[发明专利]一种自适应体型的小动物夹持保温装置及其控制方法

权利要求书

1.一种自适应体型的小动物夹持保温装置，其特征在于，用于实现对小动物全身包裹式的立姿固定，所述自适应体型的小动物夹持保温装置包括：外罩壳、上挡板、下挡板、囊体、传感器单元、进流管道、泄流管道、进流阀门、泄流阀门、流体速度控制及加热装置、A/D转换电路和控制器；其中，外罩壳为内部具有柱状空间的壳体，中心轴位于竖直方向；在外罩壳的底部设置有下挡板；囊体放置在外罩壳内，囊体环绕外罩壳的内壁，中间具有通孔，通孔的轴线位于竖直方向，囊体的体壁围成封闭空间，随着注入流体的增多，囊体逐渐向内膨胀挤压，囊体采用弹性材料；外罩壳的高度大于囊体充满流体后的最大高度；外罩壳的顶部设置上挡板；上挡板和下挡板均具有通气孔，通气孔与囊体的通孔共轴；在囊体的通孔处的外表面设置有传感器单元，传感器单元包括一个或多个压力传感器以及一个或多个温度传感器；传感器单元连接至外罩壳外的A/D转换电路；A/D转换电路连接至控制器；囊体上分别设置有进流管道和泄流管道，分别连通至囊体内的封闭空间；进流管道和泄流管道分别通过进流阀门和泄流阀门连接至流体速度控制及加热装置；流体速度控制及加热装置连接至控制器；囊体、传感器单元、进流管道、泄流管道、进流阀门、泄流阀门和流体速度控制及加热装置构成一套囊体模式组件；所述自适应体型的小动物夹持保温装置采用一套或多套囊体模式组件；对于多套囊体模式组件，多个囊体上下顺次叠放在外罩壳内，多个囊体中的通孔共轴；在囊体未充满流体的状态下，小动物全身放入囊体中间的通孔内，盖上上挡板；流体速度控制及加热装置通过进流阀门经进流管道向囊体内充入流体，并经泄流管道通过泄流阀门流回流体速度控制及加热装置；传感器单元采集囊体的通孔处的温度和压力信号，并传输至A/D转换电路；A/D转换电路将模拟信号转换为数字信号后传输至控制器；控制器根据测得的温度信号，调整流体速度控制及加热装置对流体的加热温度，以调节囊体的通孔处的温度；控制器根据测得的压力信号，通过流体速度控制及加热装置实控制流体的注入速度，从而调囊体通孔处的压力；囊体具有弹性，在泄流阀门孔径不变的情况下，通过流体速度控制及加热装置调节流体的注入速度能够精准地控制囊体对小动物的压力，最终实现对小动物体温的维持以及压力的控制，并且小动物保持立着的姿态；应用于需要让小动物长时间处于立姿状态的实验场景，所述自适应体型的小动物夹持保温装置的控制方法，包括以下步骤：

1)根实验的温度要求，首先在流体速度控制及加热装置中对流体进行预热；

2)打开进流阀门，关闭泄流阀门，启动流体速度控制及加热装置，控制器通过来自传感器单元的压力信号判断压力是否到达设定的压力初始值；

3)当测得的压力等于设定初始值，控制器对流体速度控制及加热装置发起指令，打开泄流阀门，流体速度控制及加热装置通过进流阀门经进流管道向囊体内充入流体，并经泄流管道通过泄流阀门流回流体速度控制及加热装置；

4)传感器单元采集囊体的通孔处的温度和压力信号，并传输至A/D转换电路；A/D转换电路将模拟信号转换为数字信号后传输至控制器；

5)控制器根据测得的温度信号，调整流体速度控制及加热装置对流体的加热温度，以调节囊体的通孔处的温度；囊体具有弹性，控制器根据测得的压力信号，在泄流阀门孔径不变的情况下，通过流体速度控制及加热装置调节流体的注入速度能够精准地控制囊体通孔处的压力；最终实现温度和压力的控制；

6)实验结束，关闭进流阀门，打开泄流阀门，实现流体的释放。

2.如权利要求1所述的自适应体型的小动物夹持保温装置，其特征在于，所述上挡板和下挡板与外罩壳采用卡扣的连接方式。

3.如权利要求1所述的自适应体型的小动物夹持保温装置，其特征在于，所述流体速度控制及加热装置包括：加热棒、流体输送管、流体储蓄箱、流体补给阀门和离心泵；其中，加热棒和离心泵连接至控制器；流体输送管的入口通过泄流阀门连接至泄流管道；流体输送管缠绕在加热棒上；流体输送管的出口连接至流体储蓄箱；流体储蓄箱的底部连接至离心泵的入口，离心泵的出口通过进流阀门连接至进流管道；在流体储蓄箱的顶部设置流体补给阀门；通过流体补给阀门向流体储蓄箱补充流体；囊体内的流体经泄流管道通过泄流阀门回收至流体输送管，流经加热棒对流体进行加热；控制器通过控制加热棒的加热时间，从而使流体的温度达到设定值；加热后的流体进入流体储蓄箱；流体从储蓄箱至离心泵，控制器通过控制离心泵的叶轮转速，控制流体的流速，从而实现对流体的温度和流速的控制。