CN112493150B - 一种老鼠代谢行为检测及干预装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种老鼠代谢行为检测及干预装置，包括鼠笼本体、氧气调节组件、温度调节组件、湿度调节组件、称重组件、跑步机、饲喂组件及外部终端，通过各个组件检测和调节鼠笼本体内的环境，使之形成一个恒定环境并检测老鼠的代谢情况，通过对其进行不同条件的干预，如是否进行药物干预、是否进行运动干预，来观察其耗氧量、排泄物情况，从而判断其代谢情况，并可根据其代谢情况进行进一步干预治疗等措施，对于患有特定疾病如肥胖症、糖尿病等的老鼠可起到积极的干预作用，本装置在现有技术代谢检测的基础上加入了行为干预，可在检测的同时对其进行对应的积极干预，方便观察和统计各种干预对老鼠代谢的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种动物代谢实验科学领域，具体涉及一种老鼠代谢行为检测及干预装置。
背景技术
老鼠广泛分布于世界各地，经长期人工饲养选择培育，已育成1000多近交系和独立的远交群。早在17世纪就有人用老鼠做实验，现已成为使用量最大、研究最详尽的哺乳类实验动物，其中对老鼠代谢行为的研究是比较常见的一种研究方式，现有技术中对老鼠代谢行为的研究是将老鼠放置于一密闭空间内，对其定量补充食物和水，观察其在一定周期内的代谢行为，但目前的技术只停留在对老鼠代谢行为的研究和观察，并不对其进行干预，然而有些患有特定疾病的老鼠，如肥胖症、糖尿病，需要在对老鼠代谢行为检测的同时对其进行特定的干预，再观察其被干预后的代谢情况，从而确定治疗效果并且进一步干预治疗，现有技术中的检测和干预往往不在同时进行，无法实时检测到干预后的代谢结果及治疗效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种老鼠代谢行为检测及干预装置。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种老鼠代谢行为检测及干预装置，包括：
鼠笼本体：鼠笼本体内设置用于检测及干预老鼠代谢行为的各个组件；
氧气检测调节组件：用于检测鼠笼本体内的氧气浓度并根据老鼠代谢情况进行氧气浓度调节；
行为干预组件：用于根据各检测组件反馈的老鼠代谢情况而对老鼠进行行为干预，包括称重组件、饲喂组件及跑步机，所述跑步机固定设置于所述鼠笼本体底部，所述称重组件设置于跑步机上方，所述饲喂组件包括喂养组件及排泄组件，所述喂养组件及排泄组件分别设置于所述称重组件两侧；所述喂养组件包括进食部和投食部，所述进食部包括两个进食槽；所述投食部包括第一投食部和第二投食部，第一投食部为一投食管道；所述第二投食部包括输水管道、水箱及阀门；所述第一投食部和第二投食部分别对应两个进食槽；
控制组件：用于控制并传输所述各个组件的记录值至外部终端，包括无线传输模块、外部终端。
进一步的，所述称重组件有两个，两个称重组件对称设置，且两个称重组件互相远离的一侧分别设置两个液压缸，所述液压缸的活塞杆与称重组件固定连接，所述鼠笼本体对应两称重组件处分别预设可供称重组件进出的通道。
进一步的，所述第一投食部的投食管道包括两个进食管道，左侧进食管道用于投放食物，右侧进食管道用于投放药物，两个所述进食管道交汇处有一阀轮，所述阀轮的左侧设置有一挡板，所述挡板通过扭簧固定于所述左侧进食管道内，所述右侧进食管道设置一电磁阀，两个进食管道上方分别预设食物储存箱和药物储存箱。
进一步的，所述称重组件上方设置有一V形刮板，所述V型刮板两侧通过丝杠配合，所述V形刮板贴合所述称重组件的表面；
所述排泄组件包括一排泄槽，所述排泄槽底部倾斜且连接一排泄管道，所述排泄管道内斜向设置一过滤栅格，所述排泄管道与过滤栅格交汇处的一侧开口，开口侧设置有一粪便收集槽，栅格正下方设置有一尿液收集槽，所述粪便收集槽和尿液收集槽底部均设置有称重传感器；
进一步的，所述老鼠代谢行为检测及干预装置还包括：
温度检测调节组件：用于检测鼠笼本体内的温度并根据老鼠代谢情况进行温度调节；
湿度检测调节组件：用于检测鼠笼本体内的湿度并根据老鼠代谢情况进行湿度调节；
红外线测温组件：用于实时测量老鼠的体温情况；
摄像头：用于实时观察鼠笼内老鼠的步态及生活习性。
进一步的，所述氧气检测调节组件选用CGA870型号氧气调节器，所述氧气调节器设置于鼠笼本体内部。
进一步的，所述温度检测调节组件选用XMTD-2001单控数显温度控制调节器，所述温度控制调节器设置于鼠笼本体内部。
进一步的，所述湿度检测调节组件选用MFR0122型号湿度调节器，所述湿度调节器设置于鼠笼本体内部。
进一步的，所述外部终端为电脑监控终端。
本发明的有益效果是：
1）在现有技术鼠笼检测的基础上，涉及一种代谢行为检测及干预装置，装置内设置温度调节器、湿度调节器、氧气调节器，对封闭环境内的温湿度和氧气进行监测及适应的调节。
2）在对代谢行为的检测同时可对其进行干预，设置行为干预组件，行为干预组件包括饲喂组件和跑步机，称重组件设置于跑步机上方且与液压缸活塞杆固定连接，通过液压缸活塞杆的伸缩带动称重组件的伸缩，氧气调节器可检测特定时间内老鼠的耗氧量，排泄组件收集的粪便和尿液可判断其排泄情况，从而判断其代谢量，并且可根据情况对老鼠进行行为干预，如：运动干预：收回称重组件，露出下方的跑步机，强制老鼠运动；喂养组件进行药物干预；并再次观测老鼠代谢情况，得出干预的效果以及是否需要继续干预。
本发明巧妙地将称重和跑步机上下布局集成在鼠笼内，撤开称重组件即可强制进行跑步机运动干预，不再需要人工将老鼠从鼠笼取出进行运动干预，可通过手机APP实现远程干预，智能化程度高。
3）饲喂组件可定时定量对其进行食物和水的投放，投放食物时启动阀轮，阀轮的齿在旋转时抵接挡板，当挤压到食物后，挡板可被推开一定角度，避免压碎食物造成污染。食物落下直至进食槽内，当需要药物干预时，打开右侧进食管道的电磁阀，使得药物能够落下至阀轮处，落下至阀轮齿之间的间隙内再带至左侧挡板处，随食物一起落下，可以实现药物和食物投放可控，可通过手机APP实现远程喂食或药物干预。
4）通过V形刮板将称重组件上的粪便和尿液刮入排泄组件的排泄槽，再从排泄槽落下至排泄管道，排泄管道通过过滤栅格将尿液和粪便分离出来，分别分离至粪便收集槽和尿液收集槽内，方便对粪便和尿液的分别收集以及称重，可达到远程监测老鼠代谢的目的。
附图说明
图1为本发明一种老鼠代谢行为检测及干预装置的内部结构图；
图2为本发明一种老鼠代谢行为检测及干预装置称重组件收起后的内部结构示意图（图中排泄组件未画出）；
图3为本发明一种老鼠代谢行为检测及干预装置后视半剖图；
图4为本发明一种老鼠代谢行为检测及干预装置排泄组件的剖面图。
图中，1-鼠笼本体，2-称重组件，3-进食槽，4-排泄组件，5-液压缸，6-氧气检测调节组件，7-温度检测调节组件，8-湿度检测调节组件，9-跑步机，10-第一投食部，11-第二投食部，12-红外线组件测温组件，13-摄像头，14-阀轮，15-挡板，16-电磁阀，17-V形刮板，18-丝杠，19-排泄槽，20-排泄管道，21-过滤栅格，22-粪便收集槽，23-尿液收集槽。
具体实施方式
下面将结合实施例，对本发明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，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的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。
参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：
【实施例一】
一种老鼠代谢行为检测及干预装置，包括：
鼠笼本体1：鼠笼本体1内设置用于检测及干预老鼠代谢行为的各个组件；
氧气检测调节组件6：用于检测鼠笼本体内的氧气浓度并根据老鼠代谢情况进行氧气浓度调节；
行为干预组件：用于根据各检测组件反馈的老鼠代谢情况而对老鼠进行行为干预，包括称重组件2、饲喂组件及跑步机9，所述跑步机9固定设置于所述鼠笼本体1底部，所述称重组件2设置于跑步机9上方，所述饲喂组件包括喂养组件及排泄组件，所述喂养组件及排泄组件分别设置于所述称重组件2两侧；所述喂养组件包括进食部和投食部，所述进食部包括两个进食槽3；所述投食部包括第一投食部10和第二投食部11，第一投食部10为一投食管道；所述第二投食部11包括输水管道、水箱及阀门；所述第一投食部10和第二投食部11分别对应两个进食槽3；
控制组件：用于控制并传输所述各个组件的记录值至外部终端，包括无线传输模块、外部终端。
优选的，所述老鼠代谢行为检测及干预装置还包括：
温度检测调节组件7：用于检测鼠笼本体内的温度并根据老鼠代谢情况进行温度调节；
湿度检测调节组件8：用于检测鼠笼本体内的湿度并根据老鼠代谢情况进行湿度调节；
红外线测温组件12：用于实时测量老鼠的体温情况；
摄像头13：用于实时观察鼠笼的内部情况；
优选的，所述称重组件2有两个，两个称重组件2对称设置，且两个称重组件2互相远离的一侧分别设置两个液压缸5，所述液压缸5的活塞杆与称重组件2固定连接，所述鼠笼本体1对应两称重组件2处分别预设可供称重组件2进出的通道；检测人员可根据老鼠在恒定环境下的耗氧量而得出老鼠的具体代谢情况，根据其具体代谢情况来对其进行干预，例如在本实施例中，患有肥胖症的老鼠被检测到在恒温恒湿环境下特定时间内的耗氧量低于正常值，则通过液压缸5将称重组件2收回，露出跑步机9，外部终端控制跑步机9运行，强迫老鼠运动，同时氧气检测调节组件6记录运动过程中的耗氧量，当检测人员判断其达到预定值时，停止运行跑步机9，将称重组件2再次推出盖住跑步机9，并适当调节鼠笼本体内的氧气含量及温度湿度至原始值；达到对其进行行为检测以及干预的目的；
优选的，所述氧气检测调节组件6选用CGA870型号氧气调节器，所述氧气调节器设置于鼠笼本体内部。
优选的，所述温度检测调节组件7选用XMTD-2001单控数显温度控制调节器，所述温度控制调节器设置于鼠笼本体内部。
优选的，所述湿度检测调节组件8选用MFR0122型号湿度调节器，所述湿度调节器设置于鼠笼本体内部。
优选的，所述外部终端为电脑监控终端。
本实施例在对代谢行为的检测同时可对其进行干预，设置行为干预组件，行为干预组件包括饲喂组件、称重组件2和跑步机9，称重组件2设置于跑步机9上方且与液压缸5活塞杆固定连接，通过液压缸5活塞杆的伸缩带动称重组件2的伸缩，氧气检测调节组件6可检测特定时间内老鼠的耗氧量，排泄组件4收集的粪便和尿液可判断其排泄情况，从而判断其代谢量，并且可根据情况对老鼠进行行为干预，如：运动干预：收回称重组件2，露出下方的跑步机9，强制老鼠运动；喂养组件进行药物干预；并再次观测老鼠代谢情况，得出干预的效果以及是否需要继续干预。
【实施例二】
一种老鼠代谢行为检测及干预装置，包括：
鼠笼本体1：鼠笼本体1内设置用于检测及干预老鼠代谢行为的各个组件；
氧气检测调节组件6：用于检测鼠笼本体内的氧气浓度并根据老鼠代谢情况进行氧气浓度调节；
行为干预组件：用于根据各检测组件反馈的老鼠代谢情况而对老鼠进行行为干预，包括称重组件2、饲喂组件及跑步机9，所述跑步机9固定设置于所述鼠笼本体1底部，所述称重组件2设置于跑步机9上方，所述饲喂组件包括喂养组件及排泄组件，所述喂养组件及排泄组件分别设置于所述称重组件2两侧；所述喂养组件包括进食部和投食部，所述进食部包括两个进食槽3；所述投食部包括第一投食部10和第二投食部11，第一投食部10为一投食管道；所述第二投食部11包括输水管道、水箱及阀门；所述第一投食部10和第二投食部11分别对应两个进食槽3；
控制组件：用于控制并传输所述各个组件的记录值至外部终端，包括无线传输模块、外部终端。
优选的，所述老鼠代谢行为检测及干预装置还包括：
温度检测调节组件7：用于检测鼠笼本体内的温度并根据老鼠代谢情况进行温度调节；
湿度检测调节组件8：用于检测鼠笼本体内的湿度并根据老鼠代谢情况进行湿度调节；
红外线测温组件12：用于实时测量老鼠的体温情况；
摄像头13：用于实时观察鼠笼的内部情况；
优选的，所述称重组件2有两个，两个称重组件2对称设置，且两个称重组件2互相远离的一侧分别设置两个液压缸5，所述液压缸5的活塞杆与称重组件2固定连接，所述鼠笼本体1对应两称重组件2处分别预设可供称重组件2进出的通道；检测人员可根据老鼠在恒定环境下的耗氧量而得出老鼠的具体代谢情况，根据其具体代谢情况来对其进行干预，例如在本实施例中，患有肥胖症的老鼠被检测到在恒温恒湿环境下特定时间内的耗氧量低于正常值，则通过液压缸5将称重组件2收回，露出跑步机9，外部终端控制跑步机9运行，强迫老鼠运动，同时氧气检测调节组件6记录运动过程中的耗氧量，当检测人员判断其达到预定值时，停止运行跑步机9，将称重组件2再次推出盖住跑步机9，并适当调节鼠笼本体内的氧气含量及温度湿度至原始值；达到对其进行行为检测以及干预的目的；
优选的，所述第一投食部10的投食管道包括两个进食管道，左侧进食管道用于投放食物，右侧进食管道用于投放药物，两个所述进食管道交汇处有一阀轮14，所述阀轮14的左侧设置有一挡板15，所述挡板15通过扭簧固定于所述左侧进食管道内，所述右侧进食管道设置一电磁阀16，两个进食管道上方分别预设食物储存箱和药物储存箱，喂养组件可定时定量对其进行食物和水的投放，投放食物时启动阀轮14，阀轮14的齿在旋转时抵接挡板15，将挡板15推开一定角度，使得食物落下直至进食槽3内，当需要药物干预时，打开右侧进食管道的电磁阀16，使得药物能够落下至阀轮14处，落下至阀轮14齿之间的间隙内再带至左侧挡板15处，随食物一起落下，可以达到药物和食物投放可控，例如，特定时间内先对患病老鼠进行正常食物饲喂，在特定时间结束后对老鼠进行药物干预饲喂，观察相同时间内老鼠的代谢情况，从而判断药物的干预和治疗程度。
优选的，所述称重组件2上方设置有一V形刮板17，所述V型刮板两侧通过丝杠18配合，所述V形刮板17贴合所述称重组件2的表面；
所述排泄组件4包括一排泄槽19，所述排泄槽19底部倾斜且连接一排泄管道20，所述排泄管道20内斜向设置一过滤栅格21，所述排泄管道20与过滤栅格21交汇处的一侧开口，开口侧设置有一粪便收集槽22，栅格正下方设置有一尿液收集槽23，所述粪便收集槽22和尿液收集槽23底部均设置有称重传感器；
当需要收集粪便时，V形刮板17在丝杠18的作用下平动（V形刮板17与丝杠18配合，两个丝杠18联动时，在导向作用下可实现V形刮板17的平动，此结构对本领域技术人员而言是清楚的，这里不再赘述），将称重组件2上的粪便和尿液刮入排泄槽19内，粪便和尿液随着排泄槽19到达排泄管道20，通过排泄管道20内的过滤栅格21将尿液和粪便分离，尿液穿过过滤栅格21到达下方的尿液收集槽23，粪便无法穿过过滤栅格21，随着过滤栅格21滑落至粪便收集槽22，完成收集后可通过两个收集槽下方的称重传感器对粪便和尿液进行分别称重。
优选的，所述氧气检测调节组件6选用CGA870型号氧气调节器，所述氧气调节器设置于鼠笼本体内部。
优选的，所述温度检测调节组件7选用XMTD-2001单控数显温度控制调节器，所述温度控制调节器设置于鼠笼本体内部。
优选的，所述湿度检测调节组件8选用MFR0122型号湿度调节器，所述湿度调节器设置于鼠笼本体内部。
优选的，所述外部终端为电脑监控终端。
本实施例在对代谢行为的检测同时可对其进行干预，设置行为干预组件，行为干预组件包括饲喂组件、称重组件2和跑步机9，称重组件2设置于跑步机9上方且与液压缸5活塞杆固定连接，通过液压缸5活塞杆的伸缩带动称重组件2的伸缩，氧气检测调节组件6可检测特定时间内老鼠的耗氧量，排泄组件4收集的粪便和尿液可判断其排泄情况，从而判断其代谢量，并且可根据情况对老鼠进行行为干预，如：运动干预：收回称重组件2，露出下方的跑步机9，强制老鼠运动；喂养组件进行药物干预；并再次观测老鼠代谢情况，得出干预的效果以及是否需要继续干预。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种老鼠代谢行为检测及干预装置，其特征在于：包括：
鼠笼本体（1）：鼠笼本体（1）内设置用于检测及干预老鼠代谢行为的各个组件；
氧气检测调节组件（6）：用于检测鼠笼本体内的氧气浓度并根据老鼠代谢情况进行氧气浓度调节；
温度检测调节组件（7）：用于检测鼠笼本体内的温度并根据老鼠代谢情况进行温度调节；
湿度检测调节组件（8）：用于检测鼠笼本体内的湿度并根据老鼠代谢情况进行湿度调节；
红外线测温组件（12）：用于实时测量老鼠的体温情况；
摄像头（13）：用于实时观察鼠笼的老鼠的步态与生活习性；
行为干预组件：用于根据各检测组件反馈的老鼠代谢情况而对老鼠进行行为干预，包括称重组件（2）、饲喂组件及跑步机（9），所述跑步机（9）固定设置于所述鼠笼本体（1）底部，所述称重组件（2）设置于跑步机（9）上方，所述饲喂组件包括喂养组件及排泄组件（4），所述喂养组件及排泄组件（4）分别设置于所述称重组件（2）两侧；所述喂养组件包括进食部和投食部，所述进食部包括两个进食槽（3）；所述投食部包括第一投食部（10）和第二投食部（11），第一投食部（10）为一投食管道；所述第二投食部（11）包括输水管道、水箱及阀门；所述第一投食部（10）和第二投食部（11）分别对应两个进食槽（3）；
控制组件：用于控制并传输所述各个组件的记录值至外部终端，包括无线传输模块、外部终端；
所述称重组件（2）有两个，两个称重组件（2）对称设置，且两个称重组件（2）互相远离的一侧分别设置两个液压缸（5），所述液压缸（5）的活塞杆与称重组件（2）固定连接，所述鼠笼本体（1）对应两称重组件（2）处分别预设可供称重组件（2）进出的通道；
检测人员根据老鼠在恒定环境下的耗氧量而得出老鼠的具体代谢情况，根据其具体代谢情况来对其进行干预，患有肥胖症的老鼠被检测到在恒温恒湿环境下特定时间内的耗氧量低于正常值，则通过液压缸（5）将称重组件（2）收回，露出跑步机（9），外部终端控制跑步机（9）运行，强迫老鼠运动，同时氧气检测调节组件（6）记录运动过程中的耗氧量，当检测人员判断其达到预定值时，停止运行跑步机（9），将称重组件（2）再次推出盖住跑步机（9），并调节鼠笼本体内的氧气含量及温度湿度至原始值。
2.根据权利要求1所述的一种老鼠代谢行为检测及干预装置，其特征在于：所述第一投食部（10）的投食管道包括两个进食管道，左侧进食管道用于投放食物，右侧进食管道用于投放药物，两个所述进食管道交汇处有一阀轮（14），所述阀轮（14）的左侧设置有一挡板（15），所述挡板（15）通过扭簧固定于所述左侧进食管道内，所述右侧进食管道设置一电磁阀（16），两个进食管道上方分别预设食物储存箱和药物储存箱。
3.根据权利要求1所述的一种老鼠代谢行为检测及干预装置，其特征在于：所述称重组件上方设置有一V形刮板（17），所述V型刮板两侧通过丝杠（18）配合，所述V形刮板（17）贴合所述称重组件（2）的表面；
所述排泄组件（4）包括一排泄槽（19），所述排泄槽（19）底部倾斜且连接一排泄管道（20），所述排泄管道（20）内斜向设置一过滤栅格（21），所述排泄管道（20）与过滤栅格（21）交汇处的一侧开口，开口侧设置有一粪便收集槽（22），栅格正下方设置有一尿液收集槽（23），所述粪便收集槽（22）和尿液收集槽（23）底部均设置有称重传感器。
4.根据权利要求1所述的一种老鼠代谢行为检测及干预装置，其特征在于：所述氧气检测调节组件（6）选用CGA870型号氧气调节器，所述氧气调节器设置于鼠笼本体内部。
5.根据权利要求1所述的一种老鼠代谢行为检测及干预装置，其特征在于：所述温度检测调节组件（7）选用XMTD-2001单控数显温度控制调节器，所述温度控制调节器设置于鼠笼本体内部。
6.根据权利要求1所述的一种老鼠代谢行为检测及干预装置，其特征在于：所述湿度检测调节组件（8）选用MFR0122型号湿度调节器，所述湿度调节器设置于鼠笼本体内部。
7.根据权利要求1所述的一种老鼠代谢行为检测及干预装置，其特征在于：所述外部终端为电脑监控终端。
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