CN117378514B - 一种高气压环境下动物实验系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高气压环境下动物实验系统，包括加压实验舱和可拆卸安装在加压实验舱内的用于承载实验动物的实验笼，实验笼的底部为筛网结构，实验笼的下方安装有排泄物收集机构，实现实验动物的排泄物的定时收集，及收集好后的排泄物防止挥发的功能；动物实验系统还包括置于加压实验舱内的供水机构，通过气压控制，精确实现定时定量给水，可以有效地提高动物在加压实验舱内的生存，保证给水的稳定性，避免出现水挥发等情况。
Description
技术领域
本发明涉及动物实验技术领域，特别是涉及高压环境下的动物实验装置。
背景技术
在各类潜水活动时，进入水下，人员会受到高气压的影响，必须遵循特定规律，否则极易导致病理损伤。研究高气压对机体的影响、探索各类潜水疾病的预防和救治措施，成为高气压医学学科的核心任务。在高气压医学中，开展动物研究是深入探索高气压环境对机体的生理和病理影响、将新型防治措施应用于实践的常规途径。而这必须依赖于加压舱，它是模拟高气压环境的必备器材。
现有在高气压环境下进行动物实验时，一般是预先将水放置在加压实验舱内，水开放性地向实验动物提供，这导致实验动物在实验前期阶段频繁喝水，使得实验后期阶段实验动物无水可喝，不利用动物实验的继续进行，经检索发现现有并不存在为加压实验舱内的实验动物精确定时定量给水的技术。而且，如何实现排泄物的收集防止加压实验舱内污染且防止收集的排泄物挥发也是加压舱设计过程中不断去改进的方向。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题和不足，提供一种高气压环境下动物实验系统。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：
本发明提供一种高气压环境下动物实验系统，包括一加压实验舱，其特点在于，还包括一可拆卸安装在加压实验舱内的用于承载实验动物的实验笼，所述实验笼的底部为筛网结构，所述实验笼的下方安装有排泄物收集机构；
所述排泄物收集机构包括长条状的固定框以及置于固定框内并与固定框滑动连接的滑动收集框，所述固定框的顶部开设有一孔洞，所述孔洞上连接有用于对接实验笼底部的上宽下窄的罩体，所述罩体的顶部与所述筛网结构的底部相固定；
所述滑动收集框包括滑动框体及安装在滑动框体内的多个从左至右分隔设置的子框架，所述子框架的内腔通过滤网上下分隔为上下设置的固态收集舱以及液态收集舱；
所述排泄物收集机构还包括用于驱动滑动收集框左右滑动的驱动机构，所述驱动机构与滑动收集框传动连接，所述滑动收集框滑动过程中任意子框架的上端开口与孔洞对接；
所述动物实验系统还包括置于加压实验舱内的供水机构，所述供水机构包括一储水罐，所述储水罐包括由上至下依次设置的总罐体、子罐体和给水嘴，所述总罐体与子罐体之间安装有第一气动阀门，所述子罐体和给水嘴之间安装有第二气动阀门，所述第一气动阀门与第一气压调节管路连接以由第一气压调节管路所调节，所述第二气动阀门与第二气压调节管路连接以由第二气压调节管路所调节；
所述总罐体内安装有第一液位传感器，所述子罐体内安装有第二液位传感器，所述给水嘴内安装有第三液位传感器；
所述驱动机构、第一气压调节管路、第二气压调节管路、第一液位传感器、第二液位传感器和第三液位传感器均由外部控制器所控制，所述外部控制器用于在排泄物收集时间达到设定排泄物收集时间时，控制驱动机构驱动滑动收集框向右滑动，以使得孔洞正下方的子框架向右滑动，此远离孔洞的子框架的上端开口正好被固定框的内顶部相盖，距离孔洞最近的子框架向右滑动至孔洞的正下方，此位于孔洞正下方的子框架的上端开口正好与孔洞对接；
所述第一液位传感器用于检测总罐体内的水位并传给外部控制器，所述外部控制器用于在总罐体内的水位达到第一设定水位时表明总罐体内的水量达到预设水量；
所述外部控制器用于在达到设定分水时间时控制第一气压调节管路来调节管路中的气压至对应设定气压以使得第一气动阀门打开，总罐体内的水向下流入子罐体内；所述第二液位传感器用于检测子罐体内的水位并传给外部控制器，所述外部控制器用于在子罐体内的水位达到第二设定水位时停止控制第一气压调节管路以使得第一气动阀门关闭；
所述外部控制器用于在达到设定给水时间时控制第二气压调节管路来调节管路中的气压至对应设定气压以使得第二气动阀门打开，子罐体内的水向下流入给水嘴内；所述第三液位传感器用于检测给水嘴内的水位并传给外部控制器，所述外部控制器用于在给水嘴内的水位达到第三设定水位时停止控制第二气压调节管路以使得第二气动阀门关闭。
本发明的积极进步效果在于：本发明设计排泄物收集机构，实现实验动物的排泄物的定时收集，及收集好后的排泄物防止挥发的功能；本发明设计了供水机构，通过气压控制，精确实现定时定量给水，可以有效地提高动物在加压实验舱内的生存，保证给水的稳定性，避免出现水挥发等情况。
附图说明
图1为本发明具体实施例的高气压环境下动物实验系统的结构示意图。
图2为本发明具体实施例的驱动机构的一种结构示意图。
图3为本发明具体实施例的驱动机构的另一种结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
如图1-3所示，本实施例提供一种高气压环境下动物实验系统，包括一加压实验舱1和一可拆卸安装在加压实验舱1内的用于承载实验动物的实验笼2，实验笼2的底部为筛网结构3，实验笼2的下方安装有排泄物收集机构4。
排泄物收集机构4包括长条状的固定框41以及置于固定框41内并与固定框41滑动连接的滑动收集框42，固定框41的顶部开设有一孔洞43，孔洞43上连接有用于对接实验笼2底部的上宽下窄的罩体44，罩体44的顶部与筛网结构3的底部相固定，罩体44的顶部直径与筛网结构3的长度相等，或，罩体44的顶部直径大于筛网结构3的长度。
滑动收集框42包括滑动框体421及安装在滑动框体421内的多个从左至右分隔设置的子框架422，子框架422的内腔通过滤网423上下分隔为上下设置的固态收集舱424以及液态收集舱425。
排泄物收集机构4还包括用于驱动滑动收集框42左右滑动的驱动机构，驱动机构与滑动收集框42传动连接，固定框41上固定有与滑动收集框42相滑配的导轨46，滑动收集框42滑动过程中可以实现任意子框架422的上端开口与孔洞43对接。利用排泄物收集机构4实现实验动物的排泄物的及时收集，实现收集好后的排泄物防止挥发的功能。
具体地，如图2所示，驱动机构的一种实现结构，驱动机构包括旋转气缸，旋转气缸固定在固定框41上，旋转气缸的旋转轴451连接齿轮452。
滑动收集框42上安装有与齿轮452啮合的直齿条453。
外部控制器用于在排泄物收集时间达到设定排泄物收集时间时，控制外部气源开启，旋转气缸在外部气源提供的气动作用下旋转，带动齿轮452旋转，随之带动直齿条453向右滑动，进而带动滑动收集框42沿着导轨46向右滑动，以使得孔洞43正下方的子框架422向右滑动，此远离孔洞43的子框架422的上端开口正好被固定框41的内顶部相盖，以防止收集好后的排泄物挥发，距离孔洞43最近的子框架422向右滑动至孔洞43的正下方，此位于孔洞43正下方的子框架422的上端开口正好与孔洞43对接。
本方案中，外部控制器定时控制收集排泄物，如每天收集一次，收集好的排泄物向右滑动使得最新承载有排泄物的子框架422的上端开口正好被固定框41的内顶部相盖，起到防止收集好后的排泄物挥发的功能，此时恰好需要承载下一天的排泄物的子框架422滑动到孔洞43正下且子框架422的上端开口正好与孔洞43对接。
如图3所示，驱动机构的另一种实现结构，驱动机构为气动驱动机构。
滑动收集框42的端部连接有驱动杆454，驱动杆454上安装有活塞455，活塞455滑动设置在固定框41内，活塞455与固定框41围成一气室456，气室456连接一输气管路457。
外部控制器用于在排泄物收集时间达到设定排泄物收集时间时，控制输气管路457开启，向气室456内输入气体，活塞455通过驱动杆454带动滑动收集框42向右滑动，以使得孔洞43正下方的子框架422向右滑动，此远离孔洞43的子框架422的上端开口正好被固定框41的内顶部相盖，以防止收集好后的排泄物挥发，距离孔洞43最近的子框架422向右滑动至孔洞43的正下方，此位于孔洞43正下方的子框架422的上端开口正好与孔洞43对接。
动物实验系统还包括置于加压实验舱1内的供水机构，供水机构包括一储水罐5，储水罐5包括由上至下依次设置的总罐体51、子罐体52和给水嘴53，总罐体51与子罐体52之间安装有第一气动阀门54，子罐体52和给水嘴53之间安装有第二气动阀门55，第一气动阀门54与第一气压调节管路56连接以由第一气压调节管路56所调节，第二气动阀门55与第二气压调节管路57连接以由第二气压调节管路57所调节。
总罐体51内安装有第一液位传感器，子罐体52内安装有第二液位传感器，给水嘴53内安装有第三液位传感器。
总罐体51内还可以安装有第一气压传感器，第一气压传感器用于反馈总罐体51内的气压情况给外部控制器，子罐体52内还可以安装有第二气压传感器，第二气压传感器用于反馈子罐体52内的气压情况给外部控制器。
第一液位传感器用于检测总罐体内51的水位并传给外部控制器，外部控制器用于在总罐体51内的水位达到第一设定水位时表明总罐体51内的水量达到预设水量。
外部控制器用于在达到设定分水时间时控制第一气压调节管路56来调节管路中的气压至对应设定气压以使得第一气动阀门54打开，总罐体51内的水向下流入子罐体52内；第二液位传感器用于检测子罐体52内的水位并传给外部控制器，外部控制器用于在子罐体52内的水位达到第二设定水位时停止控制第一气压调节管路56以使得第一气动阀门54关闭。
外部控制器用于在达到设定给水时间时控制第二气压调节管路57来调节管路中的气压至对应设定气压以使得第二气动阀门55打开，子罐体52内的水向下流入给水嘴53内；第三液位传感器用于检测给水嘴53内的水位并传给外部控制器，外部控制器用于在给水嘴53内的水位达到第三设定水位时停止控制第二气压调节管路57以使得第二气动阀门55关闭。
其中，第一气压调节管路56包括第一气压管路A1和第一气压管路A2，第一气压管路A1的一端与第一气动阀门的一通气口连接、另一端与外部气源连接，第一气压管路A1上且位于加压实验舱1的外部设置有第一电磁阀A1和第一气压调节阀A1，第一气压管路A2的一端与第一气动阀门54的另一通气口连接、另一端与外部气源连接，第一气压管路A2上且位于加压实验舱1的外部设置有第一电磁阀A2和第一气压调节阀A2。
外部控制器用于在达到设定分水时间时控制第一电磁阀A1打开，外部气源中的气体进入第一气压管路A1中，第一气压调节阀A1调节第一气压管路A1中的气压至对应设定气压以使得第一气动阀门54打开，总罐体51内的水向下流入子罐体52内；第二液位传感器用于检测子罐体52内的水位并传给外部控制器，外部控制器用于在子罐体52内的水位达到第二设定水位时控制第一电磁阀A1关闭和第一气压调节阀A1暂停调节，并控制第一电磁阀A2打开，外部气源中的气体进入第一气压管路A2中，第一气压调节阀A2调节第一气压管路A2中的气压至对应设定气压以使得第一气动阀门54关闭。
其中，第二气压调节管路57包括第二气压管路B1和第二气压管路B2，第二气压管路B1的一端与第二气动阀门55的一通气口连接、另一端与外部气源连接，第二气压管路B1上且位于加压实验舱1的外部设置有第二电磁阀B1和第二气压调节阀B1，第二气压管路B2的一端与第二气动阀门55的另一通气口连接、另一端与外部气源连接，第二气压管路B2上且位于加压实验舱1的外部设置有第二电磁阀B2和第二气压调节阀B2。
外部控制器用于在达到设定给水时间时控制第二电磁阀B1打开，外部气源中的气体进入第二气压管路B1中，第二气压调节阀B1调节第二气压管路B1中的气压至对应设定气压以使得第二气动阀门55打开，子罐体52内的水向下流入给水嘴53内；第三液位传感器用于检测给水嘴53内的水位并传给外部控制器，外部控制器用于在给水嘴53内的水位达到第三设定水位时控制第二电磁阀B1关闭和第二气压调节阀B1暂停调节，并控制第二电磁阀B2打开，外部气源中的气体进入第二气压管路B2中，第二气压调节阀B2调节第二气压管路B2中的气压至对应设定气压以使得第二气动阀门55关闭。
此外，动物实验系统还包括一注射系统6，注射系统包括固定在固定框41上的固定架61和固定在固定架61上的至少一个气动推杆62，每一气动推杆62均对应一个内部存有注射液体的注射器63，注射器63的注射口的一端与连接管64相连接，连接管64的另一端穿设固定架61后与预设在实验动物上的对应留置管相连接，注射器63的推动杆与对应气动推杆62的一端固定连接。
外部控制器用于在注射时间达到设定注射时间时，控制气源开启，气动推杆62在气源提供的气动作用下推动注射器63的推动杆移动，注射器63内的注射液体通过连接管64和对应留置管注射入实验动物体内。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种高气压环境下动物实验系统，包括一加压实验舱，其特征在于，还包括一可拆卸安装在加压实验舱内的用于承载实验动物的实验笼，所述实验笼的底部为筛网结构，所述实验笼的下方安装有排泄物收集机构；
所述排泄物收集机构包括长条状的固定框以及置于固定框内并与固定框滑动连接的滑动收集框，所述固定框的顶部开设有一孔洞，所述孔洞上连接有用于对接实验笼底部的上宽下窄的罩体，所述罩体的顶部与所述筛网结构的底部相固定；
所述滑动收集框包括滑动框体及安装在滑动框体内的多个从左至右分隔设置的子框架，所述子框架的内腔通过滤网上下分隔为上下设置的固态收集舱以及液态收集舱；
所述排泄物收集机构还包括用于驱动滑动收集框左右滑动的驱动机构，所述驱动机构与滑动收集框传动连接，所述滑动收集框滑动过程中任意子框架的上端开口与孔洞对接；
所述动物实验系统还包括置于加压实验舱内的供水机构，所述供水机构包括一储水罐，所述储水罐包括由上至下依次设置的总罐体、子罐体和给水嘴，所述总罐体与子罐体之间安装有第一气动阀门，所述子罐体和给水嘴之间安装有第二气动阀门，所述第一气动阀门与第一气压调节管路连接以由第一气压调节管路所调节，所述第二气动阀门与第二气压调节管路连接以由第二气压调节管路所调节；
所述总罐体内安装有第一液位传感器，所述子罐体内安装有第二液位传感器，所述给水嘴内安装有第三液位传感器；
所述驱动机构、第一气压调节管路、第二气压调节管路、第一液位传感器、第二液位传感器和第三液位传感器均由外部控制器所控制，所述外部控制器用于在排泄物收集时间达到设定排泄物收集时间时，控制驱动机构驱动滑动收集框向右滑动，以使得孔洞正下方的子框架向右滑动，此远离孔洞的子框架的上端开口正好被固定框的内顶部相盖，距离孔洞最近的子框架向右滑动至孔洞的正下方，此位于孔洞正下方的子框架的上端开口正好与孔洞对接；
所述第一液位传感器用于检测总罐体内的水位并传给外部控制器，所述外部控制器用于在总罐体内的水位达到第一设定水位时表明总罐体内的水量达到预设水量；
所述外部控制器用于在达到设定分水时间时控制第一气压调节管路来调节管路中的气压至对应设定气压以使得第一气动阀门打开，总罐体内的水向下流入子罐体内；所述第二液位传感器用于检测子罐体内的水位并传给外部控制器，所述外部控制器用于在子罐体内的水位达到第二设定水位时停止控制第一气压调节管路以使得第一气动阀门关闭；
所述外部控制器用于在达到设定给水时间时控制第二气压调节管路来调节管路中的气压至对应设定气压以使得第二气动阀门打开，子罐体内的水向下流入给水嘴内；所述第三液位传感器用于检测给水嘴内的水位并传给外部控制器，所述外部控制器用于在给水嘴内的水位达到第三设定水位时停止控制第二气压调节管路以使得第二气动阀门关闭。
2.如权利要求1所述的一种高气压环境下动物实验系统，其特征在于，所述第一气压调节管路包括第一气压管路A1和第一气压管路A2，所述第一气压管路A1的一端与第一气动阀门的一通气口连接、另一端与外部气源连接，所述第一气压管路A1上且位于加压实验舱的外部设置有第一电磁阀A1和第一气压调节阀A1，所述第一气压管路A2的一端与第一气动阀门的另一通气口连接、另一端与外部气源连接，所述第一气压管路A2上且位于加压实验舱的外部设置有第一电磁阀A2和第一气压调节阀A2；
所述外部控制器用于在达到设定分水时间时控制第一电磁阀A1打开，外部气源中的气体进入第一气压管路A1中，第一气压调节阀A1调节第一气压管路A1中的气压至对应设定气压以使得第一气动阀门打开，总罐体内的水向下流入子罐体内；所述第二液位传感器用于检测子罐体内的水位并传给外部控制器，所述外部控制器用于在子罐体内的水位达到第二设定水位时控制第一电磁阀A1关闭和第一气压调节阀A1暂停调节，并控制第一电磁阀A2打开，外部气源中的气体进入第一气压管路A2中，第一气压调节阀A2调节第一气压管路A2中的气压至对应设定气压以使得第一气动阀门关闭。
3.如权利要求1所述的一种高气压环境下动物实验系统，其特征在于，所述第二气压调节管路包括第二气压管路B1和第二气压管路B2，所述第二气压管路B1的一端与第二气动阀门的一通气口连接、另一端与外部气源连接，所述第二气压管路B1上且位于加压实验舱的外部设置有第二电磁阀B1和第二气压调节阀B1，所述第二气压管路B2的一端与第二气动阀门的另一通气口连接、另一端与外部气源连接，所述第二气压管路B2上且位于加压实验舱的外部设置有第二电磁阀B2和第二气压调节阀B2；
所述外部控制器用于在达到设定给水时间时控制第二电磁阀B1打开，外部气源中的气体进入第二气压管路B1中，第二气压调节阀B1调节第二气压管路B1中的气压至对应设定气压以使得第二气动阀门打开，子罐体内的水向下流入给水嘴内；所述第三液位传感器用于检测给水嘴内的水位并传给外部控制器，所述外部控制器用于在给水嘴内的水位达到第三设定水位时控制第二电磁阀B1关闭和第二气压调节阀B1暂停调节，并控制第二电磁阀B2打开，外部气源中的气体进入第二气压管路B2中，第二气压调节阀B2调节第二气压管路B2中的气压至对应设定气压以使得第二气动阀门关闭。
4.如权利要求1所述的一种高气压环境下动物实验系统，其特征在于，所述驱动机构包括旋转气缸，所述旋转气缸固定在固定框上，所述旋转气缸的旋转轴连接齿轮；
所述滑动收集框上安装有与齿轮啮合的直齿条，所述固定框上固定有与滑动收集框相滑配的导轨；
所述外部控制器用于在排泄物收集时间达到设定排泄物收集时间时，控制外部气源开启，旋转气缸在外部气源提供的气动作用下旋转，带动齿轮旋转，带动直齿条向右滑动，进而带动滑动收集框沿着导轨向右滑动，以使得孔洞正下方的子框架向右滑动，此远离孔洞的子框架的上端开口正好被固定框的内顶部相盖，距离孔洞最近的子框架向右滑动至孔洞的正下方，此位于孔洞正下方的子框架的上端开口正好与孔洞对接。
5.如权利要求1所述的一种高气压环境下动物实验系统，其特征在于，所述驱动机构为气动驱动机构；
所述滑动收集框的端部连接有驱动杆，所述驱动杆上安装有活塞，所述活塞滑动设置在固定框内；
所述活塞与固定框围成一气室，所述气室连接一输气管路；
所述外部控制器用于在排泄物收集时间达到设定排泄物收集时间时，控制输气管路开启，向气室内输入气体，活塞通过驱动杆带动滑动收集框向右滑动，以使得孔洞正下方的子框架向右滑动，此远离孔洞的子框架的上端开口正好被固定框的内顶部相盖，距离孔洞最近的子框架向右滑动至孔洞的正下方，此位于孔洞正下方的子框架的上端开口正好与孔洞对接。
6.如权利要求1所述的一种高气压环境下动物实验系统，其特征在于，所述罩体的顶部直径与筛网结构的长度相等，或，所述罩体的顶部直径大于筛网结构的长度。
7.如权利要求1所述的一种高气压环境下动物实验系统，其特征在于，所述总罐体内安装有第一气压传感器，所述子罐体内安装有第二气压传感器，所述第一气压传感器用于反馈总罐体内的气压情况给外部控制器，所述第二气压传感器用于反馈子罐体内的气压情况给外部控制器。
8.如权利要求1所述的一种高气压环境下动物实验系统，其特征在于，所述动物实验系统还包括一注射系统，所述注射系统包括固定在固定框上的固定架和固定在固定架上的至少一个气动推杆，每一所述气动推杆均对应一个内部存有注射液体的注射器，所述注射器的注射口的一端与连接管相连接，所述连接管的另一端穿设固定架后与预设在实验动物上的对应留置管相连接，所述注射器的推动杆与对应气动推杆的一端固定连接；
所述外部控制器用于在注射时间达到设定注射时间时，控制气源开启，气动推杆在气源提供的气动作用下推动推动杆移动，所述注射器内的注射液体通过连接管和对应留置管注射入实验动物体内。
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