CN212415732U - 一种测量动物步态特征的实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种测量动物步态特征的实验装置，该实验装置包括跑步机、行为箱、压力传感器和拍摄装置，跑步机具有跑步履带，行为箱罩设在跑步履带上，行为箱和跑步履带限定出实验腔，实验腔用于承载实验动物，压力传感器设在跑步履带上，压力传感器用于测量实验动物的四肢的受力大小，拍摄装置朝向跑步机设置，拍摄装置用于拍摄实验动物的运动姿态。该测量动物步态特征的实验装置在采集实验动物的运动行为视频信息的同时可采集实验动物四肢的受力信息，实现了多维度的实验动物步态分析，从而提升了对实验动物运动分析的客观性。

Description

一种测量动物步态特征的实验装置

技术领域

本实用新型涉及动物实验设备技术领域，尤其涉及一种测量动物步态特征的实验装置。

背景技术

步态特征分析对于研究和治疗运动系统疾病如帕金森病、肌萎缩侧索硬化、亨廷顿舞蹈病、关节性疾病等非常重要，步态特征检测常常用在人类病例中，而适用于动物的尤其是大型动物的相关步态特征分析方法很少，并存在很大的局限性。对于大动物的检测装置，一般采用摄像头记录四肢运动轨迹，通过分析肢体、关节和脚踝的姿势和运动动力学评估运动的功能，同时在动物的四肢上涂红外染料来增加信噪比记录四肢运动轨迹。尽管四肢运动能在一定程度上反应参与的肌群活动，但是并不能准确的反应动物的肌肉参与的程度。标记物本身可能会影响到四肢的运动轨迹，而且其灵敏度也有待提高。由此，目前现有的动物步态测量的实验装置的分析方式较为单一，不能很好的进行动物的步态分析。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种测量动物步态特征的实验装置，该实验装置不仅能够拍摄动物的运动姿态，还可以检测动物运动时四肢的受力情况，能够从多个维度进行动物步态特征分析。

为实现上述技术效果，本实用新型的技术方案如下：

本实用新型公开了一种测量动物步态特征的实验装置，包括：跑步机，所述跑步机具有跑步履带；行为箱，所述行为箱罩设在所述跑步履带上，所述行为箱和所述跑步履带限定出实验腔，所述实验腔用于承载实验动物；压力传感器，所述压力传感器设在所述跑步履带上，所述压力传感器用于测量所述实验动物的四肢的受力大小；拍摄装置，所述拍摄装置朝向所述跑步机设置，所述拍摄装置用于拍摄所述实验动物的运动姿态。

在一些实施例中，所述压力传感器为多个，多个所述压力传感器呈多行多列排布。

在一些实施例中，所述行为箱包括：第一箱体，所述第一箱体固定连接在所述跑步机上，所述第一箱体的底面和其中一个侧面敞开设置；第二箱体，所述第二箱体可拆卸地连接在所述跑步机上，且所述第二箱体与所述第一箱体的敞开的侧面可拆卸相连。

在一些具体的实施例中，所述第二箱体包括：本体，所述本体的底面和相对设置的两个侧面敞开设置，所述本体的其中一个敞开的侧面与所述第一箱体的敞开的侧面可拆卸相连；挡板，所述挡板为三个，三个所述挡板分别选择地关闭或者打开所述本体的三个敞开处。

在一些更具体的实施例中，三个所述挡板分别滑动设置在所述本体的三个敞开处。

在一些具体的实施例中，所述行为箱还包括卡扣结构，所述卡扣结构用于将所述第二箱体连接在所述第一箱体上。

在一些更具体的实施例中，所述卡扣结构包括连接条，所述连接条的两端均设有卡凸，所述第一箱体和所述第二箱体上分别设有与所述卡凸配合的卡孔；或者，所述连接条的两端设有所述卡孔，所述第一箱体和所述第二箱体上分别设有所述卡凸。

在一些实施例中，所述第一箱体和所述第二箱体二者中的一个上设有定位孔，另一个上设有与所述定位孔连接的定位柱。

在一些实施例中，所述拍摄装置包括四个摄像头，四个所述摄像头分别设在所述行为箱的四个侧面。

在一些实施例中，所述行为箱为透明塑料箱体。

本实用新型的测量动物步态特征的实验装置，拍摄装置能够拍摄实验动物的运动姿态，压力传感器能够检测实验动物四肢受到的作用力，在采集实验动物的运动行为视频信息的同时可采集实验动物四肢的受力信息，实现了多维度的实验动物步态分析，从而提升了对实验动物运动分析的客观性。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是本实用新型实施例的测量动物步态特征的实验装置的结构示意图。

图2是本实用新型实施例的测量动物步态特征的实验装置的跑步履带上压力传感器的分布示意图。

图3是本实用新型实施例的测量动物步态调整的实验装置的第二箱体的分解示意图。

附图标记：

1、跑步机；11、跑步履带；

2、行为箱；21、第一箱体；22、第二箱体；221、本体；222、挡板；23、卡扣结构；

3、压力传感器。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参考图1-图3描述本实用新型实施例的测量动物步态特征的实验装置的具体结构。

如图1-图3所示，本实用新型实施例的测量动物步态特征的实验装置包括跑步机1、行为箱2、压力传感器3和拍摄装置(图中未示出)，跑步机1具有跑步履带11，行为箱2和跑步履带11限定出实验腔，实验腔用于承载实验动物，压力传感器3设在跑步履带11上，压力传感器3用于测量实验动物的四肢的受力大小，拍摄装置朝向跑步机1设置，拍摄装置用于拍摄实验动物的运动姿态。

在实际实验过程中，拍摄装置能够拍摄实验动物的运动姿态，而实验动物在跑步履带11运动时，位于跑步履带11上的压力传感器3能够检测到实验动物四肢对跑步履带11的压力，而这压力也就是实验动物四肢受到的作用力。由此，在采集实验动物的运动行为视频信息的同时可采集实验动物四肢的受力信息，因此后期结合四肢运动轨迹和力量分析实验动物的步态，能够更为客观分析实验动物运动行为，从而更好地对运动系统疾病进行研究。

本实用新型的测量动物步态特征的实验装置，拍摄装置能够拍摄实验动物的运动姿态，压力传感器3能够检测实验动物四肢受到的作用力，在采集实验动物的运动行为视频信息的同时可采集实验动物四肢的受力信息，实现了结合实验动物四肢运动轨迹和四肢受力情况，实现了多维度的实验动物步态分析，从而提升了对实验动物运动分析的客观性。

当然，这里需要说明的是，本实用新型的测量动物步态特征的实验装置还应该包括一个控制系统，该控制系统能够调节跑步履带11的速度，并且能够接收拍摄装置的拍摄结果以及压力传感器3的测量结果。在此，不对控制系统的具体类型做出限定，控制系统可以根据自动控制领域的现有技术选择。

在一些实施例中，压力传感器3为多个，多个压力传感器3呈多行多列排布。可以理解的是，由于实验动物在行为箱2内处于相对自由的状态，多个压力传感器3呈多行多列排布能够避免实验动物在行为箱2内的某个区域运动时无法检测到实验动物四肢受到的作用力的现象发生，确保了整个实验过程中无论实验动物处于行为箱2内的哪个角落，压力传感器3均能够检测实验动物四肢受到的作用力，从而保证了对实验动物的四肢受力情况的稳定检测。

这里需要额外说明的是，在本实用新型的其他实施例中，压力传感器3可以根据实际需要呈圆周分布或者放射状分布，具体可以根据实际需要选择，并不限于本实施例的多行多列排布。

在一些实施例中，如图2所示，行为箱2包括第一箱体21和第二箱体22，第一箱体21固定连接在跑步机1上，第一箱体21的底面和其中一个侧面敞开设置，第二箱体22可拆卸地连接在跑步机1上，且第二箱体22与第一箱体21的敞开的侧面可拆卸相连。

可以理解的是，在实际使用过程中，将第二箱体22直接对接到实验动物的饲养笼门，将动物转入第二箱体22，再将第二箱体22对接到第一箱体21上，这样即可将实验动物从饲养笼转移到跑步机1的跑步履带11上。在实验结束后，采用相同的操作，将动物从第一箱体21内转移回饲养笼中。由此，本实施例的行为箱2即是进行实验的实验箱，又是转移实验动物的转移笼，节省了成本，并减少了转移动物的过程，更便于在实验过程中的动物转运。

在一些具体的实施例中，如图2所示，第二箱体22包括本体221和挡板222，本体221的底面和相对的两个侧面均敞开设置，本体221的其中一个敞开的侧面与第一箱体21的敞开的侧面可拆卸相连，挡板222为三个，三个挡板222分别用于可选择关闭或者打开本体221的三个敞开处。

可以理解的是，在实际转移过程中，拆去后侧的挡板222将动物由饲养笼转移到第二箱体22后安装后侧的挡板222，当第二箱体22对接到第一箱体21上后，拆去前侧的挡板222使得第二箱体22与第一箱体21连通，最后抽出下侧的挡板222确保实验动物在第二箱体22内时能够与跑步履带11保持接触。由此，第二箱体22既能作为转移笼，又可以作为实验笼的一部分，扩大了实验笼的体积，提升了本实施例测量动物步态特征的实验装置的实验装置能够兼容的实验动物种类。

在一些可选的实施例中，三个挡板222分别滑动设置在本体221的三个敞开处。由此，方便了挡板222打开或者关闭本体221的敞开端。

在一些可选的实施例中，本体221的侧壁上设有三个滑槽，滑槽与挡板222配合。可以理解的是，滑槽的存在一方面方便了挡板222能够稳定地与本体221相连，从而确保了挡板222与本体221配合时整个第二箱体22的稳定性，另一方面用户在安装挡板222时只需要推入或者抽出挡板222即可，操作非常简便。

当然，在本实用新型的其他实施例中，本体221和挡板222之间的连接还可以通过螺钉等连接件，并不限于本实施例的滑动配合结构。

在一些具体的实施例中，如图1所示，行为箱2还包括卡扣结构23，卡扣结构23用于将第二箱体22连接在第一箱体21上。可以理解的是，卡扣结构23能够较好地保证第一箱体21和第二箱体22之间的连接强度，从而避免第一箱体21和第二箱体22连接不稳定导致实验动物跑出的现象发生。

在一些更具体的实施例中，卡扣结构23包括连接条，连接条的两端均设有卡凸，第一箱体21和第二箱体22上分别设有与卡凸配合的卡孔；或者，连接条的两端设有卡孔，第一箱体21和第二箱体22上分别设有卡凸。由此，当第二箱体22和第一箱体21对接完毕时，只需要将连接条卡接在第一箱体21和第二箱体22的连接处即可，这样非常简单地实现了第一箱体21和第二箱体22的连接，方便了实验进行。

在一些实施例中，第一箱体21和第二箱体22二者中一个的上设有定位孔，另一个上设有与定位孔连接的定位柱。由此，当第二箱体22和第一箱体21对接完毕时，使得定位柱插接在定位孔上即可，这样非常简单地实现了第一箱体21和第二箱体22的连接，方便了实验进行。

这里需要补充说明的是，在有的实施例中，第一箱体21上设有定位孔，第二箱体22上设有与定位孔连接的定位柱，在有的实施例中，第二箱体22上设有定位孔，第一箱体21上设有与定位孔对应的定位柱，在有的实施例中，第一箱体21上设有定位孔和定位柱，第二箱体22上也设有定位孔和定位柱。

当然，在本实用新型的其他实施例中，第二箱体22和第一箱体21还可以通过螺钉、铆钉等连接件相连，并不限于前文所述的卡扣结构23。

在一些实施例中，拍摄装置包括四个摄像头，四个摄像头分别设在行为箱2的前侧、上侧、右侧及后侧。可以理解的是，四个摄像头能够全方位对运动中的实验动物进行全面拍摄，从而确保对实验动物的姿态进行稳定的监控。

在一些实施例中，行为箱2为透明塑料箱体。可以理解的是，透明塑料箱体不会影响到拍摄装置产品不利影响，从而避免行为箱2体对拍摄产生干扰的现象发生。

实施例：

如图1-图3所示，本实施例的测量动物步态特征的实验装置包括跑步机1、行为箱2、压力传感器3和拍摄装置，跑步机1具有跑步履带11，行为箱2罩设在跑步履带11上，行为箱2和跑步履带11限定出实验腔，实验腔用于承载实验动物，压力传感器3设在跑步履带11上，压力传感器3用于测量实验动物的受力大小，压力传感器3为十五个，十五个压力传感器3呈五行三列排布。拍摄装置对应跑步机1设置，拍摄装置用于拍摄实验动物的运动姿态。行为箱2包括第一箱体21、第二箱体22和卡扣结构23，第一箱体21固定连接在跑步机1上，第一箱体21的下侧和后侧敞开设置，第二箱体22可拆卸地连接在跑步机1上，第二箱体22包括本体221和挡板222，本体221的前侧、后侧及下侧均敞开设置，本体221的前侧与第一箱体21的后侧可拆卸相连，挡板222为三个，三个挡板222分别可滑动地配合在本体221的前侧、后侧及下侧。卡扣结构23包括连接条，连接条的两端均设有卡凸，第一箱体21和第二箱体22上分别设有与卡凸配合的卡孔。

本实施例的测量动物步态特征的实验装置的使用过程如下：

将第二箱体22从第一箱体21上拆下；

将第二箱体22对准实验动物的饲养笼，以使实验动物进入所述第二箱体22；

将第二箱体22与第一箱体21对接，并且将第二箱体22连接在跑步机1上；

开启跑步机1；

根据拍摄装置拍摄在实验动物的姿态以及压力传感器3检测的实验动物的四肢的受力进行实验动物的步态分析。

本实施例的测量动物步态特征的实验装置的优点如下：

第一：本实用新型设计的行为箱2采用第一箱体21和第二箱体22可拆卸结构，既是进行实验的实验箱，又是转移实验动物的转移笼，节省了成本，并减少了转移动物的过程，更便于在实验过程中的动物转运。

第二：本实用新型在跑步履带11下方增加了压力传感器3，在采集运动行为视频信息的同时可采集动物四肢的受力信息，因此后期结合四肢运动轨迹和力量分析实验动物的步态，能够更客观的对实验动物运动行为进行评价。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、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实用新型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。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种测量动物步态特征的实验装置，其特征在于，包括：

跑步机(1)，所述跑步机(1)具有跑步履带(11)；

行为箱(2)，所述行为箱(2)罩设在所述跑步履带(11)上，所述行为箱(2)和所述跑步履带(11)限定出实验腔，所述实验腔用于承载实验动物；

压力传感器(3)，所述压力传感器(3)设在所述跑步履带(11)上，所述压力传感器(3)用于测量所述实验动物的四肢的受力大小；

拍摄装置，所述拍摄装置朝向所述跑步机(1)设置，所述拍摄装置用于拍摄所述实验动物的运动姿态。

2.根据权利要求1所述的测量动物步态特征的实验装置，其特征在于，所述压力传感器(3)为多个，多个所述压力传感器(3)呈多行多列排布。

3.根据权利要求1所述的测量动物步态特征的实验装置，其特征在于，所述行为箱(2)包括：

第一箱体(21)，所述第一箱体(21)固定连接在所述跑步机(1)上，所述第一箱体(21)的底面和其中一个侧面敞开设置；

第二箱体(22)，所述第二箱体(22)可拆卸地连接在所述跑步机(1)上，且所述第二箱体(22)与所述第一箱体(21)的敞开的侧面可拆卸相连。

4.根据权利要求3所述的测量动物步态特征的实验装置，其特征在于，所述第二箱体(22)包括：

本体(221)，所述本体(221)的底面和相对的两个侧面均敞开设置，所述本体(221)的其中一个敞开的侧面与所述第一箱体(21)的敞开的侧面可拆卸相连；

挡板(222)，所述挡板(222)为三个，三个所述挡板(222)分别用于可选择地关闭或打开所述本体(221)的三个敞开处。

5.根据权利要求4所述的测量动物步态特征的实验装置，其特征在于，三个所述挡板(222)分别滑动设置在所述本体(221)的三个敞开处。

6.根据权利要求3所述的测量动物步态特征的实验装置，其特征在于，所述行为箱(2)还包括卡扣结构(23)，所述卡扣结构(23)用于将所述第二箱体(22)连接在所述第一箱体(21)上。

7.根据权利要求6所述的测量动物步态特征的实验装置，其特征在于，所述卡扣结构(23)包括连接条，所述连接条的两端均设有卡凸，所述第一箱体(21)和所述第二箱体(22)上分别设有与所述卡凸配合的卡孔；或者，所述连接条的两端设有所述卡孔，所述第一箱体(21)和所述第二箱体(22)上分别设有所述卡凸。

8.根据权利要求3所述的测量动物步态特征的实验装置，其特征在于，所述第一箱体(21)和所述第二箱体(22)二者中的一个上设有定位孔，另一个上设有与所述定位孔连接的定位柱。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的测量动物步态特征的实验装置，其特征在于，所述拍摄装置包括四个摄像头，四个所述摄像头分别设在所述行为箱(2)的四个侧面。

10.根据权利要求9所述的测量动物步态特征的实验装置，其特征在于，所述行为箱(2)为透明塑料箱体。

Images