專利名稱：一種模擬失重尾吊大鼠振動/運動訓練裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及航天生物醫學工程研究領域，更具體地說是涉及一種能夠在模擬失重條件下 對尾吊大鼠進行振動/運動訓練的裝置。
背景技術：
宇航員在長時間太空飛行中會發生嚴重的失重性骨丟失，骨丟失率甚至遠遠大于婦女絕 經后每年的骨丟失率(3。/。)，嚴重影響宇航員的正常工作和健康。所以尋找能有效對抗失重 性骨丟失的措施非常迫切。
伹由于空間實驗的局限性，目前這方面的研究數據主要是通過在地面模擬失重模型來獲 得的。目前最常用的模型之一是美國宇航局(NASA)于上世紀七十年代中期建立并發展的 大鼠尾吊模型。該模型通過尾部懸吊去除大鼠后肢負重，而前肢仍保持負重，在不影響大鼠 內分泌的情況下模擬后肢失重性骨丟失效應。
而關于對抗措施，多項動物實驗的數據表明，運動訓練是一種安全有效的對抗失重性骨 丟失的措施。在利用運動訓練對抗骨丟失的模型中，常用的訓練方式有跑步(Ishihara et al., Effects of running exercise during recovery from hindlimb unloading on soleus muscle fibers and their spinal motoneurons in rats. Neuroscience Research, 2004 ， 48: 119 — 127.)、飛輪(丄D. Fluckey, E.E. Dupont-Verstgden, et al. A rat resistance exercise regimen attenuates losses of musculoskeletal mass during hindlimb suspension. Acta Physiol Scand , 2002， 176 : 293-300. Esther E., Dupont-Versteegden， et al. ， Effect of flywheel-based resistance exercise on processes contributing to muscle atrophy during unloading in adult rats. J Appl Physiol 2006， 101: 202-212.)以及振動(B.S.Oxlund， G. 0rtoft. Low-intensity, high-frequency vibration appears to prevent the decrease in strength of the femur and tibia associated with ovariectomy of adult rats. Science direct bone，2003， 32: 69-77.)等幾種。
但是上述幾種訓練方式多少存在缺陷。其中跑步訓練無法保證大鼠在尾吊狀態下進行， 甚至是在尾吊后的恢復期進行訓練；飛輪訓練雖然是在尾吊狀態下進行但是不能保證尾吊角 度，同時訓練不是僅針對后肢進行也無法負載定量；振動訓練利用的是大鼠去勢模型，訓練 也是針對大鼠全身，并不適用于我們的大鼠尾吊模型。另夕卜，所有目前的訓練方式都是采用 單一的運動形式，比如單純的跑步或者單純的振動。這樣的訓練方式只能得出運動訓練是否對對抗骨丟失有效，而無法比較具體某種形式的運動對抗骨丟失更有效——這是現階段我們 研究更需要關注的。
Vincent等設計出一種大鼠訓練裝置，可以使大鼠產生向心或離心收縮運動，可以等長 等張等速的訓練肌肉，并且可以獲得大鼠運動時的負載。但該設計也存在系列問題，例如 需要在大鼠體內手術植入電極，采用交流電刺激會影響生物體本身電流，并且通過電刺激很 難控制大鼠訓練時的負載或運動量(Vincent J, Caiozzo， Eugene MA， et al.， A new animal model for modulating myosin isoform expression by altered mechanical activity. J. Appl. Physiol.， 1992, 73(4): 1432-1440.)。
因此，在這一領域迫切需要提供一種能夠在保持同一尾吊角度的模擬失重狀態下，對大 鼠進行多種形式、定量可控的運動訓練，同時訓練過程不對大鼠造成創傷的訓練裝置。' 發明 內 容
為了克服目前大鼠尾吊訓練裝置中存在的大鼠尾吊角度不能保持，運動形式單一且不可 以定量監測、可控，訓練前需要進行有創手術或麻醉處理等問題，本發明提供了一種能夠保 持同一尾吊角度，振動與運動訓練相結合，可以進行等長與等張運動，同時實現訓練定量化 和可控化的訓練裝置，用于研究探索并優化對抗失重性骨質丟失的運動方法。
根據本發明的一個方面，提供了一種大鼠尾吊固定裝置，用于固定大鼠并在訓練過程中 保持大鼠尾吊模擬失重狀態，其特征在于包括大鼠固定盒，用于容納大鼠頭部軀干和前肢， 并保持其姿勢固定；尾吊裝置，用于懸吊大鼠尾部，保持訓練過程中的模擬失重狀態；角度 調節裝置，用于調節所述大鼠固定盒與所述大鼠尾吊固定裝置的底座之間的角度，從而保證 大鼠軀干在訓練過程中仍保持平時的尾吊頭低位角度。
優選的，在所述的大鼠尾吊固定裝置中，所述的大鼠固定盒較高的一端可以開合，更方 便容納大鼠和固定大鼠；其較低的一端設置有大鼠位置調節裝置，可以控制大鼠在大鼠固定 盒中的深度，以適應不同長度的個體。
優選的，在所述的大鼠尾吊固定裝置中，所述的角度調節裝置包括固定座和固定輪架。 所述固定座包括固定座底盤，其被固定在所述大鼠尾吊固定裝置的底座上；固定座支架，
其被固定在所述固定座底盤上且其上鏤有數級高度限位孔；固定座橫梁，其穿過所述高度限 位孔，用以支撐并調節所述大鼠固定盒的高度；固定座托板，其被所述固定座橫梁所支撐， 用以支撐其上的大鼠固定盒。所述固定輪架其被固定在固定座托板上，可以調節所述大鼠固 定盒的角度，以保證大鼠軀干在訓練過程中與平時尾吊狀態下的頭低位角度保持一致
根據本發明的第二個方面，提供了一種大鼠尾吊振動/運動訓練裝置，用于對大鼠在尾吊 狀態下進行振動/運動訓練，其特征在于包括運動軌跡限制裝置，用于限制大鼠的運動范圍；振動訓練裝置，用于對大鼠進行振動訓練；主動運動訓練裝置，用于對大鼠進行主動運動訓 練；被動運動訓練裝置，用于對大鼠進行被動運動訓練；大鼠后肢固定裝置，用于放置和固 定大鼠的一對后肢，從而保證只針對大鼠后肢而非全部軀干進行訓練；和高度調節裝置，用 于調節所述大鼠尾吊振動/運動訓練裝置的高度以適應所述大鼠尾吊固定裝置的高度。
優選的，在所述的大鼠尾吊振動/運動訓練裝置中，所述的運動軌跡限制裝置包括運動軌 跡限制板，其長度決定大鼠運動軌跡的半徑大小；轉動輪架，其被固定在所述振動/運動訓練 裝置的托板上，所述運動軌跡限制板以相對所述托板可轉動的形式連接到所述轉動輪架上； 負載皮筋，其一端相對于所述振動/運動訓練裝置的底座固定，另一端固定在所述運動軌跡限 制板靠近大鼠的一端，可以通過增加皮筋數量調節大鼠運動負載量；第一運動限位桿，其被 設置在所述轉動輪架靠近大鼠的一端，下端固定在所述托板上，上端可以通過旋轉其頂端的 減震帽來調節所述運動限位桿的高度，從而控制大鼠運動幅度；第二運動限位桿，其被設置 在所述轉動輪架遠離大鼠的一端下端固定在所述托板上，上端可以通過旋轉其頂端的減震帽 來調節所述運動限位桿的高度，從而控制大鼠運動幅度。
優選的，在所述的大鼠尾吊振動/運動訓練裝置中，所述的振動訓練裝置包括步進電機和 振動軸。所述步進電機，其被固定在所述運動軌跡限制板靠近大鼠的一段，接受步進電機控 制器的控制產生相應頻率的振動。所述振動軸與所述步進電機相連接，并傳導振動至所述的 大鼠后肢固定裝置。
優選的，在所述的大鼠尾吊振動/運動訓練裝置中，所述的主動運動訓練裝置包括電剌激 器，其電極端連接在所述大鼠后肢固定裝置，用于給予大鼠足底電剌激。所述電剌激器，借 鑒了樊瑜波等人的發明專利"一種電弧式脈沖電刺激儀"(專利申請號200810246661.7)， 并獲得發明人實施權利許可。
優選的，在所述的大鼠尾吊振動/運動訓練裝置中，所述的被動運動訓練裝置包括直流 電機，固定在所述底座上，提供動力拉動所述運動軌跡限制板，對大鼠進行被動運動訓練； 滑輪，其固定在所述托板上；拉線，其一端固定在所述直流電機的轉動軸上，另一端固定在 所述運動軌跡限制板遠離大鼠的一端上，所述拉線穿過所述滑輪。
優選的，在所述的大鼠尾吊振動/運動訓練裝置中，所述的大鼠后肢固定裝置包括一對腳 踏板，其固定在所述的振動軸上，用于支撐并固定大鼠后肢。所述腳踏板上連接所述電刺激 器的電極端，使得振動訓練、主動運動訓練、被動運動訓練都只針對大鼠后肢，而不是全部 軀干。
優選的，在所述的大鼠尾吊振動/運動訓練裝置中，所述的高度調節裝置包括固定座，其 結構與所述大鼠尾吊固定裝置中角度調節裝置的固定座一樣，用于調節所述大鼠尾吊振動/ 運動訓練裝置的高度以適應所述大鼠尾吊固定裝置的高度。根據本發明的第三個方面，提供了一種振動/運動控制裝置，用于對大鼠振動/運動訓練 進行控制和量化，其特征在于包括顯示屏，用于顯示振動/運動參數；按鍵，用于設置振動
/運動參數并控制整個訓練過程；直流電機調速旋鈕，用于調節被動運動訓練時所述直流電機 的轉速；電源接頭及開關，其與外部電源連接，用于為所述振動/運動控制裝置和所述大鼠尾 吊振動/運動訓練裝置提供電源；USB接口，用于以后進行功能擴展；和內部電路，用于對 大鼠振動/運動訓練進行控制和量化，并提供電源。
優化的，在所述的振動/運動控制裝置中，所述USB接口通過JTAG接口電路與單片機 相連接，用于以后重新下載控制程序進行功能擴展。
優化的，在所述的振動/運動控制裝置中，所述內部電路包括單片機，用于通過控制所 述振動/運動控制裝置來控制所述大鼠尾吊振動/運動訓練裝置；步進電機控制器，用于控制 所述步進電機的方向與轉速；直流電機控制器，用于控制所述直流電機的方向與轉速；電源 電路，其連接于所述電源接頭，用于轉換電壓并為所述振動/運動控制裝置和所述大鼠尾吊振 動/運動訓練裝置提供電源。
優化的，在所述的內部電路中電源電路進一步包括直流穩壓電源，用于把外接交流 220V轉換為直流24V;直流變壓模塊，用于把直流24V轉換為直流5V; LM1117-3.3V, 用于把直流5V轉換為直流3.3V。
其中所述的大鼠尾吊固定裝置中尾吊裝置部分，所述的大鼠尾吊振動/運動訓練裝置中運 動軌跡限制裝置部分借鑒了孫聯文等人的發明專利"一種纟莫擬失重尾吊大鼠主/被動運動訓練 裝置"(專利申請號200810114305.X)，并獲得發明人實施權利許可。
本發明與現有大鼠運動裝置相比有如下有益效果
本發明設計了大鼠固定盒，較髙一端能開合，更方便的放置和固定大鼠；其較低的一端 設置有大鼠位置調節裝置，可以控制大鼠在大鼠固定盒中的深度，以適應不同長度的個體。 固定盒設計了角度調節裝置，可以調節大鼠軀干與所述大鼠尾吊固定裝置的底座之間的角度， 從而保證大鼠軀干在訓練過程中仍保持平時的尾吊頭低位角度。實驗過程中大鼠不需要進行 麻醉處理，身體姿態穩定，對實驗人員沒有威脅，并且由于固定盒可以限制大鼠前肢和頭部 的運動，從而排除大鼠其他肢體運動對實驗影響。
本發明設計了固定座，分別應用于大鼠尾吊固定裝置和大鼠振動/運動訓練裝置中，通過 固定座橫梁和固定座支架上的髙度限位孔可以調節裝置的高度，從而可以控制大鼠運動幅度
本發明設計了大鼠振動/運動訓練裝置，可以實現振動、主動運動、被動運動、振動與主 動運動結合、振動與被動運動結合等多種形式的運動。所有振動/運動訓練都針對大鼠后肢， 即受尾吊模擬失重狀態影響最大的肢體部分，增強了訓練針對性。并且通過固定所述的運動 軌跡限制板可以實現大鼠的等長收縮，通過保持所述的負載皮筋數目不變可以實現大鼠的等張收縮。實現多種形式的運動訓練使本發明的功能更加豐富。
本發明設計了振動/運動控制裝置。通過設置振動/運動參數使大鼠振動/運動訓練定量
化，通過按鍵設置和中止使訓練過程可控化，從而可以控制大鼠運動強度。通過所述USB
接口可以實現本發明的功能可擴展，增加了本發明的靈活性和應用價值。
本發明在進行訓練過程中固定裝置及訓練裝置對尾吊大鼠都無肢體傷害，也不需要進行
麻醉處理，從而實現了無創實驗。
由此可見，本發明能夠實現針對f吊大鼠后肢的多種運動形式的訓練；能夠實現在訓練
的同時保持大鼠尾吊模擬失重狀態；能夠實現對大鼠振動/運動訓練的形式、幅度、強度的控
制；能夠實現對大鼠無傷害的無創實驗。
圖l是根據本發明的一個實施例的整體構造圖。
圖2是根據本發明的一個實施例的大鼠尾吊固定裝置的構造圖。
圖3是根據本發明的一個實施例的大鼠尾吊振動/運動訓練裝置的構造圖。
圖4A是根據本發明的一個實施例的振動/運動控制裝置的前視構造圖。
圖4B是根據本發明的一個實施例的振動/運動控制裝置的后視構造圖。
圖5是根據本發明的一個實施例的振動/運動控制裝置內部電路的硬件結構圖。
圖6是根據本發明的一個實施例的內部電路中的硬件原理圖。
圖7是根據本發明的一個實施例的控制程序流程圖。
具體實施例方式
下面將結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。
在圖2中，包括大鼠固定盒201、尾吊裝置202、底座203、大鼠位置調節裝置204、 固定輪架205、固定座底盤206、固定座支架207、固定座橫梁208、固定座托板209。
其中所述的尾吊裝置202固定以螺釘固定在底座203上，用于懸吊大鼠尾部。
其中所述的固定座由206、 207、 208、 209組成，用于支撐大鼠固定盒201和固定輪 架205。其中固定座底盤206以螺釘固定在底座203上，固定座支架207通過三氯甲烷有 機溶劑粘合在固定座底盤206上。固定座橫梁208可以移動或固定在所述固定座支架207 上的高度限位孔中，用于調整所述大鼠固定盒的高度。
其中所述的大鼠固定盒201固定在所述固定輪架205上，可以調節與所述底座203的 角度然后固定以保證訓練過程中大鼠尾吊角度與平時尾吊頭低位角度一致。其中大鼠固定盒 201較高一端可以開合更方便放置和固定大鼠，其下方有馬鞍形突起，用于暴露和分離大鼠 后肢；較低一端大鼠位置調節裝置204可以通過調整螺絲的長度來調節大鼠固定盒201中 大鼠的位置深度，以適應不同長度的個體。
7在圖3中，包括運動軌跡限制板301、轉動輪架302、第一運動限位桿303、第二運動 限位桿304、步進電機305、振動軸306、電刺激器307、直流電機308、滑輪309、拉 線310、腳踏板311、固定座底盤312、固定座支架313、固定座橫梁314、固定座托板 315。
其中所述的固定座底盤312、固定座支架313、固定座橫梁314、固定座托板315結 構與圖2所述的固定座一致，用于調整所述大鼠尾吊振動/運動訓練裝置的高度。
其中所述的運動軌跡限制板301固定在所述的轉動輪架302，其活動范圍受所述的第一 運動限位桿303和第二運動限位桿304限制，通過調整303和304的高度可以實現控制大 鼠運動幅度。同時，固定運動軌跡限制板301對尾吊大鼠實施訓練即可實現大鼠的等長收縮 運動。
其中所述的電剌激器307固定在圖2中所述的底座203上，輸出的電極端連接在所述 的腳踏板311上，用于刺激大鼠產生主動運動。
其中所述的拉線310通過滑輪309與所述的直流電機308連接。通過308的正反方向 轉動，拉動301上下活動，用于對大鼠進行被動運動訓練。其中所述的第二運動限位桿304 向所述直流電機控制器提供信號，使直流電機反向轉動。
其中所述步進電機305選用42BY步進電機，固定在所述的運動軌跡限制板301上， 通過振動軸306與所述腳踏板311連接，用于對大鼠主動運動提供阻力和產生振動。
在圖4A中，包括顯示屏401，按鍵402、 403、 404、 405、 406和直流電機調速旋 鈕407。
其中所述的顯示屏401選用12864液晶，用于顯示振動/運動參數，便于設置和監測。 其中所述的按鍵402用于選擇運動模式和參數選項，按鍵403和404分別用于對相應
的參數+1和-1，按鍵405用于確定選擇和執行，按鍵406用于暫停執行、恢復執行和返回
上一級菜單。
其中所述的直流電機調速旋鈕407用于調節直流電機的轉速，從而控制大鼠被動運動訓 練的強度。
在圖4B中，包括電源接頭408，開關409和USB接口 410。
其中所述的電源接頭408及開關409用于連接外部220V交流電源，為整個裝置提供 動力。
其中所述的USB接口 410通過所述的JTAG接口電路與單片機相連接，用于以后重新
下載控制程序進行功能擴展。
在圖5中，包括單片機501，步進電機控制器502，直流電機控制器503，電源電路 504， JTAG接口電跨505，控制鍵盤506，運動狀態判斷電路507，聲音提示電路508，顯示電路509，時鐘電路510，復位電路511和電剌激電路512。
在圖6中，包括單片機501，步進電機控制器502，直流電機控制器503，電源電路 504， JTAG接口電路505，控制鍵盤506，運動狀態判斷電路507，聲音提示電路508， 顯示電路509，時鐘電路510，復位電路511和電剌激電路512的具體原理圖。
其中所述的單片機501選用Atmel公司的ATMEGA16單片機，該單片機的存儲器容 量、1/0端口、外中斷口數量等都能滿足本發明設計的需要，而且具有良好擴展性。
其中所述的直流電機控制器503中包括所述的直流電機調速旋鈕407，通過電阻的變化 來控制直流電機的轉速。另外其方向受所述運動狀態判斷電路507控制。
其中所述的電源電路504中外部與所述的電源接頭408及開關409相連接，包括直流 穩壓電源601，用于把外接交流220V轉換為直流24V;直流變壓纟莫塊602，用于把直流 24V轉換為直流5V; LM1117-3.3V603，用于把直流5V轉換為直流3.3V。
其中所述的的JTAG接口電路505外部與所述的USB接口 410連接，內部與單片機 501相連接。
其中所述的控制鍵盤506與所述按鍵402、 403、 404、 405、 406相對應。 其中所述的運動狀態判斷電路507與所述第二運動限位桿304相連接。 其中所述的聲音提示電路508用于在訓練結束或其他情況下發出蜂鳴聲音報警提示。 其中所述的電剌激電路512與所述的電剌激器307相連接，并控制電剌激器307的電 極端放電。
在圖7中，包括初始化、參數選擇與設置、執行等功能纟莫塊。
在上述硬件的基礎上，裝置的基本功能是由寫入單片機的程序控制和實現的。該裝置的 全部程序由主程序、初始化子程序、外部中斷子程序及內部中斷子程序構成。主程序主要完 成以下功能(1)鍵盤掃描程序判斷鍵盤是否按下，并識別按鍵，然后執行相應命令，實 現模式的選擇、參數的選擇及設置、儀器的暫停及重啟等功能。(2)顯示程序由單片機的 I/O端口輸出顯示命令和顯示內容數據給液晶顯示器，將訓練持續時間和訓練次數顯示在液 晶屏上。(3)對繼電器和蜂鳴器的開啟進行控制，實現執行的功能模塊，并在執行完畢后發 出蜂鳴音示警。初始化子程序負責對單片機中一些內存單元賦初值，1/0端口聲明，開中斷 以及對定時器賦初值。外部中斷子程序負責對單片機的外部中斷端口是否有外部中斷信號(例 如上述第二運動限位桿304 )輸入進行檢測和判斷，并在符合條件要求時轉向相應的程序段 運行，以控制大鼠運動狀態。內部中斷子程序中斷申請由單片機內部的定時器/計數器發出， 定時器根據程序設定精確控制執行時間，計數器記錄執行次數，以實現裝置訓練的定量化。
其具體流程為開機后完成初始化，液晶顯示"BME"后進入"模式選擇"(701)，其 中包括"1主動，2被動，3振動，4主振，5被振"五種模式。判斷按鍵402是否被按下，按下一次即相應位置加l。判斷按鍵405是否被按下，即判斷是否選擇當前位置的模式，然 后按鍵402來實現循環選擇參數(702)進行設置。其中主動模式下包括參數ST(電剌激發 生時間)、BT (左右間隔時間)、IT (兩次剌激間隔時間)、NoS (電剌激次數)。被動模式下 包括參數NoP (被動訓練次數)。振動模式下包括參數VF (振動頻率)和VT (振動時間)。 主振模式下包括參數ST、 BT、 IT、 NoS和VF。被振模式下包括參數NoP和VF。設置參 數通過按鍵403增大參數值(703),或按鍵404減小參數值(704)來實現。設置好后按 下按鍵405確認執行(705)，則單片機501開啟定時器和計數器(706)，并啟動繼電器或 控制器(707)。執行期間判斷按鍵406是否被按下(708)，若是則程序暫停執行，直到按 鍵406再次被按下。如果計數器達到預設值(709)后關閉繼電器并啟動蜂鳴器(710)，返 回"模式選擇"界面(701)。
實施例1尾吊狀態下保持同一頭低位角度訓練
使用時先將大鼠固定盒201較高一端打開，提起大鼠尾部靠近大鼠固定盒201，利用大 鼠的鈷洞特性使其主動鈷入大鼠固定盒201。之后關合大鼠固定盒201,并利用彈力帶抵住 大鼠臀部，同時調整大鼠位置調節裝置204螺釘的長度，配合彈力帶保持大鼠姿勢的穩定。 再將大鼠尾部懸吊于尾吊裝置202。以固定輪架205為軸，轉動大鼠固定盒201調整與底 座203的角度例如3(T后固定大鼠固定盒201。這樣大鼠在整個運動訓練過程中均保持頭 低位30°的尾吊狀態，與未訓練時保持一致。
實施例2針對大鼠后肢進行訓練
尾吊大鼠受模擬失重狀態影響最大的部分為后肢，而本發明的訓練過程中大鼠整個肢體 除后肢外都固定于大鼠固定盒201內，其他運動受到限制，并且施加的振動、主動運動及被
動運動訓練均只僅針對大鼠后肢進行，有效地排除了大鼠其他肢體運動對實驗的干擾。 實施例3不麻醉無創實驗
將大鼠放置到大鼠固定盒201是利用其鈷洞天性；軀干固定是通過大鼠位置調節裝置 204和彈力帶來實現的；大鼠后肢也是利用彈力帶捆綁固定在腳踏板311。整個固定過程大 鼠不需要麻醉處理也不會對其肢體產生創傷。主動運動訓練的剌激為高壓直流電弧，不形成 回路也不會對大鼠肢體產生創傷。不麻醉無創實驗使實驗過程更加方便快捷，增強了實驗的 可持續性。
實施例4主動運動訓練
打開裝置后，選擇"主動運動"模式，通過按鍵403和404設置相應的參數按下按鍵 405確認執行。主動運動的負載用步進電機305和負載皮筋來提供。大鼠感受到電刺激器 307電極端放出的電弧后主動收縮提起后肢來對抗負載。執行完畢聲音提示電路508會發出 蜂鳴音提示。實施例5等長收縮運動與等張收縮運動
在主動運動的基礎上，固定運動軌跡限制板301,同時施以電刺激，由于運動范圍被固 定，所以大鼠實質是進行等長收縮運動。同樣在主動運動的基礎上，負載由步進電機305單 獨提供，保證負載的力臂不變同時施以電剌激，則大鼠是進行等張收縮運動。
實施例6被動運動訓練
設置好相應的參數后執行，直流電機308轉動帶動拉線310，使運動軌跡限制板301 靠近大鼠一端向上運動，帶動大鼠后肢被動收縮。當運動軌跡限制板301接觸到第二運動限 位桿304，直流電機308開始反方向轉動，帶動大鼠后肢被動伸展，完成一次被動運動。另 外調節直流電機調速旋鈕407可以控制直流電機308的轉速，從而控制大鼠被動運動周期。 執行完畢聲音提示電路508會發出蜂鳴音提示。
實施例7振動訓練
設置振動頻率和振動時間，確認執行。步進電機305通過振動軸帶動腳踏板311往復 振蕩，從而對大鼠后肢進行振動。執行完畢聲音提示電路508會發出蜂鳴音提示。 實施例8振動/運動結合訓練
選擇"主動-振動"模式，設置主動運動參數，而振動參數只有振動頻率，振動時間由主 動運動次數決定。確認執行后，在主動運動訓練的基礎上，始終進行著振動訓練。執行完畢 聲音提示電路508會發出蜂鳴音提示。選擇"被動-振動"模式，也是在被動運動訓練的基 礎上始終進行著振動訓練。
實施例9定量化、可控化訓練
運動軌跡限制板301的長度和第一運動限位桿303、第二運動限位桿304的高度以及 固定座支架207、 313上的高度限位孔均可以控制大鼠后肢的運動幅度；主動運動時，選用 不同數目的負載皮筋，可以提供不同的運動負載；振動/運動訓練時，通過設置不同的訓練次 數、周期及振動頻率可以控制大鼠訓練的強度。同時在訓練過程中可以隨時按下按鍵406來 暫停和恢復執行，實現對訓練過程的可控化。
權利要求
1.一種大鼠尾吊振動/運動訓練裝置，用于對大鼠在尾吊狀態下進行振動/運動訓練，其特征在于包括運動軌跡限制裝置(301，302，303，304)，用于限制大鼠的運動范圍；振動訓練裝置(301，305，306，311)，用于對大鼠進行振動訓練；主動運動訓練裝置(307，311)，用于對大鼠進行主動運動訓練；被動運動訓練裝置(308，309，310，304)，用于對大鼠進行被動運動訓練；高度調節裝置(312，313，314，315)，用于調節所述大鼠尾吊振動/運動訓練裝置的高度以適應所述大鼠尾吊固定裝置的高度。
2. 根據權利要求1所述的大鼠尾吊振動/運動訓練裝置，其特征在于，所述步進電機305 固定在所述的運動軌跡限制板301上，通過振動軸306與所述腳踏板311連接，用于對大 鼠主動運動提供阻力和產生振動。
3. 根據權利要求1所述的大鼠尾吊振動/運動訓練裝置，其特征在于，所述被動運動訓 練裝置包括拉線310固定在所述的運動軌跡限制板301上，通過滑輪309與所述的直流 電機308連接，通過308的正反方向轉動，拉動301上下活動，用于對大鼠進行被動運動 訓練。其中所述的第二運動限位桿304向所述直流電機控制器提供信號，使直流電機反向轉 動。
4. 根據權利要求l所述的大鼠尾吊振動/運動訓練裝置，其特征在于，所述高度調節裝 置包括固定座底盤312固定在底座203上，固定座支架313粘合在固定座底盤312上。 固定座橫梁314可以移動或固定在所述固定座支架313上的高度限位孔中，用于調整所述 大鼠固定盒的高度。
5. —種大鼠尾吊固定裝置，用于固定大鼠并在訓練過程中保持大鼠尾吊模擬失重狀態， 其特征在于包括大鼠固定盒(201， 204， 205， 206， 207， 208, 209)，用于容納大鼠頭部軀干和前肢，并保持其姿勢固定；尾吊裝置(202， 203)，用于懸吊大鼠尾部，保持訓練過程中的模擬失重狀態；角度調節裝置，用于調節所述大鼠固定盒與所述大鼠尾吊固定裝置的底座之間的角度， 從而保證大鼠軀干在訓練過程中仍保持平時的尾吊頭低位角度。
6. 根據權利要求5所述的大鼠尾吊固定裝置，其特征在于，所述的大鼠固定盒201固 定在所述固定輪架205上，可以調節與所述底座203的角度然后固定。其中大鼠固定盒201 較高一端可以開合更方便放置和固定大鼠；較低一端大鼠位置調節裝置204可以通過調整螺 絲的長度來調節大鼠固定盒201中大鼠的位置深度。
7. 根據權利要求l一4中任何一項所述的大鼠尾吊振動/運動訓練裝置，其特征在于進 一步包括如權利要求5所述的大鼠尾吊固定裝置。
全文摘要
本發明公開了一種大鼠尾吊固定裝置，包括大鼠固定盒，尾吊裝置，角度調節裝置。還提供了一種大鼠尾吊振動/運動訓練裝置，包括運動軌跡限制裝置，振動訓練裝置，主動運動訓練裝置，被動運動訓練裝置，大鼠后肢固定裝置和高度調節裝置。本發明還提供了一種振動/運動控制裝置，包括顯示屏，按鍵，直流電機調速旋鈕，用于調節被動運動訓練時所述直流電機的轉速；電源接頭及開關，用于為整個裝置提供電源；USB接口，用于以后進行功能擴展；和內部電路，用于對大鼠振動/運動訓練進行控制和量化，并提供電源。本發明能夠保持同一尾吊角度，振動與運動訓練相結合，可以進行等長與等張運動，同時實現訓練定量化和可控化。
文檔編號A01K15/00GK101558991SQ20091008271
公開日2009年10月21日 申請日期2009年4月29日 優先權日2009年4月29日
發明者孫聯文, 樊瑜波, 超 王, 添 謝 申請人:北京航空航天大學