阅读说明：本技术 一种动物实验***物分离收集检测系统 (Animal experiment excrement separation, collection and detection system ) 是由 李真珍 李骥 刘宇 于 2019-09-12 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种动物实验排泄物分离收集检测系统,具体包括支撑架、饲养系统、排泄物分离系统、尿液收集检测系统和粪便收集检测系统,所述排泄物分离系统安装在支撑架的上方,所述饲养系统安装在排泄物分离系统的上方且上下对应,所述尿液收集检测系统安装在支撑架的下方且与排泄物分离系统上下对应,所述粪便收集检测系统位于排泄物分离系统的一侧且连接在支撑架上,本发明采用自动控制实验动物的饲养、排泄物分离、尿液检测、粪便检测以及清洁,检验全程不需要实验者参与,避免试验者接触排泄物引起的感染。(The invention relates to an animal experiment excrement separation, collection and detection system, which specifically comprises a support frame, a feeding system, an excrement separation system, a urine collection and detection system and an excrement collection and detection system, wherein the excrement separation system is arranged above the support frame, the feeding system is arranged above the excrement separation system and corresponds to the excrement separation system up and down, the urine collection and detection system is arranged below the support frame and corresponds to the excrement separation system up and down, and the excrement collection and detection system is positioned on one side of the excrement separation system and connected to the support frame.)

一种动物实验***物分离收集检测系统

技术领域

本发明涉及实验设备的技术领域，特别涉及一种动物实验***物分离收集检测系统。

背景技术

任何一项科学技术的进步都离不开数不清的反复实验，其中有些技术是需要以动物为实验对象，例如医学上研究某种药物对于人体代谢的影响，就需要用鼠、兔或其它动物做实验，实验数据的准确性、科学合理性至关重要。

在进行动物实验时，往往需要对动物的***物进行检测分析，粪便与尿液的分离检测数据尤为关键。但是目前现有的设备往往存在许多不足：交叉感染、***物收集过程中的损失、混合有食物残渣等杂物、饲养环境差引起动物应激反应等等，这些均会导致实验数据不准确而失去实验意义。如申请号为201711004935.7的中国发明专利公开了一种小型哺乳动物代谢物收集分析器，包括收集盒、分析管、和分流管，收集盒底部连通有导流管，导流管下端设有第一滤网，分析管外壁设置有进液口，分析管内从上到下设有插槽板和第二滤网，插槽板上开有插孔，可分析固体样本也可分析液体样本。该收集分析器每次只能收集一种样本，不能将不同的***物分开收集分析，但是动物***是不可控的，不可能先***一种粪便或尿液等检测结束再***另外一种，往往是几乎同时***；该收集器使用及其不便，需要根据实际情况人工加入预处理试剂；该收集分析器设置了两个滤网和一个插槽板，过多阻碍了***物的通过导致***物遗留在滤网和插槽板上的几率增加，这无疑增加了交叉感染的几率以及***物的损失。

另外，动物***物往往存在对人体有害的病菌等，因此如何避免实验者接触又能保证实验结果的准确以及实验设备的清洁也是本领域技术人员亟待解决的。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种动物实验***物分离收集检测系统。

本发明的技术方案是：一种动物实验***物分离收集检测系统，包括支撑架、饲养系统、***物分离系统、尿液收集检测系统和粪便收集检测系统，所述***物分离系统安装在支撑架的上方，所述饲养系统安装在***物分离系统的上方且上下对应，所述尿液收集检测系统安装在支撑架的下方且与***物分离系统上下对应，所述粪便收集检测系统位于***物分离系统的一侧且连接在支撑架上。

优选的，所述饲养系统包括饲养笼，所述饲养笼的上方开有门一，所述门一位于饲养笼顶面或侧面，所述饲养笼的一侧安装有喂食器和喂水器，所述喂食器和所述喂水器分别开有仅供动物头部伸入的门二和门三，所述饲养笼的侧面上半部分为栅栏状结构、下半部分为内侧粘附有石墨烯加热膜的封闭结构，石墨烯加热膜外接电源，所述饲养笼的底部为涂覆有超疏水涂层的镂空板，所述饲养笼的内部设有自动电源开关、温度传感器、湿度传感器和加湿器，所述饲养笼的上方安装有清洗液容器，所述饲养笼的内部设有位于封闭结构和栅栏状结构的分界线下方的旋转喷头，所述旋转喷头与清洗液容器通过带有阀门一的管道连接，所述自动电源开关由温度传感器控制且通过导线连接在石墨烯加热膜与外界电源之间，所述加湿器的由湿度传感器控制开关。

优选的，所述***物分离系统包括***物分离箱，所述***物分离箱的上方开口且与饲养笼固定连接，所述***物分离箱连接粪便收集检测系统的一侧设有门四，所述***物分离箱的内部设有第一清扫机构，所述***物分离箱的底部为具有细小网孔的网状结构。

优选的，所述尿液收集检测系统包括集液箱，所述集液箱的下方为与集液箱通过带阀门二的管道连通的集尿容器，所述集尿容器内设置液位传感器，所述集液箱的底部一侧通过带阀门三的样本滴管连接有尿液检测仪、另一侧通过带阀门四的管道连接有废液容器，所述尿液检测仪上设置与样本滴管连通的尿液样本槽。

优选的，所述集液箱的上方开口且固定在支撑架的下方，所述集液箱的两侧分别设有优弧弓形侧板和劣弧弓形侧板，所述优弧弓形侧板和所述劣弧弓形侧板的上方平面平齐且长度相等，所述优弧弓形侧板和所述劣弧弓形侧板的下方弧面之间通过底部向优弧弓形侧板一侧倾斜的弧形底板连接，所述集尿容器连接在弧形底板下方且靠近优弧弓形侧板的一侧。

优选的，所述第一清扫机构包括横跨***物分离箱的第一导杆，所述第一导杆为丝杠结构且两端铰接在***物分离箱的侧壁上，所述第一导杆的一端连接有安装在***物分离箱的侧壁上的电机一，所述第一导杆上配合有下方固定有第一电动推杆的丝杠螺母，所述第一电动推杆包括电机二和第一伸缩杆，所述第一伸缩杆的下端连接有矩形结构的第一清扫件，所述第一清扫件的底部安装有第一压力传感器。

优选的，所述粪便收集检测系统包括粪便除杂器、集粪箱、废料容器和粪便检测仪，所述粪便除杂器的一端向上倾斜且固定在支撑架上、另一端与集粪箱相连，所述粪便除杂器包括上层的杂物筛和下层的除杂漏斗，所述杂物筛一端与***物分离箱的门四连通、另一端为与集粪箱连通的门五，所述集粪箱连接粪便除杂器的一侧设有与门五连通的缺口，所述集粪箱的内部设有第二清扫机构，所述废料容器位于除杂漏斗的下方且与除杂漏斗的底部连通，所述集粪箱的底部一侧设有与所述废料容器连通的门六、另一侧设有门七，所述粪便检测仪的上方设置粪便样本槽，所述粪便样本槽和所述门七通过样本滑槽接通。

优选的，所述第二清扫机构包括横跨集粪箱的第一导杆，所述第二导杆为丝杠结构且两端铰接在集粪箱的侧壁上，所述第二导杆的一端连接有安装在集粪箱的侧壁上的电机三，所述第二导杆上配合有下方固定有第二电动推杆的丝杠螺母，所述第二电动推杆包括电机四和第二伸缩杆，所述第二伸缩杆的下端连接有矩形结构的第二清扫件，所述第二清扫件的底部安装有第二压力传感。

优选的，所述粪集粪箱的下方开口且连接称重机构，所述称重机构包括支架和安装在支架上的称重仪，所述支架包括底板和固定在底板两侧的支撑板，所述称重仪安装在支撑板上，所述称重仪上覆盖有称量纸带，所述底板上安装有位于称重仪左侧的第一纸带轴和第一走纸轴，所述底板上还安装有位于称重仪右侧下方的第二纸带轴和第二走纸轴，所述第一纸带轴位于所述第一走纸轴左侧，所述第二纸带轴位于所述第二走纸轴左侧，所述第一纸带轴通过电机五驱动，所述第一走纸轴为两个且上下对应设置，位于下方的第一走纸轴通过电机六驱动，所述第二走纸轴也为两个且上下对应设置，位于下方的第二走纸轴通过电机七驱动，所述称量纸带的一端缠绕在第二纸带轴上，所述称量纸带的另一端穿过两个第二走纸轴之间后向上覆盖称重仪，所述称量纸带覆盖称重仪后另一端穿过两个第二走纸轴之间再缠绕在第一纸带轴上。

本发明的有益效果是：

1、本发明采用自动控制实验动物的饲养、***物分离、尿液检测、粪便检测以及清洁，检验全程不需要实验者参与，避免试验者接触***物引起的感染。

2、本发明尿液收集相关装置均作了超疏水处理，且集液箱的结构设计使得尿液垂直下落，减少了尿液收集时间，避免增发或滞留造成的流失，保证数据的准确性。

3、本发明设计有粪便除杂装置，能够除去动物带出的食物残渣，保证粪便数据的准确性。

4、本发明在粪便称重仪上配置有称量纸，每称量一次便自动更换一次，避免交叉感染，保证数据的准确性。

5、本发明设置有清洁系统、废液容器和废料容器，保证整个系统的清洁卫生，且能够避免***物交叉感染。

6、本发明在饲养笼内设置有石墨烯加热膜和加湿器，且配有温度传感器和湿度传感器，能够实时监测饲养笼的温度和湿度，保证饲养环境的舒适，避免动物出现应激反应，同时保持一定的湿度能够避免尿液的蒸发，从而保证实验数据的稳定性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为***物分离箱的结构示意图；

图3为集液箱的结构示意图；

图4为集粪箱的结构示意图；

图5为称重机构的结构示意图；

图6为本发明的控制原理图；

图中：1、饲养笼；1-1、清洗液容器；1-2、门一；1-3、喂食器；1-31、门二；1-4、喂水器；1-41、门三；1-5、自动电源开关；1-6、温度传感器；1-7、湿度传感器；1-8、加湿器；1-9、旋转喷头；1-10、阀门一；2、***物分离箱；2-1、门四；2-2、第一导杆；2-21、电机一；2-3、第一伸缩杆；2-31、电机二；2-4、第一清扫件；2-41、第一压力传感器；3、支撑架；3-1、支撑柱； 4、集液箱；4-1、优弧弓形侧板；4-2、劣弧弓形侧板；4-3、弧形底板；4-4、阀门二；4-5、集尿容器；4-51、液位传感器；4-52、样本滴管；4-6、阀门三；4-7、阀门四；4-8、尿液检测仪；4-81、尿液样本槽；4-9、废液容器；5、粪便除杂器；5-1、杂物筛；5-2、除杂漏斗；5-3、门五；6、集粪箱；6-1、门六；6-2、门七；6-21、样本滑槽；6-3、第二导杆；6-31、电机三；6-4、第二伸缩杆；6-41、电机四；6-5、第二清扫件；6-51、第二压力传感器；7、称重机构；7-1、底板；7-2、支撑板；7-3、称重仪；7-4、称量纸带；7-5、第一纸带轴；7-6、第一走纸轴；7-7、第二纸带轴；7-8、第二走纸轴；8、废料容器；9、粪便检测仪；9-1、粪便样本槽。

具体实施方式

本发明的具体实施方式参见图1-6：

本发明的技术方案为：

一种动物实验***物分离收集检测系统，如图1-5，包括支撑架3、饲养系统、***物分离系统、尿液收集检测系统和粪便收集检测系统，所述支撑架3包括矩形框架和固定在矩形框架下方的支撑柱3-1，所述***物分离系统安装在支撑架3的上方，所述饲养系统安装在***物分离系统的上方且上下对应，所述尿液收集检测系统安装在支撑架3的下方且与***物分离系统上下对应，所述粪便收集检测系统位于***物分离系统的一侧且连接在支撑架3上。

本发明中的饲养系统包括饲养笼1，所述饲养笼1的上方开有门一1-2，所述门一1-2位于饲养笼1顶面或侧面，所述饲养笼1的一侧安装有喂食器1-3和喂水器1-4，所述喂食器1-3和所述喂水器1-4分别开有仅供动物头部伸入的门二1-31和门三1-41，所述饲养笼1的侧面上半部分为栅栏状结构、下半部分为内侧粘附有石墨烯加热膜的封闭结构，石墨烯加热膜外接电源，所述饲养笼1的底部为涂覆有超疏水涂层的镂空板，所述饲养笼1的内部设有自动电源开关1-5、温度传感器1-6、湿度传感器1-7和加湿器1-8，所述饲养笼1的上方安装有清洗液容器1-1，所述饲养笼1的内部设有位于封闭结构和栅栏状结构的分界线下方的旋转喷头1-9，所述旋转喷头1-9与清洗液容器1-1通过带有阀门一1-10的管道连接，所述自动电源开关1-5由温度传感器1-6控制且通过导线连接在石墨烯加热膜与外界电源之间，所述加湿器1-8的由湿度传感器1-7控制开关。

本发明中的***物分离系统包括***物分离箱2，所述***物分离箱2的上方开口且与饲养笼1固定连接，所述***物分离箱2连接粪便收集检测系统的一侧设有门四2-1，所述***物分离箱2的内部设有第一清扫机构，所述***物分离箱2的底部为具有细小网孔的网状结构，所述第一清扫机构包括横跨***物分离箱2的第一导杆2-2，所述第一导杆2-2为丝杠结构且两端铰接在***物分离箱2的侧壁上，所述第一导杆2-2的一端连接有安装在***物分离箱2的侧壁上的电机一2-21，所述第一导杆2-2上配合有下方固定有第一电动推杆的丝杠螺母，所述第一电动推杆包括电机二2-31和第一伸缩杆2-3，所述第一伸缩杆2-3的下端连接有矩形结构的第一清扫件2-4，所述第一清扫件2-4的底部安装有第一压力传感器2-41。

本发明中的尿液收集检测系统包括集液箱4，所述集液箱4的下方为与集液箱4通过带阀门二4-4的管道连通的集尿容器4-5，所述集尿容器4-5内设置液位传感器4-51，所述集液箱4的底部一侧通过带阀门三4-6的样本滴管4-52连接有尿液检测仪4-8、另一侧通过带阀门四4-7的管道连接有废液容器4-9，所述尿液检测仪4-8上设置与样本滴管4-52连通的尿液样本槽4-81，所述集液箱4的上方开口且固定在支撑架3的下方，所述集液箱4的两侧分别设有优弧弓形侧板4-1和劣弧弓形侧板4-2，所述优弧弓形侧板4-1和所述劣弧弓形侧板4-2的上方平面平齐且长度相等，所述优弧弓形侧板4-1和所述劣弧弓形侧板4-2的下方弧面之间通过底部向优弧弓形侧板4-1一侧倾斜的弧形底板7-14-3连接，所述集尿容器4-5连接在弧形底板7-14-3下方且靠近优弧弓形侧板4-1的一侧。

本发明中的粪便收集检测系统包括粪便除杂器5、集粪箱6、废料容器8和粪便检测仪9，所述粪便除杂器5的一端向上倾斜且固定在支撑架3上、另一端与集粪箱6相连，所述粪便除杂器5包括上层的杂物筛5-1和下层的除杂漏斗5-2，该杂物筛5-1采用现有的振动筛，所述杂物筛5-1一端与***物分离箱2的门四2-1连通、另一端为与集粪箱6连通的门五5-3，所述集粪箱6连接粪便除杂器5的一侧设有与门五5-3连通的缺口，所述集粪箱6的内部设有第二清扫机构，所述废料容器8位于除杂漏斗5-2的下方且与除杂漏斗5-2的底部连通，所述集粪箱6的底部一侧设有与所述废料容器8连通的门六6-1、另一侧设有门七6-2，所述粪便检测仪9的上方设置粪便样本槽9-1，所述粪便样本槽9-1和所述门七6-2通过样本滑槽6-21接通，所述第二清扫机构包括横跨集粪箱6的第一导杆2-2，所述第二导杆6-3为丝杠结构且两端铰接在集粪箱6的侧壁上，所述第二导杆6-3的一端连接有安装在集粪箱6的侧壁上的电机三6-31，所述第二导杆6-3上配合有下方固定有第二电动推杆的丝杠螺母，所述第二电动推杆包括电机四6-41和第二伸缩杆6-4，所述第二伸缩杆6-4的下端连接有矩形结构的第二清扫件6-5，所述第二清扫件6-5的底部安装有第二压力传感，所述粪集粪箱6的下方开口且连接称重机构7，所述称重机构7包括支架和安装在支架上的称重仪7-3，所述支架包括底板7-1和固定在底板7-1两侧的支撑板7-2，所述称重仪7-3安装在支撑板7-2上，所述称重仪7-3上覆盖有称量纸带7-4，所述底板7-1上安装有位于称重仪7-3左侧的第一纸带轴7-5和第一走纸轴7-6，所述底板7-1上还安装有位于称重仪7-3右侧下方的第二纸带轴7-7和第二走纸轴7-8，所述第一纸带轴7-5位于所述第一走纸轴7-6左侧，所述第二纸带轴7-7位于所述第二走纸轴7-8左侧，所述第一纸带轴7-5通过电机五驱动，所述第一走纸轴7-6为两个且上下对应设置，位于下方的第一走纸轴7-6通过电机六驱动，所述第二走纸轴7-8也为两个且上下对应设置，位于下方的第二走纸轴7-8通过电机七驱动，所述称量纸带7-4的一端缠绕在第二纸带轴7-7上，所述称量纸带7-4的另一端穿过两个第二走纸轴7-8之间后向上覆盖称重仪7-3，所述称量纸带7-4覆盖称重仪7-3后另一端穿过两个第二走纸轴7-8之间再缠绕在第一纸带轴7-5上。

本发明采用自动化控制，本发明的控制系统包括中央控制器、与中央控制器网络连接的终端机，中央控制器可以安装在饲养笼1顶部、也可以设置试验台上，本发明中的电机一2-21、电机二2-31、电机三6-31、电机四6-41、电机五、电机六、电机七均使用现有的伺服电机，本发明中的门一1-2、门二1-31、门三1-41、门四2-1、门五5-3、门六6-1、门七6-2、阀门一1-10、阀门二4-4、阀门三4-6、阀门四4-7、自动电源开关1-5、温度传感器1-6、湿度传感器1-7、第一压力传感器2-41、第二压力传感器6-51、电机一2-21、电机二2-31、电机三6-31、电机四6-41、电机五、电机六、电机七、加湿器1-8、杂物筛5-1、液位传感器4-51、称重仪7-3、尿液检测仪4-8以及粪便检测仪9均和中央控制器连接。

如图6，本发明中的控制系统包括三个模块：饲养模块、***物分离收集检测模块以及清洁模块。饲养模块预先设定好喂食时间、喂水时间、基本温度、基本湿度，喂食时间到门二1-31自动打开，喂食结束门二1-31自动关闭，喂水时间到门三1-41自动打开，喂水结束门三1-41自动关闭；温度传感器1-6将饲养笼1内的温度反馈给中央控制器，中央控制器将数据与设定的基本温度进行对比，高于基本温度自动电源开关1-5关闭，石墨烯加热膜停止加热，低于基本温度自动电源开关1-5打开，石墨烯加热膜开始加热；湿度传感器1-7将饲养笼1内的湿度反馈给中央控制器，高于基本湿度加湿器1-8停止工作，低于基本湿度加湿器1-8开始工作。***物分离收集检测模块预先设定好收集检测时间，包括尿液的分离收集检测和粪便的分离收集检测。尿液先后经过涂覆有超疏水涂层的饲养笼1底面和***物分离箱2底面垂直下落到涂覆有超疏水涂层的集液箱4，尿液收集检测时间到，阀门二4-4打开，尿液完全流到集尿容器4-5中，尿液量达到设定值，液位传感器4-51将尿液量反馈给中央控制器，中央控制器控制阀门三4-6打开，一滴尿液通过样本滴管4-52滴到尿液检测仪4-8的尿液样本槽4-81内，阀门三4-6关闭，尿液检测仪4-8对尿液进行检测分析，然后把数据反馈给中央控制器，之后阀门四4-7打开，尿液完全流到废液容器4-9内，阀门四4-7关闭。粪便收集检测时间到，门五5-3自动开启，电机二2-31启动带动第一清扫件2-4向下运动，第一压力传感器2-41时时把压力数据反馈到中央控制器，中央控制器将数据与预设的压力值进行对比，达到预设值后电机二2-31停止工作，电机一2-21启动，第一伸缩杆2-3带动第一清扫件2-4在***物分离箱2内滑动到门四2-1处，固体物通过门四2-1进入粪便除杂器5，电机一2-21停止工作，电机二2-31启动带动第一伸缩杆2-3向上运动到预定高度后停止，然后第一伸缩杆2-3在电机一2-21作用下往回滑动，如此往复到设定的次数，最后第一伸缩杆2-3在门四2-1的对侧上升到预设的高度贴壁停靠，固体物在粪便除杂器5上分离，食物残渣等细颗粒落到废料容器8内，粪便在除杂筛的作用下被输送到集粪箱6下方的称重仪7-3上，称重仪7-3将重量数据反馈给中央控制器，门七6-2自动打开，第二清扫机构将一颗粪便弹出，粪便沿样本滑槽6-21滚落到粪便检测仪9的粪便样本槽9-1内，门七6-2自动关闭，粪便检测仪9对粪便样本进行检测然后将数据反馈给中央控制器，粪便检测仪9自动清除粪便样本，集粪箱6内的粪便被第二清扫机构通过门六6-1清理到废料容器8中，清理结束后，门六6-1自动关闭，电机五、电机六、电机七动作，将称量纸带7-4覆盖在称重仪7-3上被污染的部分缠绕在第一纸带轴7-5上，第二纸带轴7-7上新的称量纸带7-4覆盖在称重仪7-3上方。清洁模块预先设定清洁时间，清洁时间到，阀门一1-10、阀门二4-4、阀门四4-7、门四2-1自动打开，旋转喷头1-9在固定时间段内边旋转边喷清洁液，时间一到阀门一1-10自动关闭，清洁液最后全部流入废液容器4-9，阀门二4-4、阀门四4-7、门四2-1自动关闭。