用於動物記憶訓練系統的智能無線遙控刺激裝置的製作方法
2023-10-17 12:54:54
專利名稱：用於動物記憶訓練系統的智能無線遙控刺激裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種有關研究建立動物學習和記憶行為訓練方法的被動刺激檢測裝置，特別是一種用於動物記憶訓練系統的智能無線遙控刺激裝置。本實用新型屬於生物醫學工程技術、可應用於神經生理學、神經藥理學和心理學等領域的專用刺激裝置。
背景技術：
目前，研究動物行為的實驗是研究腦高級功能及其他神經科學的不可缺少的重要手段，尤其在神經生理學、神經藥理學等行為醫學研究方面具有更重要地位。鼠的路徑訓練模型及自動化行為監測系統是研究大鼠(或小鼠)學習記憶功能、認知藥物篩選常用的動物專用實驗儀器模型。該裝置的種類較多，多為單項刺激一電、聲、光、機械振動刺激的一種，其中電刺激均為將刺激電極置於動物體內的有創刺激，刺激對動物會產生較大的副作用，而且操作不便，因而，應用範圍和效果均不理想。下面對類似的兩種專利裝置比較分析如下一、 專利申請號為200510047336的「可遙控運動行為的腦神經電刺激裝置」公開了一種腦神經刺激器，其工作過程為遙控器向腦神經電刺激器發出指令，然後通過串行口將該指令發給PC機，開始運行；同時腦神經刺激器發出相應的電脈衝，該電脈衝通過植入的腦刺激電極進行刺激。該裝置還包括聲音刺激器，用以輔助腦神經電刺激器。該裝置對動物實行有創電刺激，因而具在對實驗動物刺激負作用大，不易於操作的缺點；二、專利申請號為 200780010744的「對動物體進行無創性刺進的裝置」公開了由開關控制的電脈衝刺激裝置， 雖然屬於無創傷性刺激裝置，但功能單一，在實際運用中性能單一，也不能實現遙控操作。本申請人的專利申請號為ZL 2006 1 0045870. 6的「鼠的路徑訓練模型及制動化行為監測系統」公開了採用過門信號對動物實施聲、電、機械振動刺激的技術方案。它是針對實驗鼠對多通道迷宮設定的非綠色通道取得刺激信息的，但仍不能達到無線遙控的智能化要求，亟待改進。
發明內容本實用新型的目的是為了提供一種用於動物記憶訓練系統的智能無線遙控刺激裝置，從根本上解決現有動物記憶訓練系統的刺激裝置單一、電刺激一有創刺激對動物產生較大的副作用、操作不便的問題。本實用新型的技術方案是一種用於動物記憶訓練系統的智能無線遙控刺激裝置，包括電刺激、聲刺激、機械振動刺激模塊，其技術要點是還包括無線發射模塊、無線接收模塊和繼電器驅動模塊，所述電刺激、聲刺激、機械振動刺激模塊、無線發射模塊、無線接收模塊和繼電器驅動模塊組裝在一起後固定在實驗動物身體外側捆綁的載體上，所述無線發射模塊根據採集到的實驗動物的過門信號發射無線信號，所述無線接收模塊接收到所述無線信號後，確定刺激類型並啟動所述繼電器驅動模塊，對所述實驗動物實現相應的電刺激、聲刺激、機械振動刺激或組合刺激。[0007]所述無線發射模塊包括無線遙控發射頭IC1、時基集成電路IC2、二極體D10、電位器W、手動開關ΚΙ、K2、K3和單片機IC7 ；所述無線接收模塊包括無線遙控接收頭IC3、解碼集成晶片IC4 ；所述繼電器驅動模塊包括單片機IC6、繼電器Ja、Jb、Jc ；所述無線發射模塊採用單片機IC7控制時基集成電路IC2，二極體DlO為發射指示燈，當所述單片機IC7的P3. 7引腳輸出高電平時，時基集成電路IC2的相應引腳為低電位， 所述時基集成電路IC2處於復位狀態，所述無線遙控發射頭ICl無信號輸出，二極體DlO指示燈滅；當所述單片機IC7的P3. 7引腳輸出低電平時，所述時基集成電路IC2處於正常工作狀態，所述無線遙控發射頭ICl發送N次有時間間隔的一組無線信號，二極體DlO指示燈亮，N彡1 ；所述無線接收模塊利用所述無線遙控接收頭IC3接收每一組無線信號，所述繼電器驅動模塊的單片機IC6根據無線信號的次數N來識別所選的刺激類型，進而控制對應的所述繼電器Ja、Jb、Jc常開觸頭吸合，實現刺激動作。所述手動開關K1、K2、K3分別對應聲刺激、振動刺激和電刺激選擇，所述無線發射模塊的單片機IC7根據所述手動開關Κ1、Κ2、Κ3的設定狀態，控制所述時基集成電路IC2發送相應次數的無線信號。所述機械刺激模塊包括電機Μ、電阻R 13、和繼電器Jb控制的常開觸點Kb，電阻 R13、常開觸點Kb與電機M串聯，接在繼電器Jb的常開觸點Kb與地之間，當繼電器Jb的常開觸點Kb閉合時，電機M產生機械振動刺激。所述聲刺激模塊包括時基電路IC5、電阻R7、R8、電容C3、C4、繼電器Ja控制的常開觸點Ka和揚聲器Y，電容C3接入時基電路IC5的1、2管腳之間，時基電路IC5的2、6管腳短接後接入電阻R7，電阻R7接在時基電路IC5的6、7管腳間，電阻R8接到555時基電路 IC5的4、7管腳間，時基電路IC5的4、8管腳短接後接入繼電器Ja控制的常開觸點Ka，電容C4與揚聲器Y串聯後接在555時基電路IC5與地之間，當所述繼電器Ja控制的常開觸點Ka閉合時，所述揚聲器Y發出聲音刺激。所述電刺激模塊包括繼電器Jc控制的常開觸點Kc、三極體V5、變壓器T、電阻 R18、發光二極體D6、二極體D7-D9，電容器C5-C7和電極DJ組成，三極體V5的集電極接入常開觸點Kc和變壓器初級繞組Ll 一側的輸入端，三極體V5的基極通過電阻R18接入變壓器初級繞組Ll的另一端，三極體V5的發射極接入變壓器初級繞組L2 —端，變壓器次側串入二極體D7、D8、D9和金屬電極DJ，二極體D7、D8串聯後與電容C6並聯，二極體D8、D9串聯後與電容C7並聯，二極體D8、D9、DJ串聯後與電容C5並聯，當所述繼電器Jc控制的常開觸點Kc閉合時，所述電極DJ對實驗動物發生電刺激。所述無線接收模塊還包括電容C8、C9、C10、電阻R9，所述繼電器驅動模塊還包括三極體V2、V3、V4、二極體D3、D4、D5、電阻RIO、RlU R12，所述無線接收模塊的無線遙控接收頭IC3的正負極分別連接於電源E的正、負極，所述無線遙控接收頭IC3的負極與所述聲刺激模塊的揚聲器Y、電容C3、時基電路IC5的管腳1、電容C8、電容C9、電容C10、解碼集成晶片IC4的管腳7、所述繼電器驅動模塊的三極體V2、V3、V4的集電極共同接地、無線遙控接收頭IC3的正極與解碼集成晶片IC4的管腳4、繼電器Ja、繼電器Jb、繼電器Jc的常開觸點，繼電器Ja、繼電器Jb、繼電器Jc線圈和所述電刺激模塊的變壓器繞組Ll連接；其中，解碼集成晶片IC4的3管腳與無線遙控接收頭IC3相連，解碼集成晶片IC4的1腳通過電容C8接地，解碼集成晶片IC4的2管腳通過電容C9接地，解碼集成晶片IC4 的6管腳通過電容ClO接地，解碼集成晶片IC4的7管腳直接接地，解碼集成晶片IC4的6 腳通過電阻R9和電容ClO接地，單片機IC6的P3. 1、P3. 2接入解碼集成晶片IC4的8腳；單片機IC6的Pl. 5通過電阻RlO與三極體V2的基極連接，單片機IC6的Pl. 6通過電阻Rll 與三極體V3的基極連接，單片機IC6的Pl. 7通過電阻R12與三極體V4的基極連接；三極體V2的射極串入繼電器Ja，繼電器Ja反並聯二極體D3，三極體V3的射極串入繼電器Jb， 繼電器Jb反並聯二極體D4，三極體V4的射極串入繼電器Jc，繼電器Jc反並聯二極體D5。所述無線發射模塊包括電容Cl、C2、二極體Dl、D2、電阻R1-R6、R15-R17，+12V穩壓電源接入無線遙控發射頭ICl正極、555時基電路IC2的8管腳和電阻R1，所述電阻R1、 電位器W和電阻R2串聯，反串聯二極體D2後接入時基電路IC2的2管腳和+12V穩壓電源之間，電位器W接入時基電路IC2的5管腳，二極體Dl接入時基電路IC2的5、6腳之間，時基電路IC2的6管腳和2管腳通過電容Cl接地，時基電路IC2的1管腳接地，時基電路IC2 的7管腳通過電容C2接地，電阻R3接在時基電路IC2的3管腳和無線遙控發射頭ICl的 IN，無線遙控發射頭ICl的負極接地。所述實驗動物身體外側捆綁的載體為有彈性的帆布，所述帆布上還設有刺激電極，所述帆布兩端設有粘結扣。本實用新型的優點及積極的技術效果是本實用新型對動物實現無創刺激，包括聲刺激、電刺激、機械振動刺激三部分，可對動物進行聲、電、機械振動組合刺激或進行聲、 電、機械振動的單一模式刺激。為了使刺激裝置小型化，將刺激裝置分成聲、電、機械三個可拆卸刺激模塊，供使用者選擇刺激方案。本裝置設計合理，適應範圍廣，控制精度高。適用於建立複雜的認知記憶模型的有效實時多種刺激輸出的刺激裝置，以滿足更深入的學習記憶行為分析的需要。本實用新型的發射一接收電路，採用微型無線遙控發射、接收器件製作的無線遙控開關，具有電路簡單、容易製作、調試方便等特點。
以下結合附圖對本實用新型作進一步描述
圖1是本實用新型裝置的一種具體結構示意圖主視圖；圖2是
圖1的俯視圖；圖3是
圖1的後視圖；圖4是本實用新型裝置的電氣原理示意圖；圖5是本實用新型裝置的無線遙控發射電路圖；圖6是本實用新型無線控制發射模塊的程序流程圖；圖7是本實用新型無線控制接收模塊的程序流程圖；圖8是本實用新型裝置的功能框圖；圖9是本實用新型裝置捆綁在實驗鼠身體上的整體示意圖；
圖10是迷宮裝置的具體結構示意圖；
圖11是
圖10的俯視圖；圖中序號說明1粘接扣、2開關、3粘接扣、4刺激電極、5箱體、6隔板、7液晶屏、 8電機、9篩狀支撐網、10轉盤、11水管、12水槽、13水刷、14支架滑輪、15支架、16滑輪、17門洞、18食物槽。
具體實施方式
本實用新型適用於採用閉合旋轉式迷宮的動物記憶訓練系統，也是為發明專利 《鼠的路徑訓練模型及制動化行為監測系統》(專利號ZL 2006 1 0045870. 6)設計製作的刺激裝置，同時也適用於其他類別動物刺激研究方面的研究應用的專用儀器。一、根據
圖1-9詳細說明本實用新型的具體結構該裝置由電刺激模塊、機械刺激模塊、聲刺激模塊、繼電器驅動模塊、無線接收模塊和無線發射模塊等組成，上述電刺激、聲刺激、機械振動刺激模塊、無線發射模塊、無線接收模塊和繼電器驅動模塊組裝在一起後固定在實驗動物身體外側捆綁的載體上，該載體可以是有彈性的帆布，帆布上還設有刺激電極4，載體的具體結構參見
圖1-3，帆布兩端設有粘結扣1、3以便於捆綁實驗動物，參見圖 9。其中電刺激模塊主要由繼電器Jc控制的常開觸點Kc、三極體V5、變壓器T、電阻 R14、R18、發光二極體D6、二極體D7、D8、D9、電容器C5、C6、C7和電極DJ組成；機械刺激模塊主要由電機M、電阻R 13、和繼電器Jb控制的常開觸點Kb組成；聲刺激模塊主要由555時基電路IC5、電阻R7、R8、電容C3、繼電器Ja控制的常開觸點Ka、電容C4和揚聲器Y組成；繼電器驅動模塊主要由單片機比6、繼電器扭、幾、仏、三極體￥2、￥3、￥4、二極體 03、04、05、電阻1 10、1 11、1 12 組成；無線接收模塊主要由無線遙控接收頭IC3、解碼集成晶片IC4、電容C8、C9、C10、 電阻R9組成；無線發射模塊主要由無線遙控發射頭IC1、555時基集成電路IC2、二極體D1、二極體 D2、D10、電阻 R1、R2、R3、R4、R5、R6、R15、R16、R17、電位器 W、電容 Cl、電容 C2、開關 KU K2、K3和單片機IC7組成；二、該裝置的電路連接結構如下所述，參見圖4 聲刺激模塊電路電容C3接入555時基電路IC5(NE555)的1、2管腳之間，555時基電路IC5的2、6管腳短接後接入電阻R7，電阻R7接在555時基電路IC5的6、7管腳間， 電阻R8接到555時基電路IC5的4、7管腳間，555時基電路IC5的4、8管腳短接後接入繼電器Ja控制的常開觸點Ka，電容C4與揚聲器Y串聯後接在555時基電路IC5與地之間。 當所述繼電器Ja控制的常開觸點Ka閉合時，所述揚聲器Y發出聲音刺激。無線接收模塊電路無線遙控接收頭IC3的正負極分別連接於電源E的正、負極。 無線遙控接收頭IC3的負極與揚聲器Y、電容C3、555時基電路IC5的管腳1，電容C8、電容 C9、電容C10、解碼集成晶片IC4的管腳7，三極體V2、V3、V4、的集電極共同接地。無線遙控接收頭IC3的正極與解碼集成晶片IC4的管腳4和繼電器Ja、繼電器Jb、繼電器Jc的常開觸點Ka、Kb、Kc和變壓器繞組Ll連接。其中，解碼集成晶片IC4的3管腳與無線遙控接收頭IC3相連。解碼集成晶片IC4 的1腳通過電容C8接地，解碼集成晶片IC4的2管腳通過電容C9接地，解碼集成晶片IC4 的6管腳通過電容ClO接地。解碼集成晶片IC4的7管腳直接接地。解碼集成晶片IC4的 6腳通過電阻R9和電容ClO接地。單片機IC6的P3. 1、P3. 2接入解碼集成晶片IC4的8腳，單片機IC6的Pl. 5通過電阻RlO與三極體V2的基極連接；單片機IC6的Pl. 6通過電阻Rll與三極體V3的基極連接；單片機IC6的Pl. 7通過電阻R12與三極體V4的基極連接；三極體V2的射極串入繼電器Ja，繼電器Ja反並聯二極體D3，三極體V3的射極串入繼電器Jb，繼電器Jb反並聯二極體D4，三極體V4的射極串入繼電器Jc，繼電器Jc反並聯二極體D5。機械振動刺激模塊電路電阻R13、Kb與電機串聯，接在繼電器Jb的常開觸點Kb 與地之間。當繼電器Jb的常開觸點Kb閉合時，電機M產生機械振動刺激。電刺激模塊電路三極體V5的集電極接入開關Kc和變壓器初級繞組Ll 一側的輸入端，三極體V5的基極通過電阻R18接入變壓器初級繞組Ll的另一端，三極體V5的發射極接入變壓器初級繞組L2—端。變壓器次側串入二極體D7、D8、D9和金屬電極DJ ；二極體D7、二極體D8串聯後與電容C6並聯。二極體D8、二極體D9串聯後與電容C7並聯。二極體D8、二極體D9、DJ串聯後與電容C5並聯。當所述繼電器Jc控制的常開觸點Kc閉合時，所述電極DJ對實驗動物發生電刺激。無線發射模塊電路，參見圖5 :+12V穩壓電源接入無線遙控發射頭ICl正極、555 時基電路IC2的8管腳和電阻R1。電阻R1、電位器W和電阻R2串聯，反串聯二極體D2後接入555時基電路IC2的2管腳和+12V穩壓電源之間。電位器W接入555時基電路IC2 的5管腳。二極體Dl接入555時基電路IC2的5、6腳之間。555時基電路IC2的6管腳和2管腳通過電容Cl接地。555時基電路IC2的1管腳接地。555時基電路IC2的7管腳通過電容C2接地。電阻R3接在555時基電路IC2的3管腳和無線遙控發射頭ICl的IN。 無線遙控發射頭ICl的負極接地。三、本實用新型通過上述模塊的設置實現無線發射模塊根據採集到的實驗動物的過門信號發射無線信號，無線接收模塊接收到無線信號後，確定刺激類型並啟動繼電器驅動模塊，對實驗動物實現相應的電刺激、聲刺激、機械振動刺激或組合刺激。其具體的工作原理如下無線發射模塊採用AT89C51單片機IC7控制NE555型時基集成電路IC2，發光二極體DlO為發射指示燈，當AT89C51單片機IC7的P3. 7引腳輸出高電平時，NE555時基集成電路IC2的相應引腳為低電位，時基集成電路IC2處於復位狀態， 無線遙控發射頭ICl無信號輸出，二極體DlO指示燈滅；當單片機IC7的P3. 7引腳輸出低電平時，時基集成電路IC2處於正常工作狀態，無線遙控發射頭ICl發送N次有時間間隔的一組無線信號，二極體DlO指示燈亮，N^l；無線接收模塊利用無線遙控接收頭IC3接收每一組無線信號，繼電器驅動模塊的 AT89C2051單片機IC6根據無線信號的次數N來識別所選的刺激類型，進而控制對應的繼電器Ja、Jb、Jc常開觸頭吸合，實現聲刺激、振動刺激和電刺激或組合刺激動作。手動開關ΚΙ、K2、K3分別對應聲刺激、振動刺激和電刺激選擇，無線發射模塊的 AT89C51單片機IC7根據手動開關K1、K2、K3的設定狀態，控制時基集成電路IC2發送相應次數的無線信號。工作過程發射電路部分AT89C51單片機根據Kl、Κ2、Κ3的設定狀態，控制ΝΕ555 型時基集成電路(IC2)發送N次(N彡1) 一定間隔時間(例如10MS)的一組無線信號， AT89C2051單片機根據接收到的每一組無線信號的次數來識別所選的刺激類型，控制對應繼電器吸合，實現刺激動作。具體如表1所示。[0052]當實驗動物在鼠的路徑訓練模型及智能化行為監測系統中檢測開始後，綑紮在實驗鼠後背上的接收、刺激裝置在實驗鼠通過非綠色門時由三極體V5和變壓器T構成的高頻振蕩器通電工作，把電源E直流電變成高頻交流電，經T升壓後，再經二極體D7 D9、電容器C5 C7三倍壓整流升到高壓，加到金屬電極DJ上，對實驗鼠產生電刺激，555時基電路 IC5組成發聲刺激電路，機械振動由微型手機振動電機產生。四、元件的選擇電晶體V5選用8050 ；V2、V3、V4選用A781。D6、DlO用紅色發光二極體，D7 09用1N4007型矽整流二極體，高頻變壓器T可自制。R13選用IW金屬膜電阻，R14、R18選用RTX-1/8W型碳膜電阻器，其餘選用1 / 4W碳膜電阻器或金屬膜電阻器， RP選用實心可變電阻器，C5、C6、C7用CL11-630V型滌綸電容器，其餘選用獨石電容器。 Dl、D2、D3、D4、D5選用1N4148型矽開關二極體；ICl選用T630型一體化無線遙控發射頭； IC2選用NE555型時基集成電路；IC3選用與ICl配套的T631型無線遙控接收頭；IC4選用LM567型解碼集成電路。Ja、Jb、Jc選用直流繼電器。IC5—NE555型時基集成電路； IC6-—AT89C2051單片機；IC7-—AT89C51單片機Y—揚聲器；M—微直流電機。五、對應用本實用新型所述刺激裝置的迷宮裝置的描述。該迷宮裝置包括圓形箱體5和電路控制系統，圓形箱體5內壁與中心柱體之間設有若干隔板6，從而將箱體分隔成若干數據採集區、目的區，每個隔板6底部均布外觀相同的門洞17。迷宮裝置的改進要點在於如
圖10所示，箱體5底部設有轉盤10，中心柱體設有電機8，電機8輸出軸沿中心柱體軸向與轉盤10中心緊固連接，則轉盤10在電機8帶動下可繞中心柱體轉動。箱體5邊框下部周邊設有若干轉盤的滑輪16，在支撐轉盤的同時，又不影響其轉動。轉盤10上方設有篩狀支撐網9，該支撐網9可為金屬網或塑料等其他材料製成。轉盤10下方設有水槽12形成糞便收集處理裝置，水槽12上沿周邊布置有水管11，水管11上均勻開設噴淋口，水槽12底部設有支撐架和下水口，水槽12內還設有水刷13。電路控制系統包括電源、單片機、視嗅覺控制器、自動衝洗排水系統控制器等。單片機發送信號給控制轉盤10的電機8，實現轉盤10的旋轉運動。本申請電機控制採用固態繼電器控制，驅動電機的功率<100w。本文中固態繼電器採用IOOOw的。單片機通過MOS 管間接控制繼電器。單片機控制電機的指令來自於上位機通過CAN總線發送下來的指令。CAN與RS232轉換接口電路實現CAN總線協議與RS232協議之間的數據轉換。上位機指令通過該系統發送到各個子節點。自動衝洗排水系統(糞便收集系統)控制器接收到AT89S51單片機P3.6(I/0)發出控制信號，控制其BFC-2型電動閥門控制器工作，進而控制電動安裝在糞便收集處理裝置上的電動閥開通/關閉，使糞便收集處理裝置的水槽12 上沿布置的水管11與水源連通或阻隔，自來水水源通過電動閥對下水裝置，即水槽定時衝洗，汙水從所述下水口流出。水槽12內設置的水刷13上部固定在轉盤10底部，其下部刷體與水槽側壁和槽底部接觸，當單片機控制轉盤10轉動的同時，水刷13隨之轉動，則下部刷體可對水槽12進行刷洗，清除掉實現動物的排洩物等，進而消除氣味帶給實驗效果的影響。氣味釋放裝置單片機通過視嗅覺控制器同時控制液晶屏LCD和氣味控制器，單片機在檢測到嗅覺信號後，通過空氣壓縮機、控制閥、氣味發生器、減壓閥將新鮮空氣傳送至訓練系統設置的機械臂，再由機械臂輸送至迷宮位置內設置的氣味罐。本實用新型迷宮裝置的一般結構即經典型可設隔板數目為6，並將圓形箱體等角度分隔成A、B、C、D、E、F六個區間，如
圖11所示，其中數據採集區5個、目的區1個，每個隔板下方分別等間距分布4個門洞，各區間的隔板上設有液晶屏，目的區設有食物槽。隔板下方設置的每個門洞處設置兩個光電對射傳感器單元，門前門後分別放置，以』或』的形式輸出，從而就可檢測出鼠過門的方向，以便檢測鼠的行走軌跡。對實驗鼠的聲光刺激通過單片機IO 口，控制MOS管的柵極，實現對發光源(液晶屏)以及發聲源的控制，可以控制發聲的頻率以及發光的強度。其中，單片機作為子接收單元接主控制單元傳送過來的數據信息，從數據信息中提取命令信息，進而發出聲刺激、光刺激。可從數據信息中提取出刺激的控制數據有發光強度，發聲頻率等。對實驗鼠的視覺刺激單元採用ViSaGe視覺刺激發生器，屬現有技術。ViSaGe採用HbitDCAs圖像輸出技術，從而確保ViSaGe控制輸出的視覺刺激圖像顏色、亮度準確以及精確的顯示時間，即使是在圖像快速切換時也不會發生丟幀現象。CRS MATLAB工具包使得採用MATLAB語言編程輸出視覺刺激圖像變得更加方便快捷。同時，多種接口確保ViSaGe能與其他設備同步化使用，如ResonseBox、EyeTracker 、 EEG、Optotrak和fMRI等。食物槽為側面帶有網格的圓桶型，其一底面可貼附於光滑的隔板面上。與之相對的另一底面上，有食物槽的開口，利用可摺疊的半圓形的上半面，即可將食物放入食物槽內。食物槽18的圓形側面外圍設有環形外套，外套一分為二，下方可分開露出網格，由電路控制系統控制，當外套開啟時，動物即可從食物槽的網格下方吃到食物作為完成訓練任務的獎賞，當經過一定時間(IOs)後，電源斷開，則外套關閉，封住網格，動物即無法吃到食物。本實用新型配置上述迷宮裝置形成的動物記憶訓練系統實驗效果更加理想，對神經生理學、神經藥理學和心理學等領域的研究具有非常的意義。表 1
權利要求1.一種用於動物記憶訓練系統的智能無線遙控刺激裝置，包括電刺激、聲刺激、機械振動刺激模塊，其特徵在於還包括無線發射模塊、無線接收模塊和繼電器驅動模塊，所述電刺激、聲刺激、機械振動刺激模塊、無線發射模塊、無線接收模塊和繼電器驅動模塊組裝在一起後固定在實驗動物身體外側捆綁的載體上，所述無線發射模塊根據採集到的實驗動物的過門信號發射無線信號，所述無線接收模塊接收到所述無線信號後，確定刺激類型並啟動所述繼電器驅動模塊，對所述實驗動物實現相應的電刺激、聲刺激、機械振動刺激或組合刺激。
2.根據權利要求1所述的用於動物記憶訓練系統的智能無線遙控刺激裝置，其特徵在於所述無線發射模塊包括無線遙控發射頭IC1、時基集成電路IC2、二極體D10、電位器W、 手動開關ΚΙ、K2、K3和單片機IC7 ；所述無線接收模塊包括無線遙控接收頭IC3、解碼集成晶片IC4 ；所述繼電器驅動模塊包括單片機IC6、繼電器Ja、Jb、Jc ；所述無線發射模塊採用單片機IC7控制時基集成電路IC2，二極體DlO為發射指示燈， 當所述單片機IC7的P3. 7引腳輸出高電平時，時基集成電路IC2的相應引腳為低電位，所述時基集成電路IC2處於復位狀態，所述無線遙控發射頭ICl無信號輸出，二極體DlO指示燈滅；當所述單片機IC7的P3. 7引腳輸出低電平時，所述時基集成電路IC2處於正常工作狀態，所述無線遙控發射頭ICl發送N次有時間間隔的一組無線信號，二極體DlO指示燈亮，N彡1 ；所述無線接收模塊利用所述無線遙控接收頭IC3接收每一組無線信號，所述繼電器驅動模塊的單片機IC6根據無線信號的次數N來識別所選的刺激類型，進而控制對應的所述繼電器Ja、Jb、Jc常開觸頭吸合，實現刺激動作。
3.根據權利要求2所述的用於動物記憶訓練系統的智能無線遙控刺激裝置，其特徵在於所述手動開關ΚΙ、K2、K3分別對應聲刺激、振動刺激和電刺激選擇，所述無線發射模塊的單片機IC7根據所述手動開關K1、K2、K3的設定狀態，控制所述時基集成電路IC2發送相應次數的無線信號。
4.根據權利要求2所述的用於動物記憶訓練系統的智能無線遙控刺激裝置，其特徵在於所述機械刺激模塊包括電機Μ、電阻R 13、和繼電器Jb控制的常開觸點Kb，電阻R13、 常開觸點Kb與電機M串聯，接在繼電器Jb的常開觸點Kb與地之間，當繼電器Jb的常開觸點Kb閉合時，電機M產生機械振動刺激。
5.根據權利要求2所述的用於動物記憶訓練系統的智能無線遙控刺激裝置，其特徵在於所述聲刺激模塊包括時基電路IC5、電阻R7、R8、電容C3、C4、繼電器Ja控制的常開觸點 Ka和揚聲器Y，電容C3接入時基電路IC5的1、2管腳之間，時基電路IC5的2、6管腳短接後接入電阻R7，電阻R7接在時基電路IC5的6、7管腳間，電阻R8接到555時基電路IC5的 4、7管腳間，時基電路IC5的4、8管腳短接後接入繼電器Ja控制的常開觸點Ka，電容C4與揚聲器Y串聯後接在陽5時基電路IC5與地之間，當所述繼電器Ja控制的常開觸點Ka閉合時，所述揚聲器Y發出聲音刺激。
6.根據權利要求2所述的用於動物記憶訓練系統的智能無線遙控刺激裝置，其特徵在於所述電刺激模塊包括繼電器Jc控制的常開觸點Kc、三極體V5、變壓器T、電阻R18、發光二極體D6、二極體D7-D9，電容器C5-C7和電極DJ組成，三極體V5的集電極接入常開觸點Kc和變壓器初級繞組Ll 一側的輸入端，三極體V5的基極通過電阻R18接入變壓器初級繞組Ll的另一端，三極體V5的發射極接入變壓器初級繞組L2 —端，變壓器次側串入二極體D7、D8、D9和金屬電極DJ，二極體D7、D8串聯後與電容C6並聯，二極體D8、D9串聯後與電容C7並聯，二極體D8、D9、DJ串聯後與電容C5並聯，當所述繼電器Jc控制的常開觸點 Kc閉合時，所述電極DJ對實驗動物發生電刺激。
7.根據權利要求2所述的用於動物記憶訓練系統的智能無線遙控刺激裝置，其特徵在於所述無線接收模塊還包括電容C8、C9、C10、電阻R9，所述繼電器驅動模塊還包括三極體 V2、V3、V4、二極體D3、D4、D5、電阻RIO、Rll、R12，所述無線接收模塊的無線遙控接收頭IC3 的正負極分別連接於電源E的正、負極，所述無線遙控接收頭IC3的負極與所述聲刺激模塊的揚聲器Y、電容C3、時基電路IC5的管腳1、電容C8、電容C9、電容C10、解碼集成晶片IC4 的管腳7、所述繼電器驅動模塊的三極體V2、V3、V4的集電極共同接地、無線遙控接收頭IC3 的正極與解碼集成晶片IC4的管腳4、繼電器Ja、繼電器Jb、繼電器Jc的常開觸點，繼電器 Ja、繼電器Jb、繼電器Jc線圈和所述電刺激模塊的變壓器繞組Ll連接；其中，解碼集成晶片IC4的3管腳與無線遙控接收頭IC3相連，解碼集成晶片IC4的1 腳通過電容C8接地，解碼集成晶片IC4的2管腳通過電容C9接地，解碼集成晶片IC4的6 管腳通過電容ClO接地，解碼集成晶片IC4的7管腳直接接地，解碼集成晶片IC4的6腳通過電阻R9和電容ClO接地，單片機IC6的P3. 1、P3. 2接入解碼集成晶片IC4的8腳；單片機IC6的Pl. 5通過電阻RlO與三極體V2的基極連接，單片機IC6的Pl. 6通過電阻Rll與三極體V3的基極連接，單片機IC6的Pl. 7通過電阻R12與三極體V4的基極連接；三極體 V2的射極串入繼電器Ja，繼電器Ja反並聯二極體D3，三極體V3的射極串入繼電器Jb，繼電器Jb反並聯二極體D4，三極體V4的射極串入繼電器Jc，繼電器Jc反並聯二極體D5。
8.根據權利要求2所述的用於動物記憶訓練系統的智能無線遙控刺激裝置，其特徵在於所述無線發射模塊包括電容C1、C2、二極體D1、D2、電阻R1-R6、R15-R17，+12V穩壓電源接入無線遙控發射頭ICl正極、555時基電路IC2的8管腳和電阻R1，所述電阻R1、電位器 W和電阻R2串聯，反串聯二極體D2後接入時基電路IC2的2管腳和+12V穩壓電源之間， 電位器W接入時基電路IC2的5管腳，二極體Dl接入時基電路IC2的5、6腳之間，時基電路IC2的6管腳和2管腳通過電容Cl接地，時基電路IC2的1管腳接地，時基電路IC2的 7管腳通過電容C2接地，電阻R3接在時基電路IC2的3管腳和無線遙控發射頭ICl的IN， 無線遙控發射頭ICi的負極接地。
9.根據權利要求1所述的用於動物記憶訓練系統的智能無線遙控刺激裝置，其特徵在於所述實驗動物身體外側捆綁的載體為有彈性的帆布，所述帆布上還設有刺激電極，所述帆布兩端設有粘結扣。
專利摘要一種用於動物記憶訓練系統的智能無線遙控刺激裝置，從根本上解決現有動物記憶訓練系統的刺激裝置單一、電刺激——有創刺激對動物產生較大的副作用、操作不便的問題。它包括電刺激、聲刺激、機械振動刺激模塊，其技術要點是還包括無線發射模塊、無線接收模塊和繼電器驅動模塊，上述模塊組裝在一起後固定在實驗動物身體外側捆綁的載體上，無線發射模塊根據採集到的實驗動物的過門信號發射無線信號，無線接收模塊接收到無線信號後，確定刺激類型並啟動繼電器驅動模塊，對實驗動物實現相應的電刺激、聲刺激、機械振動刺激或組合刺激。本裝置設計合理，適應範圍廣，控制精度高，同時具有電路簡單、容易製作、調試方便等特點。
文檔編號A01K15/02GK201967487SQ201120055920
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月7日 優先權日2011年3月7日
發明者匡寶平, 朱啟文, 王克威, 趙建文 申請人:瀋陽醫學院