一种小白鼠群体逃生行为演化研究多功能实验装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种小白鼠群体逃生行为演化研究多功能实验装置，包括实验系统以及控制系统。该装置实验功能多样，可以引入多种类型和强度的有害刺激，可以考察障碍物位置和长度、逃生出口的宽度选择对实验过程的影响，还可以研究小白鼠群体逃生过程中身体叠压现象。利用控制系统以及系统中的图像处理分析模块，实验过程高度自动化，节省了人力成本，并且降低了人为因素对实验结果的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种小白鼠群体逃生行为演化研究多功能实验装置
本专利技术涉及一种仿生实验装置，更特别地涉及一种小白鼠群体逃生行为演化研究多功能实验装置。
技术介绍
随着近年来大型高层建筑和高密度人群活动的增多，火灾、地震、恐怖袭击等各种突发事件发生后的大规模人群紧急疏散得到了越来越多的关注。关于恐慌状态下的人群室内逃生问题，人们提出了几种计算机仿真模型，并且通过模型预测出了出口处人员的拥堵和欲速则不达等现象。但是，在真实的人群紧急疏散中是否存在这些现象还缺乏定量的证据，从而使得仿真模型的验证成为一个瓶颈。由于伦理和法律方面的原因，灾害发生后的人群紧急疏散真人实验是难以进行的，所以进行动物恐慌逃生实验就成为了研究者们的一个不错的选择。目前关于人群紧急疏散模型的动物学实验验证方面，国内外的研究者主要考虑对蚂蚁群体做逃生实验，而对小白鼠等高等哺乳动物的群体逃生实验没有进行充分的研究。并且已有的专门针对小白鼠群体的逃生实验装置很少，而且实验功能太过单一，往往只能提供一种有害刺激。并且，现有的群体逃生实验装置在做实验时都只考虑运动的二维性，即不考虑逃生过程中小白鼠身体的叠压，而且与实验装置配套的光学摄像机不具有自动统计、分析数据的功能，数据和统计和分析工作需要实验人员对动物逃生过程的视频图像进行人工逐帧回放，费时费力，并且实验结果容易受到人为因素的影响。当前的研究斗主要关注小白鼠群体的耐药性，对哺乳动物群体的紧急逃生行为关注极少，现有的逃生行为研究实验装置的刺激源较为单一，局限在噪声或者水温等。公开号为CN202750560U的专利(一种水温恒温控制的水迷宫装置)提出了一种实验装置，但其刺激源仅限于水，逃生场景单一，实验功能单一。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，本专利技术提出一种小白鼠群体逃生行为演化研究多功能实验装置。而本专利实验装置的刺激源包括水、光线、噪声、化学烟雾等，逃生场景设计更加多样，实验功能丰富。根据本专利技术的一种小白鼠群体逃生行为演化研究多功能实验装置，其特征在于：包括实验系统和控制系统；实验系统包括圆柱形外腔、长方体暗室、以及橡胶底座。其中橡胶底座设置在圆柱形外腔的底部中心位置，长方体暗室的底板固定在橡胶底座上；控制系统包括单片机、群体逃生实验软件、视频卡、接口控制卡、图像处理模块、数据统计分析模块和显示设备；其中，圆柱形外腔的侧壁上设置有进水口和出水口6，分别用于向圆柱形外腔内注水及排水，所述进水口和所述出水口分别外接有水管，进水口外接水管带有进水口阀门，出水口外接水管带有出水口阀门，进水口、出水口阀门的开闭分别通过所述控制系统中单片机的无线遥控指令进行控制；所述长方体暗箱包括长方体暗室箱体和蜂鸣器装置、强光灯装置、橡胶软管装置、红外摄像装置；所述橡胶底座为带有斜坡的橡胶块。优选地，长方体暗室箱体包括底板、侧面墙体和顶盖；长方体暗室箱体的底板和侧面墙体连成一体，长方体暗室箱体的底板固定在所述橡胶底座上，所述顶盖与侧面墙体可分离地连接，且顶盖的四周与长方体暗室四面墙体的顶沿之间设有柔性材料制成的垫片。优选地，所述蜂鸣器装置设置在长方体暗室箱体的内壁上，该蜂鸣器装置内部集成了一个带变阻器的蜂鸣器电路，蜂鸣器电路可以驱动蜂鸣器产生不同强度的噪音刺激；所述强光灯装置设置在长方体暗室箱体的顶盖内壁上接近四个角的位置，该强光灯装置包括4个强光灯和公共的强光灯驱动电路，4个强光灯的亮度均可调整；所述橡胶软管装置包括橡胶软管、化学烟雾产生装置以及化学烟雾通路阀门，所述橡胶软管一端伸入长方体暗室，软管的另一端连接化学烟雾产生装置；所述红外摄像装置设置在长方体暗室箱体顶盖内壁上的中心位置。优选地，所述的长方体暗室箱体的侧面墙体中，其中一面墙体的底部中心位置设置一个长方形出口，所述长方形出口设有双开自动门和门控设备，门控设备接收控制系统中单片机通过接口控制卡发送的指令，进而控制双开自动门的打开程度；长方体暗室箱体的底板上距出口一定距离处设置有供金属片障碍物插入的卡槽；所述的长方体暗室箱体的底板上靠近出口并且处于出口两侧对称的位置上，各放置一块楔形木块，所述楔形木块固定在长方体暗室箱体的底板上，并且紧贴长方体暗室箱体的侧面墙体放置；长方体暗室箱体带有出口的那一面墙体的底端与橡胶底座的斜坡相接，便于小白鼠进出所述长方体暗室箱体。优选地，所述顶盖由不透光材料制成，顶盖上设置有气孔以及供橡胶软管装置的软管接入的圆孔。优选地，卡槽设置数量为三个，分别距离距出口的距离为出口宽度的1倍、2倍、3倍。本专利技术的目的是提供一种用于观察小白鼠群体在不同类型和强度的有害刺激诱导下的逃生行为的实验装置。本专利技术能够利用出口宽度和金属片障碍物位置、长度的选择提供多种逃生场景，能够考察小白鼠群体逃生过程中运动的三维性，从而克服现有群体逃生实验装置有害刺激类型单一和实验功能单一的缺点。能够提供适宜小白鼠的黑暗封闭环境，降低外界环境对实验结果的干扰。结合配套的计算机系统，本专利技术能够实现小白鼠群体逃生过程运动轨迹的自动绘制和实验数据的自动提取、统计分析，克服现有实验装置自动化程度不高、实验结果易受人为因素影响等缺点。附图说明图1是根据本专利技术的实验系统的结构示意图。图2是根据本专利技术的未盖顶盖的长方体暗室的俯视图。图3是根据本专利技术的控制系统及相关电路的架构。需要说明的是，附图并不一定按比例来绘制，而是仅以不影响读者理解的示意性方式示出。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施方式做进一步的说明。根据本专利技术的一种小白鼠群体逃生行为演化研究多功能实验装置，包括实验系统和控制系统。如图1、2所示，该实验系统包括圆柱形外腔1、长方体暗室2、以及橡胶底座3。其中橡胶底座3设置在圆柱形外腔1的底部中心位置，长方体暗室2的底板固定在橡胶底座3上。如图3所示，控制系统包括单片机、群体逃生实验软件、视频卡、接口控制卡、图像处理模块、数据统计分析模块和显示设备。其中单片机发送无线遥控指令到实验系统中各需要远程控制的部件。圆柱形外腔采用表面光滑的防水材料制作，其侧壁的高度超过小白鼠平均身高的20倍。圆柱形外腔的侧壁上设置有进水口5和一个出水口6，分别用于向圆柱形外腔内注水及排水。进水口离圆柱形外腔其底面的距离超过小白鼠平均身高的15-20倍，优选地为15倍。出水口的口径小于小白鼠平均体宽的1/3-1，优选地为1/3。进水口和出水口分别外接有水管，进水口外接水管带有进水口阀门，出水口外接水管带有出水口阀门(图中未示出)。进水口、出水口阀门的开闭分别受到进水口、出水口阀门驱动电路的控制，而进水口、出水口阀门驱动电路接收控制系统中单片机的无线遥控指令进行控制。在圆柱形外腔的内侧壁上与长方体暗室的出口下沿等高度处设置液位传感器7。特别地，进水口的阀门受到液位传感器的控制。当液位传感器感应到水位信息时，向控制系统的单片机发出信号，单片机通过接口控制卡向进水口阀门驱动电路发出遥控指令驱动相应的机械装置关闭进水口的阀门。橡胶底座3为带有斜坡的橡胶块，该斜坡与长方体暗箱的出口一侧同侧。该斜坡的倾角小于45度。长方体暗箱2包括长方体暗室箱体和蜂鸣器装置、强光灯装置、橡胶软管装置、红外摄像装置。该长方体暗室箱体包括底板、侧面墙体和顶盖。长方体暗室箱体的底板和侧面墙体连成一体，该底板和侧面墙体采用表面光滑的不透本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小白鼠群体逃生行为演化研究多功能实验装置，其特征在于：包括实验系统和控制系统；实验系统包括圆柱形外腔、长方体暗室、以及橡胶底座。其中橡胶底座设置在圆柱形外腔的底部中心位置，长方体暗室的底板固定在橡胶底座上；控制系统包括单片机、群体逃生实验软件、视频卡、接口控制卡、图像处理模块、数据统计分析模块和显示设备；其中，圆柱形外腔的侧壁上设置有进水口和出水口，分别用于向圆柱形外腔内注水及排水，所述进水口和所述出水口分别外接有水管，进水口外接水管带有进水口阀门，出水口外接水管带有出水口阀门，进水口、出水口阀门的开闭分别通过所述控制系统中单片机的无线遥控指令进行控制；所述长方体暗箱包括长方体暗室箱体和蜂鸣器装置、强光灯装置、橡胶软管装置、红外摄像装置；所述橡胶底座为带有斜坡的橡胶块。

【技术特征摘要】
1.一种小白鼠群体逃生行为演化研究多功能实验装置，其特征在于：包括实验系统和控制系统；实验系统包括圆柱形外腔、长方体暗室、以及橡胶底座。其中橡胶底座设置在圆柱形外腔的底部中心位置，长方体暗室的底板固定在橡胶底座上；控制系统包括单片机、群体逃生实验软件、视频卡、接口控制卡、图像处理模块、数据统计分析模块和显示设备；其中，圆柱形外腔的侧壁上设置有进水口和出水口，分别用于向圆柱形外腔内注水及排水，所述进水口和所述出水口分别外接有水管，进水口外接水管带有进水口阀门，出水口外接水管带有出水口阀门，进水口、出水口阀门的开闭分别通过所述控制系统中单片机的无线遥控指令进行控制；所述长方体暗箱包括长方体暗室箱体和蜂鸣器装置、强光灯装置、橡胶软管装置、红外摄像装置；所述橡胶底座为带有斜坡的橡胶块。2.根据权利要求1的实验装置，其特征在于：长方体暗室箱体包括底板、侧面墙体和顶盖；长方体暗室箱体的底板和侧面墙体连成一体，长方体暗室箱体的底板固定在所述橡胶底座上，所述顶盖与侧面墙体可分离地连接，且顶盖的四周与长方体暗室四面墙体的顶沿之间设有柔性材料制成的垫片。3.根据权利要求2的实验装置，其特征在于：所述蜂鸣器装置设置在长方体暗室箱体的内壁上，该蜂鸣器装置内部集成了一个带变阻器的蜂鸣器电路，蜂鸣器电路可以驱动蜂鸣器产生不同强度的噪音刺激；所述强...

【专利技术属性】
技术研发人员：王涛，龚军，康子路，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司信息科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11