CN217390729U - 一种小型化动物神经信号采集装置 - Google Patents

Abstract

一种小型化动物神经信号采集装置，包括脑电采集设备本体、稳压电源、试验箱、外箱体；还具有电刺激设备、上盖机构、调节电路、检测机构；实验箱的上端安装有活动盖，试验箱安装在外箱体内下部；上盖机构包括安装在一起的活动板、电动推杆；检测机构包括安装在一起的底板、力敏电阻、活动架，电刺激设备包括安装在一起的电动推杆A和电压调节器、电击针，脑电采集设备本体、稳压电源、电压调节器、调节电路安装在元件盒内并电性连接。本新型中，在探测机构及调节电路等共同作用下，能自动根据动物的重量自动调节输出电源的电压大小，满足不同重量动物在电刺激条件下所需适应性电压大小需要，由此给使用者带来了便利，并实现设备智能化。

Description

一种小型化动物神经信号采集装置

技术领域

本实用新型涉及医学实验数据采集设备技术领域，特别是一种小型化动物神经信号采集装置。

背景技术

神经系统疾病是发生于中枢神经系统、周围神经系统、植物神经系统的以感觉、运动、意识、植物神经功能障碍为主要表现的疾病，又称神经病。受限于现有医疗技术的限制，许多神经系统疾病的病因仍不清楚。在医学研究领域中，为了研究及治疗神经系统疾病会采用大量的动物(比如大鼠)来进行实验，其中研究动物在各种外在条件下、脑电活动信息是一项重要的研究科目。现有技术中，研究大鼠等的脑电活动信息前，有一种方式是先在大鼠的头部固定好脑电采集设备(脑电记录仪)的电极片(通过不干胶贴粘接方式粘接在检测部位)，然后将大鼠置于试验箱内，对大鼠进行电刺激条件下的脑电信息采集，实验人员通过实时观察脑电采集设备的实时数据(数据端与PC机相连，PC机可将数据存储)，进而得出大鼠在相应外在条件下的脑电信息。

目前，基于电刺激条件下，动物脑电数据采集的设备，由于结构所限，需要实验数据采集人员手动调节配套电压调节器输出电源的电压大小，以便实现不同大小动物在适应性的电刺激条件下进行脑电信息数据的采集(一般说来，达到同等电刺激条件下，动物体积大所需刺激的电压高、反之所需刺激的电压低)。由于需要人为手动进行调节，这样不但会给工作人员带来不便，也不利于提高采集设备的智能化功能。综上所述，提供一种能根据动物重量自动调节输出电源电压大小的装置显得尤为必要。

实用新型内容

为了克服现有基于电刺激的动物脑电数据采集设备，由于结构所限，需要根据数据采集动物的重量、人为调节电压调节器输出电压，会给使用者带来一定不便的弊端，本实用新型提供了基于脑电采集设备本体，应用中在相关机构及电路共同作用下，能自动根据动物的重量自动调节输出电源的电压大小，满足不同重量动物在电刺激条件下所需适应性电压大小需要，由此给使用者带来了便利，并实现了设备智能化的一种小型化动物神经信号采集装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种小型化动物神经信号采集装置，包括脑电采集设备本体、稳压电源、试验箱、外箱体；其特征在于还具有电刺激设备、上盖机构、调节电路、检测机构；所述实验箱的上端安装有活动盖，试验箱安装在外箱体内下部；所述上盖机构包括活动板、电动推杆，电动推杆固定部位安装在试验箱的后外侧一端，活动板的后侧端安装在电动推杆的活动部位；所述检测机构包括底板、力敏电阻、活动架，活动架有多套，每套活动架包括套管、弹簧和活动杆，活动杆、弹簧依次位于套管内，多套活动架的活动杆上端分别安装在底板的下端四周，多套活动架的套管下端分别安装在试验箱内下端四周，试验箱内下端安装有支撑座，力敏电阻安装在支撑坐上；所述电刺激设备包括电动推杆A和电压调节器、电击针，电动推杆A的固定部位安装在试验箱前外侧另一端，电击针绝缘安装在电动推杆A的活动部位前，底板上铺设有金属板；所述脑电采集设备本体、稳压电源、电压调节器、调节电路安装在元件盒内；所述电击针、金属板和电压调节器的电源输出两端分别电性连接，调节电路的电源输出端和电压调节器的电源输入端分别电性连接，力敏电阻两个信号端电性电性串联在调节电路的信号输入端之间。

进一步地，所述底板的内径小于试验箱的内径，力敏电阻的受力面和底板的下端接触。

进一步地，所述调节电路包括电性连接的五端可调稳压器、可调电阻、电容，五端可调稳压器的输出端和检测端及基准端、第一只电容一端、可调电阻一端连接，五端可调稳压器的输入和第二只电容一端连接，第一只电容另一端和五端可调稳压器的负极电源输入端、第二只电容另一端、可调电阻另一端连接。

本实用新型有益效果是：本新型基于脑电采集设备本体，其他使用方法和现有动物脑电数据信息采集设备一致，实验人员将脑电采集设备本体的电极片固定在大鼠的头部上，采集大鼠脑部的脑电活动信息。本新型中，工作人员能控制活动板上或下电击针接触动物的皮肤，为后续电刺激做好准备。本新型中，在探测机构及调节电路等共同作用下，能自动根据动物的重量自动调节输出电源的电压大小，满足不同重量动物在电刺激条件下所需适应性电压大小需要，由此给使用者带来了便利，并实现设备智能化。基于上述，本新型具有好的应用前景。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

图1、2是本新型整体结构及局部放大结构示意图。

图3是本新型电路图。

具体实施方式

图1、2、3中所示，一种小型化动物神经信号采集装置，包括脑电采集设备本体1、稳压电源A1、试验箱2、外箱体3；还具有电刺激设备、上盖机构、调节电路4、检测机构；所述外箱体3的上端铰接安装有一个活动盖31，试验箱2经螺杆螺母安装在外箱体3内下中部；所述上盖机构包括活动板4、电动推杆M、电源开关S1，电动推杆M的筒体经螺杆螺母垂直安装在试验箱2的后外侧端中部，活动板4的后侧端下中部经螺杆螺母安装在电动推杆M的活动杆上；所述检测机构包括矩形底板5、力敏电阻RT、活动架6，活动架6有四套，每套活动架6包括中空套管61、弹簧62和活动杆63，弹簧62位于套管61内下端，活动杆63下部位于套管61内上端且位于弹簧62上部，四套活动架的活动杆63上端分别焊接在底板5的下端四周，四套活动架的套管61下端分别焊接在试验箱2内下端四周，试验箱2内下端中部垂直焊接有一只支撑座7，力敏电阻RT安装在电路板上，电路板安装在支撑坐7上；所述电刺激设备包括电动推杆AM1和电压调节器A3、电击针8、电源开关AS2，电动推杆AM1的筒体经螺杆螺母纵向安装在试验箱2前外侧端中部开孔外且电动推杆AM1的活动杆经由开孔进入试验箱2内，电动推杆AM1的活动杆后侧端安装有一只绝缘塑料板9(活动杆后侧端焊接一只金属板10，塑料板粘接在金属板后侧端)电击针8(前端为钝头)后侧端用胶粘接在绝缘板后侧端，电动推杆AM1的活动杆位于前止点时，电击针8后端和试验箱2前内端处于一个垂直面，和电击针8连接的导线(具有长度余量)经由开孔向试验箱2外引出，试验箱2配套有一张铜质金属板10，金属板平铺在底板5上；所述脑电采集设备本体1、稳压电源A1、电压调节器A3、调节电路4、电源开关S、电源开关AS1安装在元件盒11内电路板上(电源开关S、电源开关AS1的操作手柄位于元件盒前端开孔外)，元件盒11经螺杆螺母安装在外箱体3前外侧端上右部，脑电采集设备本体1的显示界面位于元件盒11前端开孔外。

图1、2、3所示，稳压电源A1是型号220V/12V/1KW的交流220V转直流12V开关电源模块成品。试验箱2、外箱体3是透明塑料箱，底板5的内径小于试验箱2的内径，力敏电阻RT的受力面和底板5的下端中部接触。调节电路包括经电路板布线连接的五端可调稳压器A2、可调电阻RP1、电容C1及C2，五端可调稳压器A2的输出端5脚和检测端2脚及基准端4脚、可调电阻RP1一端、第一只电容C2一端连接，五端可调稳压器A2的输入端1脚和第二只电容C1一端连接，第二只电容C1另一端和五端可调稳压器A2的负极电源输入端3脚、第一只电容C2另一端、可调电阻RP1另一端连接。

图1、2、3所示，稳压电源A1的电源输入端1及2脚和交流220V电源两极分别经导线连接，稳压电源A1的电源输出端和脑电采集设备本体1的电源输入端、调节电路的电源输入端电容C1两端、电源开关S1的电源输入端2及5脚、电源开关AS2的电源输入端2及5脚分别经导线连接，电源开关S的电源输出端1、4脚及3、6脚和电动伸缩杆M的正负及负正两极电源输入两端分别经导线连接，电源开关AS2的电源输出端、4脚及3、6脚和电动伸缩杆AM1的正负及负正两极电源输入两端分别经导线连接，电击针DJ(8)、金属板10和电压调节器A3的电源输出两端3及4脚分别经导线连接，调节电路的电源输出端电容C2一端及另一端和电压调节器A3的电源输入端1及2脚分别经导线连接，力敏电阻RT两端经导线串联在调节电路的两个信号输入端可调电阻RP1一端和电容C2一端。

图1、2、3所示，本新型基于脑电采集设备本体1，其他使用方法和现有动物脑电数据信息采集设备一致，实验人员将脑电采集设备本体的电极片固定在大鼠的头部上，采集大鼠的脑部的脑电活动信息。检测工作人员打开活动盖31把大鼠放在实验箱2内后，工作人员通过把电源开关S1的手柄向左或向右拨动，能使电源开关S1的2及5脚和1及4脚、3及6脚分别连通，进而电动推杆M的正负或负正两极得电，其活动杆推动活动盖31沿试验箱3内向上或向下运动，接近大鼠的上侧端(方便固定)或间隔大鼠的上侧端(检测完毕后方便取出大鼠)，到位后关闭电源开关S1；通过上述，可控制大鼠进入试验箱内后身体上下端的限位固定(大鼠下侧接触试验箱3内下的金属板10)，利于后续的脑电信息采集，或者采集完数据后从试验箱内取出大鼠。工作人员通过把电源开关AS2的手柄向左或向右拨动，能使电源开关AS1的2及5脚和1及4脚、3及6脚分别连通，进而电动推杆AM2的正负或负正两极得电，其活动杆推动电击针11向后或向前运动，接近大鼠的前侧端或间隔大鼠的前侧端(检测完毕后方便取出大鼠)，到位后关闭电源开关AS1；通过上述，可控制大鼠进入试验箱内固定后电击针DJ接触大鼠的前侧端皮肤，利于后续的脑电信息采集，或者采集完数据后从试验箱内取出大鼠。

图1、2、3所示，五端可调稳压器A2得电工作后，在其外围元件电容C1、C2(滤波作用)共同作用下，可调电阻RP1和力敏电阻RT为五端可调稳压器A2提供基准信号，2脚实时监测输出的电源电压大小，保证输出的电压稳定，实际情况下，当可调电阻RP1或力敏电阻RP的电阻值发生变化时，五端可调稳压器A2的输出电压会发生变化，可调电阻RP1或力敏电阻RT的电阻值调节得相对小时，五端可调稳压器A2的5脚输出的电压变高、反之降低。本新型中，动物放入试验箱2内后其重量会作用于底板5，然后底板5经活动杆63压缩弹簧62下行、底板5下端作用于力敏电阻RT的应变片，其中动物的体重越大时力敏电阻RT的电阻值越小，那么，五端可调稳压器A2的5脚输出到电压调节器A3的电压越高，电压调节器A3经电击针DJ及金属板10作用于动物的信号电流相对大，相反，动物的体重越小时力敏电阻RT的电阻值越大，那么，五端可调稳压器A2的5脚输出到电压调节器A3的电压越低，电压调节器A3经电击针DJ及金属板10作用于动物的信号电流相对小。通过上述，本新型就能自动根据动物的体重输出适宜的电压信号经电击针8作用于动物的皮肤，产生不同的电刺激信号作用于动物，进而采集其在相应电压值时不同的脑电活动信息数据。实际应用中，技术人员通过调节可调电阻RP1的电阻值能设定五端可调稳压器A2的5脚输出电压阈值，可调电阻RP1的电阻值调节得小时，那么其分压小，相应的五端可调稳压器A2的5脚输出电压高，反之相对低，具体电阻值通过不同的动物所需耐受耐压测定(第一次检测中，可逐渐调节可调电阻的电阻值，调节到动物不耐受时，身体明显运动量变得很大，稍微把电阻值调节小一点就可)。检测完后，把动物从试验箱内取出，弹簧推动底板上行，底板作用于力敏电阻作用力变小，力敏电阻RT电阻值变得再次大，为下次使用做好准备。电路中，电压调节器A2是工作电压交流220V的无极连续可调电压调节器，调节范围0-220V；可调电阻RP1型号是820Ω(本实施例调节到435Ω)；五端可调稳压器A2型号是CW200B；电容C1、C2规格是0.1μF；力敏电阻RT型号是IMS-C04N；；电动推杆M1、M2是工作电压直流12V的往复式电动伸缩杆成品，活动杆行程7厘米，电动推杆的筒体内上下端具有限位开关，当电动推杆的活动杆上或下行到止点时，电动推杆会失电，只有反向输入电源才会得电工作.

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征及本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种小型化动物神经信号采集装置，包括脑电采集设备本体、稳压电源、试验箱、外箱体；其特征在于还具有电刺激设备、上盖机构、调节电路、检测机构；所述试验箱的上端安装有活动盖，试验箱安装在外箱体内下部；所述上盖机构包括活动板、电动推杆，电动推杆固定部位安装在试验箱的后外侧一端，活动板的后侧端安装在电动推杆的活动部位；所述检测机构包括底板、力敏电阻、活动架，活动架有多套，每套活动架包括套管、弹簧和活动杆，活动杆、弹簧依次位于套管内，多套活动架的活动杆上端分别安装在底板的下端四周，多套活动架的套管下端分别安装在试验箱内下端四周，试验箱内下端安装有支撑座，力敏电阻安装在支撑座上；所述电刺激设备包括电动推杆A和电压调节器、电击针，电动推杆A的固定部位安装在试验箱前外侧另一端，电击针绝缘安装在电动推杆A的活动部位前，底板上铺设有金属板；所述脑电采集设备本体、稳压电源、电压调节器、调节电路安装在元件盒内；所述电击针、金属板和电压调节器的电源输出端分别电性连接，调节电路的电源输出端和电压调节器的电源输入端分别电性连接，力敏电阻两个信号端电性串联在调节电路的信号输入端之间。

2.根据权利要求1所述的一种小型化动物神经信号采集装置，其特征在于，底板的内径小于试验箱的内径，力敏电阻的受力面和底板的下端接触。

3.根据权利要求1所述的一种小型化动物神经信号采集装置，其特征在于，调节电路包括电性连接的五端可调稳压器、可调电阻、电容，五端可调稳压器的输出端和检测端及基准端、第一只电容一端、可调电阻一端连接，五端可调稳压器的输入端和第二只电容一端连接，第一只电容另一端和五端可调稳压器的负极电源输入端、第二只电容另一端、可调电阻另一端连接。

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