自动测量动物进食量的装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种自动测量动物进食量的装置，简单巧妙、功能实用，充分考虑了实验过程中的实际情况，可广泛应用于动物营养代谢，神经科学，肥胖研究，减肥药物研发等研究中，简单可靠，价格低廉，适合研究人员大规模使用。

A device for automatic measurement of animal food intake

【技术实现步骤摘要】
自动测量动物进食量的装置
本专利技术涉及动物进食量测量装置
，具体涉及自动测量动物进食量的装置。
技术介绍
肥胖症是指由于能量代谢的失衡引起的体重过重，会导致多种生理和心理疾病。2010年一篇发表在美国《保健事务》杂志的文章称，中国成人肥胖人口比率已经达到9.9％，而且未来20年中国肥胖人口还可能增加一倍。肥胖给人身体健康造成严重危害，同时也给社会带来很大压力，增加医疗负担。导致肥胖的一个重要原因是过量进食。为了研究过量进食的原因，找到治疗肥胖的药物，研究人员需要在动物上做实验研究，测量实验动物的进食情况。近几年在国际顶尖杂志《Nature》和《Science》上发表了大量的重磅文章，报道了进食调控的多种机制。几乎所有进食调控方面的研究都需要精细测量动物的进食情况，目前测量进食的方法主要有两类：一，手工测量，实验人员定时称量食物重量，计算动物的进食量；二，自动测量，自动称量装置连接到计算机，实时记录动物的进食情况。第一种方法耗费大量的人力，且无法实时监控，容易对实验造成干扰，即便如此，该方法仍为很多研究人员采用，原因是第二种方法所需的实验装置昂贵，动辄几十万元。第二种方法多采用电子天平，来读取食物重量，达到实时监控的目的，已有多款商业化的产品。例如美国Researchdiet公司生产的BioDAQ自动称量笼，将食物放在特殊设计的电子天平上，天平实时读取食物重量，将数据通过电脑记录。这一装置需要特殊的鼠笼，且整体设备昂贵，单独一套售价6万元以上。还有些国外公司生产的代谢监测笼也具有自动测量实验动物进食的功能，例如美国TSE生产的PhenoMaster产品，但是该产品非常昂贵，整套设备价格超过百万，一般实验室和科研人员无法承担。因此，急需一种既方便又便宜的测量实验动物进食量的装置。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供自动测量动物进食量的装置，简单巧妙、功能实用，充分考虑了实验过程中的实际情况。本专利技术可广泛应用于动物营养代谢，神经科学，肥胖研究，减肥药物研发等研究中，简单可靠，价格低廉，适合研究人员大规模使用。本专利技术基于以下基本原理设计了自动测量动物进食的装置：给予动物颗粒状食物，通过计算动物所吃食物的颗粒数目，监测其进食状况。本发提供了自动测量动物进食量的装置，包括食物槽、食物出口、控制电路、电机马达、食物探测器；食物槽用于放置颗粒状食物，食物槽底部设置一个可旋转薄片，可旋转薄片上设置比颗粒状食物略大的孔；可旋转薄片下方设置支撑底座，该支撑底座上开有与食物出口连通的孔；电机马达在可旋转薄片下方，安装在支撑底座上，在控制电路的控制下带动可旋转薄片转动；食物探测器设置在食物出口处，并与控制电路连接；当可旋转薄片上的孔与支撑底座上的孔对齐时，颗粒状食物在重力的作用下，通过连接支撑底座的孔与食物出口的通道，到达食物出口，并被食物探测器探测到并反馈给控制电路。在本专利技术的优选实施方式，其中所述食物探测器为红外探测器，位于食物出口的两侧，包括红外发射器和红外接收器；当颗粒状食物到达食物出口，阻断红外接收器接收红外信号，红外探测器发出使电机马达暂停工作的信号；当颗粒状食物被动物摄取后，红外接收器接收红外信号，红外探测器发出使电机马达恢复工作的信号。附图说明图1自动测量动物进食量的原理。图2自动测量动物进食量的装置整体外观图，左侧为设计图，右侧为实物图。图3自动测量动物进食量的装置结构剖面图。图4自动测量动物进食量的装置的可旋转薄片图。图5自动测量动物进食量的装置的颗粒食物红外探测器。图6自动测量动物进食量的装置内部控制电路，左图方框内包含具有单片机的控制电路、充电电池以及存储卡，右图为装置左侧面。图7利用自动测量动物进食量的装置自动测量得到小鼠24小时进食情况。具体实施方式本专利技术提供了自动测量实验动物(例如小鼠和大鼠)进食量的装置。该装置的基本原理是：给予动物颗粒状食物(每颗食物的重量是固定的，例如45mg)，通过计算动物所吃食物的颗粒数目，监测其进食状况。本专利技术的具体原理如图1所示，采用的是标准颗粒食物(每颗食物重量在45mg，类似药丸，有厂家专门生产此类食物)，食物由程序控制的电机马达给予动物，一旦食物给出，则会被红外探测器检测到，发出指令停止电机马达工作。当食物被动物取走吃掉，红外探测器则检测不到食物，发出指令控制电机马达继续工作，给予新的食物，以此不断进行。根据上述原理，本专利技术提供了相应的自动测量动物进食量的装置。所述装置包括食物槽、食物出口、控制电路、电机马达。所述装置的整体外观如图2所示，装置整体为一立方形盒子，上方为食物槽01，内置若干颗粒食物02，前端底部为食物出口03，电机马达旋转时使得食物02达到出口03，动物从此处摄取食物。装置内置一控制电路记录数据和控制电机运转，左侧有一液晶面板，实时显示当前动物进食数目。整个系统由可充电锂电池供电驱动。该装置小巧简单，整体尺寸高×宽×厚仅有100×140×93.5mm大小，可置于普通实验笼内，长时间自动记录动物进食情况。该测量方法仅需计算被消耗食物的数量，不依赖于食物重量的称量，无需天平，也无需特殊动物饲养笼，简单可靠，价格低廉，适合研究人员大规模使用。本专利技术的具体装置如图3所示，食物颗粒放置在一个阔口的食物槽01内，每个食物槽01可以放置约1000颗食物02，食物放置后可用一盖板04盖好，盖板04上可印上文字标识。食物槽底部放置有一可旋转的薄片05，如图4所示，薄片05上的孔06仅比食物颗粒稍大，保证每个孔仅能容纳一颗食物，确保每次仅掉下一颗食物。薄片下方为一支撑底座07，如图3所示，底座上开有一个稍大的孔08。薄片05的旋转受一电机马达09控制，电机马达09位于薄片下方，电机旋转时带动薄片05转动。当薄片上的孔06与底座上的孔08对齐时，食物颗粒可以在重力作用下落入，直接到达食物出口03。当食物颗粒到达食物出口03处，会被红外探测器10检测到。如图5所示，红外探测器位于食物出口03处两侧，由红外光发射器101和红外接收器102组成，到达食物出口03的食物颗粒会阻断红外接收器102接收红外信号，红外探测器10发出高电平信号，使得电机马达暂停工作，薄片05不再旋转，食物颗粒不会持续掉出。当食物被动物摄取后，红外接收器102接收到红外信号，发出低电平，使得电机马达恢复工作，薄片05旋转，直至食物颗粒再次掉出，再次阻断红外接收，以此不断进行。如图6所示，该装置内置一具有单片机的控制电路12，单片机上有下位机程序，用于控制电机马达09工作，并给液晶显示面板11发出显示数据，液晶显示面板上11的数字增加“1”，液晶显示面板11在装置左侧。数据同时记录在一张SD存储卡上13。装置左侧面还有系统开关15，负责开启和关闭装置运行，有充电接口16和SD存储卡插拔口17。为保证该装置能持续5天以上长时间工作，配备了大容量6000mA可充放锂电池14，给控制电路12，电机马达09和液晶面板11供电。该装置整体结构可3D打印或开模制作而成，塑料或金属材料均可。控制电路和锂电池安装在装置内部，不会受到动物粪便和尿液的侵蚀，可以长期使用。装置左侧开有充电接口，和插拔SD卡的接口，方便使用。该装置整体小巧，高×宽×厚仅有100mm×140mm×93.5mm，可完全放置在普通大鼠或本文档来自技高网...

【技术保护点】
自动测量动物进食量的装置，包括食物槽、食物出口、控制电路、电机马达、食物探测器；食物槽用于放置颗粒状食物，食物槽底部设置一个可旋转薄片，可旋转薄片上设置比颗粒状食物略大的孔，保证每次只有一颗食物进入小孔；可旋转薄片下方设置支撑底座，该支撑底座上开有与食物出口连通的孔；电机马达在可旋转薄片下方，安装在支撑底座上，在控制电路的控制下带动可旋转薄片转动；食物探测器设置在食物出口处，并与控制电路连接；当可旋转薄片上的孔与支撑底座上的孔对齐时，颗粒状食物在重力的作用下，通过连接支撑底座的孔与食物出口的通道，到达食物出口，并被食物探测器探测到并反馈给控制电路。

【技术特征摘要】
1.自动测量动物进食量的装置，包括食物槽、食物出口、控制电路、电机马达、食物探测器；食物槽用于放置颗粒状食物，食物槽底部设置一个可旋转薄片，可旋转薄片上设置比颗粒状食物略大的孔，保证每次只有一颗食物进入小孔；可旋转薄片下方设置支撑底座，该支撑底座上开有与食物出口连通的孔；电机马达在可旋转薄片下方，安装在支撑底座上，在控制电路的控制下带动可旋转薄片转动；食物探测器设置在食物出口处，并与控制电路连接；当可旋转薄片上的孔与支撑底座上的孔对齐时，颗粒状食物在重力的作用下，通过连接支撑底座的孔与食物出口的通道，到达食物出口，并被食物探测器探测到并反馈给控制电路。2.如权利要求1所述的装置，其中所述食物探测器为红外探测器，位于食物出口的两侧，包括红外发射器和红外接收器。3.如权利要求2所述的装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：百联微光北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11