[发明专利]自由活动动物实验连接线解旋装置

权利要求书

1.一种自由活动动物实验连接线解旋装置，其特征在于，该装置包括传感部分、控制部分和驱动部分，其中：

传感部分，用于将连接线的打圈缠绕情况转换为可变电压信号，并输出至控制部分；

控制部分，用于将接收自传感部分的可变电压信号转换为方向信号和脉冲数，并输出至驱动部分；

驱动部分，用于根据接收自控制部分的方向信号和脉冲数，驱动载物台上放置的动物实验平台向连接线打圈缠绕的反方向转动，实现连接线的解旋。

2.根据权利要求1所述的自由活动动物实验连接线解旋装置，其特征在于，所述传感部分至少包括小轴承(9)、橡皮塞(8)、小齿轮(7)、大齿轮(1)、电位器(3)和支架(4)，其中：

小轴承(9)的外圈固定于支架(4)上，并通过橡皮塞(8)与小齿轮(7)连接；橡皮塞(8)经过加工后形成凸字形，中央有小孔，可能打圈缠绕的连接线(10)被夹在橡皮塞(8)中央的小孔中；橡皮塞(8)大头塞入小轴承(9)内圈，小头塞入小齿轮(7)的内孔；电位器(3)固定于支架(4)上，大齿轮(1)固定于电位器(3)上。

3.根据权利要求2所述的自由活动动物实验连接线解旋装置，其特征在于，所述橡皮塞(8)夹持待解旋连接线(10)并连接小轴承(9)和小齿轮(7)，小轴承(9)、橡皮塞(8)、小齿轮(7)和大齿轮(1)构成感应打圈缠绕情况的机械感应部分，电位器(3)将连接线的打圈缠绕情况转换为可变电压信号，并输出至控制部分。

4.根据权利要求2所述的自由活动动物实验连接线解旋装置，其特征在于，当连接线(10)打圈缠绕时，带动小轴承(9)以及大齿轮(1)与小齿轮(7)转动，该转动通过大齿轮(1)传递到电位器(3)，从而使电位器(3)发生角位移；电位器(3)初始值设在正中位置，打圈缠绕的方向由电压输出的变大和变小来确定；考虑到动物可能在短时间内旋转多圈，导致电位器(3)角位移超过360度的情况，该自由活动动物实验连接线解旋装置在大齿轮(1)上进一步粘了一根突出边缘的有机玻璃棒(2)，初始位置时玻璃棒(2)突出端正对着小齿轮(7)与大齿轮(1)咬合处，在正对咬合处的大齿轮(1)侧设置挡板(6)，将电位器(3)的旋转范围限制在一圈内，以防止电位器(3)旋转超出量程而导致电位器(3)判断紊乱。

5.根据权利要求2所述的自由活动动物实验连接线解旋装置，其特征在于，

所述小轴承(9)为塑料轴承，内径×外径×厚度为20×42×12mm，其滚珠采用玻璃质地的滚珠；

所述凸字形的橡皮塞(8)，其上直径15mm、下直径20mm；

所述小齿轮(7)和大齿轮(1)均是尼龙齿轮，小齿轮(7)的内孔径×外径×厚度为15×22×10mm，大齿轮(1)的内孔×外径×厚度为6×102×10mm，大齿轮(1)与小齿轮(7)的直径比例为4.63:1，小齿轮(7)旋转一周大齿轮(1)只旋转0.22周；

所述电位器(3)为WDC35非接触式数字电位器，线性度为0.1％，内部装有两个轴承，旋转力矩<0.5mN·m。

6.根据权利要求5所述的自由活动动物实验连接线解旋装置，其特征在于，所述电位器(3)类似于或等同于一个滑动变阻器，使用时给电位器(3)接入5V直流电压，输出电压会根据轴的角位移旋转而变化。

7.根据权利要求1所述的自由活动动物实验连接线解旋装置，其特征在于，所述控制部分至少包括单片机(12)和步进电机驱动器(17)，其中，单片机(12)将电位器(3)传来的可变电压信号转换为方向信号和脉冲数后输入步进电机驱动器(17)，通过步进电机驱动器(17)控制驱动部分的步进电机(20)转动。

8.根据权利要求7所述的自由活动动物实验连接线解旋装置，其特征在于，所述单片机(12)采用Arduino UNO型单片机，所述步进电机驱动器(17)采用M542步进电机驱动器，步进电机驱动器(17)外接20-50V直流电源。