CN110651721B - 一种鼠饲养笼 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种鼠饲养笼，包括饲养笼本体、模拟昼夜光照环境的照明总成、动物活动视频监控总成、监测环境中氨气浓度的氨气浓度监测总成、监测垫料温湿度的温湿度监测总成和外置计算机控制器；所述的饲养笼本体包括笼具主体和笼盖，所述的照明总成、动物活动视频监控总成、氨气浓度监测总成和温湿度监测总成均设置在饲养笼本体内，外置计算机控制器设置在饲养笼本体外，外置计算机控制器与所述的照明总成、动物活动视频监控总成、氨气浓度监测总成和温湿度监测总成之间均通过电线连接，实现对照明总成、动物活动视频监控总成、氨气浓度监测总成和温湿度监测总成的控制或检测。
Description
技术领域
本发明涉及生物医学技术领域，具体涉及一种可监测大、小鼠生存环境指标的鼠饲养笼。
背景技术
在生物医学领域中，实验动物作为生物和医学研究的基础工具，有着无法替代的作用。因此，实验动物的质量也越来越受到科研工作者的重视，而其质量与其生存的环境密切相关。其中大鼠及小鼠是最为常用的实验动物，其习性昼伏夜动，胆小怕惊，喜啃咬，抗病力较强，对光照、氨气、温度、湿度等环境指标的变化极为敏感，一旦上述指标超过安全范围,容易引起大鼠及小鼠不适，易引发疾病，进而导致实验结果准确性降低。
首先，大鼠及小鼠对光非常敏感，已有研究报道，在比较强烈光照下，哺乳母鼠易发生神经紊乱，可能发生吃仔鼠的现象。光照时间还对大鼠及小鼠学习记忆能力、神经内分泌及动情周期紊乱等产生负面影响。光照对实验动物的影响越来越受到重视，在封闭式饲养已经成为主流的情况下，人工光照逐步取代了自然光照，但现行方案对于光照时间、光照强度、光照波长、光照均匀度的把控却不尽如人意。
其次，研究发现，饲养环境中的氨气浓度对大鼠及小鼠具有较大影响。氨气作为重要的环境指标，与实验动物的质量控制密切相关。氨气浓度越高，对动物健康的影响就越大，高氨气浓度一方面会侵害动物的福利，另一方面，氨气能引起呼吸道黏膜的损伤，从而导致呼吸***疾病的发生。
另外，饲养环境的温度是实验动物体热平衡和调节的决定因素之一，温度的高低直接影响实验动物舒适度，温度可影响环境中氨气的浓度，随着温度的升高氨气的溶解度越来越低，使得鼠笼中氨气浓度越来越高。除此之外，温度的过高过低都会影响动物体热平衡和调节，使动物感到不适。变化过急或过大会产生行为和生理上的不良反应，引起大鼠及小鼠机体的损伤。在温度过高时，动物的食欲旺盛，摄食量增加，相反温度过低时，动物食欲减退，采食量下降，生理机能发生改变，从而影响动物的生长。
湿度也是一个重要的环境指标，湿度的变化必然影响动物的产热和散热，如果湿度过高，动物机体的蒸发受到抑制，很容易引起代谢紊乱，使动物机体抵抗力下降，发病率增加；湿度过低，会引起动物躁动不安、神经紊乱、呼吸道疾病、环尾病等，母鼠会出现拒绝哺乳和食仔现象。
可见，大鼠及小鼠对上述指标的敏感程度很高，如果控制不好将最终影响取得的实验结果，造成资源的严重浪费。
大鼠及小鼠饲养笼作为一种饲养管理的日常用具，鼠每日与饲养笼直接接触，上述的环境指标将对笼中的大鼠或小鼠产生直接的影响。因此，随着生物医学领域对实验动物饲养精细化的要求越来越高，大鼠或小鼠所在笼的上述环境指标应该得到直接的、严格的检测，以及时消除饲养过程中的有害环境因素，提高实验结果的可信度及可重复性。
但现有的大鼠或小鼠饲养笼对于环境质量的判断要么需要饲养人的主观判断，要么只能实现以上某种功能或指标的检测，很少将上述环境指标同时考虑，尤其是现在对实验动物管理要求越来越高的情况下，对上述某种单一指标的考量很难剔除实验动物环境因素对实验动物的影响以及实验结果的干扰。因此，为保持实验组内大、小鼠除干预条件外其他因素的一致性，有必要发明一种新型的鼠饲养笼，以实现对环境指标的检测，进而减少环境因素对实验大鼠或小鼠的影响。
发明内容
针对上述现有技术现状，本发明要解决的技术问题是提供一种可模拟昼夜光照环境以及可检测环境指标的大、小鼠饲养笼。该饲养笼可模拟黎明和日落，实现自然照明场，还具备检测鼠笼中氨气浓度、温度及湿度的功能。其对昼夜光照环境的模拟更加自然，对鼠笼中动物的环境质量检测具有方便性、实时性及高效性的特点。
为实现上述目的，本发明采用了下述的技术方案：
一种鼠饲养笼，包括饲养笼本体、模拟昼夜光照环境的照明总成、动物活动视频监控总成、监测环境中氨气浓度的氨气浓度监测总成、监测垫料温湿度的温湿度监测总成和外置计算机控制器；所述的饲养笼本体包括笼具主体和笼盖，所述的照明总成、动物活动视频监控总成、氨气浓度监测总成和温湿度监测总成均设置在饲养笼本体内，外置计算机控制器设置在饲养笼本体外，外置计算机控制器与所述的照明总成、动物活动视频监控总成、氨气浓度监测总成和温湿度监测总成之间均通过电线连接，实现对照明总成、动物活动视频监控总成、氨气浓度监测总成和温湿度监测总成的控制或检测。
所述的笼具主体和笼盖采用黑色轻质有机塑料。
所述的笼具主体包括外层和内层两层结构，内层与外层在底部由四个支架连为一体，内层与外层之间夹设有间隙。
所述的笼具主体的内层在底部留有一孔，内层在上部的壁上有多个沟通笼内与所述的间隙的缝隙。
所述的照明总成包括LED光源、凸透镜、PC光扩散板及开关控制器，其中，LED光源、凸透镜及PC光扩散板集成于笼盖中，开关控制器安装于笼盖的表面。
所述的LED光源包括圆形灯盘和多颗LED灯珠，所述的开关控制器包括PWM可编程的恒流模块和USB编程模块，所述的开关控制器与外置计算机控制器电连接；其中，所述的LED光源置于凸透镜的焦点位置。
所述的LED光源的多颗LED灯珠分别由开关控制器控制开关时间，程序控制其中部分灯珠先亮，其余灯珠依次打开，直至所有LED灯珠打开，模拟白天效果；待LED灯珠全部打开10-12小时后，程序控制部分灯珠关闭，模拟傍晚效果，其余LED灯珠依次关闭，直至所有LED灯珠关闭，模拟黑夜效果，黑夜状态维持时间10-12小时。
所述的动物活动视频监控总成包括红外视频监视器，该红外视频监视器通过数据线与外置计算机控制器连接；红外视频监视器置于笼具主体的内层的顶端，用于对笼内动物进行24小时不间断的监视；红外视频监视器采集的视频经数据线传输至外置计算机控制器储存。
所述的氨气浓度监测总成包括氨气传感器和模拟信号数字信号转换器，负责监测鼠饲养笼内的氨气浓度；所述的氨气传感器通过模拟信号数字信号转换器与外置计算机控制器电连接，所述的氨气传感器设置在笼具主体的内层与外层之间的间隙内。
所述的温湿度监测总成包括电容式湿度传感器，所述的电容式湿度传感器通过模拟信号数字信号转换器与外置计算机控制器电连接；所述的电容式湿度传感器镶嵌于笼具主体的内层的底部，内层的底部铺设有垫料，所述的电容式湿度传感器包埋于垫料的底层。
与现有技术相比，本发明非常注重大小鼠的饲养环境福利问题，本发明所述的鼠饲养笼能最大限度地减少光照、氨气浓度、垫料湿度等环境因素对笼中饲养的大小鼠的刺激，并能够尽可能地保持除干预因素之外其他方面的一致性。因此，本发明能够极大的排除因饲养问题导致的***误差，具有很强的科学价值和应用推广价值。本发明所述的鼠饲养笼能够为饲养动物提供时间可控、亮度渐变的、近似自然光的平行光光照。笼内设置有氨气浓度、温度及垫料湿度环境指标的数字化监测手段，既方便检测又杜绝大鼠小鼠破坏的笼体设计，在为动物管理提供更精确参考的同时，更具实用性。
附图说明
图1是本发明所述的鼠饲养笼的结构示意图。
图2是照明总成的结构示意图。
图3是LED光源的结构示意图。
具体实施方式
在下文中更详细地描述了本发明以有助于对本发明的理解。
如图1所示，本发明所述的鼠饲养笼包括饲养笼本体、模拟昼夜光照环境的照明总成、动物活动视频监控总成、监测环境中氨气浓度的氨气浓度监测总成、监测垫料温湿度的温湿度监测总成和外置计算机控制器；所述的饲养笼本体包括笼具主体1和笼盖2，所述的照明总成、动物活动视频监控总成、氨气浓度监测总成和温湿度监测总成均设置在饲养笼本体内，外置计算机控制器设置在饲养笼本体外，外置计算机控制器与所述的照明总成、动物活动视频监控总成、氨气浓度监测总成和温湿度监测总成之间均通过电线连接，实现对照明总成、动物活动视频监控总成、氨气浓度监测总成和温湿度监测总成的控制或检测。
为减少环境中光线对鼠饲养笼中动物的干扰，所述的笼具主体1和笼盖2采用黑色轻质有机塑料，所述的笼具主体1包括了外层11和内层12两层结构，内层与外层在底部由四个支架连为一体，内层与外层之间夹设有间隙。笼具主体的内层12在底部留有一孔，内层在上部的壁上有多个沟通笼内与所述的间隙的缝隙13。
所述的照明总成包括LED光源31、凸透镜32、PC光扩散板33及开关控制器34四个部分。其中，LED光源、凸透镜及PC光扩散板集成于笼盖2中，开关控制器安装于笼盖2的表面。
LED光源由圆形灯盘311和7颗白色LED灯珠312构成。开关控制器34包括PWM可编程的恒流模块和USB编程模块，所述的开关控制器与外置计算机控制器35电连接。其中，为使LED灯光由向四周的散射光变为接近自然光的平行光，LED光源与凸透镜的位置关系为：LED光源置于凸透镜的焦点位置。为实现模拟光线渐变的效果，LED光源的多颗LED灯珠分别由开关控制器控制开关时间，程序控制其中部分灯珠先亮，其余灯珠依次打开，直至所有灯珠打开，模拟白天效果。待灯珠全部打开10-12小时后，程序控制部分灯珠关闭，模拟傍晚效果，其余灯珠依次关闭，直至所有灯珠关闭，模拟黑夜效果，黑夜状态维持时间10-12小时。
本领域技术人员完全能够理解，灯盘的形状不局限于圆形，也可以采用方形LED灯盘或其他形状。
所述的动物活动视频监控总成包括红外视频监视器，该红外视频监视器通过数据线与外置计算机控制器连接。红外视频监视器置于笼具主体的内层12的顶端，可对笼内动物进行24小时不间断的监视。红外视频监视器(摄像头)采集的视频经数据线传输至外置计算机控制器储存。
所述的氨气浓度监测总成包括氨气传感器和模拟信号数字信号转换器，负责监测鼠饲养笼内的氨气浓度。所述的氨气传感器通过模拟信号数字信号转换器与外置计算机控制器电连接。为防止笼内动物对氨气传感器及相应线路啃咬，进而导致氨气传感器失灵，将氨气传感器设置在笼具主体1的内层与外层之间的间隙内。
所述的温湿度监测总成包括电容式湿度传感器，所述的电容式湿度传感器通过模拟信号数字信号转换器与外置计算机控制器电连接。所述的电容式湿度传感器镶嵌于笼具主体1的内层的底部，内层的底部铺设有垫料，在使用时将所述的电容式湿度传感器包埋于垫料的底层，这样既能直接监测垫料的湿度，又防止了动物对电容式湿度传感器的破坏，对电容式湿度传感器起到了一定的保护作用。
本发明所述的鼠饲养笼采用通体黑色的有机塑料，排除笼外光线对笼内动物的干扰，可实现对笼内大小鼠光照的绝对控制。考虑到自然光线具有渐变、平行及对动物刺激较小等特点，采用了置于笼盖内的LED灯盘，利用凸透镜将光线变为平行光，增加笼内光线的均匀度，并在凸透镜下方增加一PC光扩散板，防止大小鼠眼睛直接暴露于LED灯光而造成损伤；还通过计算机控制LED灯开启的数量，模拟自然光线的明暗渐变效果，防止光线突然出现或消失对大小鼠造成精神上刺激。
饲养笼设置了内外两层，一方面在内层左右前后笼壁的上部有多条沟通笼内与内外层间隔内气体的间隙，保证笼内气体与间隙内气体的温度及氨气浓度相一致；另一方面内外两层的设计有利于传感器的设置，将温度传感器和氨气传感器设置在内外层间隙中，既实现了对相应指标的检测，又杜绝了大鼠或小鼠对传感器的破坏。湿度传感器主要检测垫料的湿度，因此单独的垫料湿度传感器镶嵌于饲养笼内层的底部，方便了对垫料湿度的检测。上述设计方面的优点在方便指标检测的同时，又防止了动物对传感器的破坏，具有更强的实用性。
以上描述了本发明优选实施方式，然其并非用以限定本发明。本领域技术人员对在此公开的实施方案可进行并不偏离本发明范畴和精神的改进和变化。
Claims (1)
1.一种鼠饲养笼，其特征在于，包括饲养笼本体、模拟昼夜光照环境的照明总成、动物活动视频监控总成、监测环境中氨气浓度的氨气浓度监测总成、监测垫料温湿度的温湿度监测总成和外置计算机控制器；所述的饲养笼本体包括笼具主体和笼盖，所述的照明总成、动物活动视频监控总成、氨气浓度监测总成和温湿度监测总成均设置在饲养笼本体内，外置计算机控制器设置在饲养笼本体外，外置计算机控制器与所述的照明总成、动物活动视频监控总成、氨气浓度监测总成和温湿度监测总成之间均通过电线连接，实现对照明总成、动物活动视频监控总成、氨气浓度监测总成和温湿度监测总成的控制或检测；
所述的笼具主体和笼盖采用黑色轻质有机塑料；
所述的笼具主体包括外层和内层两层结构，内层与外层在底部由四个支架连为一体，内层与外层之间夹设有间隙；
所述的笼具主体的内层在底部留有一孔，内层在上部的壁上有多个沟通笼内与所述的间隙的缝隙；
所述的照明总成包括LED光源、凸透镜、PC光扩散板及开关控制器，其中，LED光源、凸透镜及PC光扩散板集成于笼盖中，开关控制器安装于笼盖的表面；
所述的LED光源包括圆形灯盘和多颗LED灯珠，所述的开关控制器包括PWM可编程的恒流模块和USB编程模块，所述的开关控制器与外置计算机控制器电连接；其中，所述的LED光源置于凸透镜的焦点位置；
所述的LED光源的多颗LED灯珠分别由开关控制器控制开关时间，程序控制其中部分灯珠先亮，其余灯珠依次打开，直至所有LED灯珠打开，模拟白天效果；待LED灯珠全部打开10-12小时后，程序控制部分灯珠关闭，模拟傍晚效果，其余LED灯珠依次关闭，直至所有LED灯珠关闭，模拟黑夜效果，黑夜状态维持时间10-12小时；
所述的动物活动视频监控总成包括红外视频监视器，该红外视频监视器通过数据线与外置计算机控制器连接；红外视频监视器置于笼具主体的内层的顶端，用于对笼内动物进行24小时不间断的监视；红外视频监视器采集的视频经数据线传输至外置计算机控制器储存；
所述的氨气浓度监测总成包括氨气传感器和模拟信号数字信号转换器，负责监测鼠饲养笼内的氨气浓度；所述的氨气传感器通过模拟信号数字信号转换器与外置计算机控制器电连接，所述的氨气传感器设置在笼具主体的内层与外层之间的间隙内；
所述的温湿度监测总成包括电容式湿度传感器，所述的电容式湿度传感器通过模拟信号数字信号转换器与外置计算机控制器电连接；所述的电容式湿度传感器镶嵌于笼具主体的内层的底部，内层的底部铺设有垫料，所述的电容式湿度传感器包埋于垫料的底层；既能直接监测垫料的湿度，又防止了动物对电容式湿度传感器的破坏，对电容式湿度传感器起到了保护作用；
所述的鼠饲养笼采用通体黑色的有机塑料，排除笼外光线对笼内动物的干扰，实现对笼内大小鼠光照的绝对控制；采用置于笼盖内的LED灯盘，利用凸透镜将光线变为平行光，增加笼内光线的均匀度，并在凸透镜下方增加一PC光扩散板，防止大小鼠眼睛直接暴露于LED灯光而造成损伤；通过计算机控制LED灯开启的数量，模拟自然光线的明暗渐变效果，防止光线突然出现或消失对大小鼠造成精神上刺激；
饲养笼设置了内外两层，一方面在内层左右前后笼壁的上部有多条沟通笼内与内外层间隔内气体的间隙，保证笼内气体与间隙内气体的温度及氨气浓度相一致；另一方面内外两层的设计有利于传感器的设置，将温度传感器和氨气传感器设置在内外层间隙中，既实现了对相应指标的检测，又杜绝了大鼠或小鼠对传感器的破坏；湿度传感器用于检测垫料的湿度，单独的垫料湿度传感器镶嵌于饲养笼内层的底部，方便对垫料湿度的检测，在方便指标检测的同时，又能够防止动物对传感器的破坏。
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