部的下底板8为可抽拉结构。下底板8与壳体1接触面上设置有密封胶圈，通过将上地板上开设漏孔901，可以使鼠类排泄物通过，下底板8设置为可抽拉结构，方便清理鼠类粪便。
进一步优化方案，控制器为控制面板5，控制面板5内置有PLC控制器，控制面板5上设有与PLC控制器电性连接的电源开关、温度调节开关、流速控制器、时间显示器及定时器。定时器用于提醒操作人员达到预先设定时间。
进一步优化方案，温控单元包括设置在壳体1内部的温度传感器103和设置在循环管路4上的电加热器401，温度传感器103和电加热器401与PLC控制器电性连接。温度传感器103用于检测壳体1内的水温，通过PLC控制器控制电加热器401对循环管路4流过的水流进行加热，使壳体1内的水流达到温度调节开关设定的温度。
进一步优化方案，循环单元包括设置在循环管路4上的电磁阀402、水泵403及设置在壳体1进水侧的流量传感器102，电磁阀402、水泵403、流量传感器102与PLC控制器电性连接。通过PLC控制器控制电磁阀402的开闭，PLC控制器接收流量传感器测得的水流速度，再将控制信号传递至水泵403控制水泵403的流速，从而达到控制壳体1内水流速度的目的。
进一步优化方案，循环管路4靠近进水口端设置有过滤器404，过滤器404内填充有活性炭，壳体1靠近过滤器404的内侧壁设置有滤网。通过滤网和过滤器404的配合，可将壳体1内循环的水进行过滤，减小因水质差对鼠类造成的伤害。
进一步优化方案，壳体1侧壁上设置有捞鼠器7，捞鼠器7包括固定在壳体1侧壁上的悬挂板701、挂接在悬挂板701上的连杆702及与连杆702另一端固定的圆环703。
进一步优化方案，壳体1的上部设置有用于记录鼠类游动状态的摄像机。
一种鼠类游泳运动训练恒温流动水池的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：
将水池接通电源、打开控制面板5上的电源开关，调节流速调节器至预定的流速，PLC控制器控制电磁阀402打开，同时PLC控制器控制水泵403运转，壳体1内部的流量传感器102测得的水流速度传递至PLC控制器，当流速小于预设值时，PLC控制器控制水泵403加大流量，当流速大于预设值时，PLC控制器控制水泵403减小流量，使壳体1内水的流速达到恒定速度，同时调节控制面板5上的温度调节开关，PLC控制器控制电加热器401对循环水路4的水进行加热，壳体1内部的温度传感器103测得的水温传递至PLC控制器，当水温低于预设值时，PLC控制器控制加热器401继续加热，当水温高于预设值时，PLC控制器控制加热器401停止加热，使壳体1的水温达到预设值，待壳体1内的水流和温度均匀后，放入鼠类，开始计时，记录水流的流速和实验时间，利用摄像机记录鼠类的游动状态，达到预期实验时间后取出鼠类，立即用仪器观察其心率和血压，记录，进而判定鼠类的运动情况。
进一步优化方案，控制器控制水流流速为2-6L/min，控制器控制水温温度为30-33℃。可根据实验目的不同调节水流流速，观察常温下不同强度的游泳训练诱发的机体生理改变。
实施例二
参照图5-7所示，本实施例与实施例一的区别仅在于，壳体1前后侧壁开设有横向凹槽106，挡板2前后侧壁开设有滑槽202，滑槽202内滑动设置有螺母。将螺钉穿过横向凹槽106和滑槽202与螺母配合锁紧，实现挡板2以不同角度与壳体1前后侧壁的固定，对于鼠类运动情况综合判定提供更多的参考。
实施例三
本实施例与实施例二的区别仅在于，控制器控制水流流速为2-6L/min，控制器控制水温温度为20-25℃。观察低温对对鼠类游泳运动的影响及机体相应的生理改变。
实施例四
本实施例与实施例三的区别仅在于，控制器控制水流流速为2-6L/min，控制器控制水温温度为35-40℃。观察高温对鼠类游泳运动的影响及机体相应的生理改变。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种鼠类游泳运动训练恒温流动水池，其特征在于：包括透明壳体(1)、竖直设置在所述壳体(1)内部一个以上的隔板(3)、垂直于所述隔板(3)且与水平面夹角为锐角的挡板(2)、连通所述壳体(1)左右侧壁的循环管路(4)、控制水池内温度的温控单元、设置在所述循环管路(4)上的循环单元及用于控制所述温控单元和循环单元的控制器。
2.根据权利要求1所述的一种鼠类游泳运动训练恒温流动水池，其特征在于：所述壳体(1)左右侧壁为中空结构，所述循环管路(4)两端与所述壳体(1)左右外侧壁连通，所述壳体(1)左侧内壁上部均匀开设有第一分水孔(104)、所述壳体(1)右侧内壁下部均匀开设有第三分水孔(105)、所述挡板(2)下部均匀开设有第二分水孔(201)；所述隔板(3)通过凹槽(101)与所述壳体(1)配合；所述隔板(3)为筛网结构；
所述壳体(1)前后侧壁开设有横向凹槽(106)，所述挡板(2)前后侧壁开设有滑槽(202)，所述滑槽(202)内滑动设置有螺母。
3.根据权利要求1所述的一种鼠类游泳运动训练恒温流动水池，其特征在于：所述壳体(1)底部为倒四边锥形的中空结构，与水接触的上底板(9)均匀开设有漏孔(901)，壳体(1)底部的下底板(8)为可抽拉结构。
4.根据权利要求1所述的一种鼠类游泳运动训练恒温流动水池，其特征在于：所述控制器为控制面板(5)，所述控制面板(5)内置有PLC控制器，所述控制面板(5)上设有与所述PLC控制器电性连接的电源开关、温度调节开关、流速控制器、时间显示器及定时器。
5.根据权利要求4所述的一种鼠类游泳运动训练恒温流动水池，其特征在于：所述温控单元包括设置在所述壳体(1)内部的温度传感器(103)和设置在所述循环管路(4)上的电加热器(401)，所述温度传感器(103)和所述电加热器(401)与所述PLC控制器电性连接。
6.根据权利要求4所述的一种鼠类游泳运动训练恒温流动水池，其特征在于：所述循环单元包括设置在所述循环管路(4)上的电磁阀(402)、水泵(403)及设置在所述壳体(1)进水侧的流量传感器(102)，所述电磁阀(402)、水泵(403)、流量传感器(102)与所述PLC控制器电性连接。
7.根据权利要求1所述的一种鼠类游泳运动训练恒温流动水池，其特征在于：所述循环管路(4)靠近进水口端设置有过滤器(404)，所述过滤器(404)内填充有活性炭。
8.根据权利要求1所述的一种鼠类游泳运动训练恒温流动水池，其特征在于：所述壳体(1)侧壁上设置有捞鼠器(7)，所述捞鼠器(7)包括固定在所述壳体(1)侧壁上的悬挂板(701)、挂接在所述悬挂板(701)上的连杆(702)及与所述连杆(702)另一端固定的圆环(703)。
9.一种应用权利要求1-8任一项所述水池的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：
将水池接通电源、通过控制器控制循环单元运行，使壳体(1)内水的流速达到恒定速度，同时通过控制器控制温控单元调整壳体(1)内的水温，待壳体(1)内的水流和温度均匀后，放入鼠类，开始计时，记录鼠类在壳体(1)内的游动时间。
10.根据权利要求9所述的一种鼠类游泳运动训练恒温流动水池的使用方法，其特征在于：所述控制器控制水流流速为2-6L/min，所述控制器控制水温温度为20-40℃。
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