技术领域
[0001] 本实用新型涉及小鼠实验领域，具体涉及一种小鼠认知功能智能实验设备。
相关背景技术
[0002] 小鼠行为学评估在认知功能障碍相关疾病的评估、生理机制研究等方面发挥着重要的作用。学习记忆力受损是认知功能障碍中较为常见的一种表现，目前大多数小鼠行为学方法都是评估学习记忆功能。但是认知功能障碍还包括空间、计算、执行和理解判断等方面的缺陷，现有的小鼠行为学评估手段尚不能全面智能地分析认知功能改变。针对实验中存在的问题，设计一款可全面智能地分析学习记忆、执行和理解判断等认知功能方面的实验仪器，重要性不言而喻。因此，实用新型一种小鼠认知功能智能分析设备来解决上述问题很有必要。实用新型内容
[0003] 针对现有技术的不足，本实用新型提出了一种小鼠认知功能智能实验设备,通过智能视频分析模块，对小鼠的位置进行识别，并对进入设定电击区的小鼠进行精准电击。设备把电击模块安装于旋转机构上，在实验过程中使设备不断旋转，提升实验环境复杂度，并随机调整电击区的设定，完成动态中的小鼠认知功能实验。
[0004] 本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：
[0005] 一种小鼠认知功能智能实验设备，包括设备壳体；所述设备壳体安装有控制模块和旋转机构；所述旋转机构包括滑台和旋转电机；所述设备壳体与所述旋转电机固定安装；所述旋转电机与所述滑台固定连接；所述滑台固定安装有电击转盘；所述电击转盘包括IO模块、电击导线和废物托盘；所述电击转盘上方放置透明罩。
[0006] 进一步地，所述设备壳体安装有数据采集模块；所述数据采集模块包括摄像头和光源模组；所述摄像头和所述光源模组的下方安装滤光板。
[0007] 进一步地，所述设备壳体安装有视觉采集分析模块；所述视觉采集分析模块包括视觉采集模块和视觉分析模块；
[0008] 所述视觉采集模块通过所述数据采集模块通过摄像头，对数据进行采集和反向控制；
[0009] 所述视觉分析模块包含工控电脑和视觉分析软件，其通过所述视觉采集模块获取的图像，对小鼠的区域位置进行分析。
[0010] 进一步地，所述IO模块的输出端均连接有一个所述电击导线，通过所述控制模块的信号定义电击导线的正负极回路，进而产生电击电流。
[0011] 进一步地，所述设备壳体的外侧设有通信模块；所述通信模块包括RJ45接口和电源接口。
[0012] 进一步地，所述视觉分析模块的视觉分析系统基于图像AI算法，通过采集的图像信息自动分析小鼠的位置、方向、是否进入区域灯。
[0013] 进一步地，所述设备壳体四面颜色统一，表面无弯曲度。
[0014] 进一步地，所述设备壳体固定安装有主立柱；所述主立柱安装有固定支架；所述旋转电机安装在所述主立柱的内部。
[0015] 本实用新型的有益效果：
[0016] 1、本实用新型通过旋转机构，达到小鼠在电击模块中自由活动中的旋转运动，完成动态中的实验分析；并结合灵活的电击区设定，可全面智能地分析学习记忆、执行和理解判断等认知功能方面。
[0017] 2、本实用新型通过一体化设计，把整个实验集成在一台设备中，实现了电击控制，视频采集，智能分析等功能，方便实验操作，大大降低了实验的复杂度。
[0018] 3、本实用新型可以通过智能视频分析识别小鼠的位置，并能够主动触发电击动作，对小鼠进行电击。而之前对小鼠的电击都是固定时间间隔或者手动触发。
[0019] 4、本实用新型提出了独立的电击控制逻辑，通过IO控制模块可以任意定义每根导线的正负极，从而规避了之前的导线固定正负极的弊端。
[0020] 5、本实用新型针对旋转实验中，小鼠运动轨迹收到旋转运动影响，提出了旋转校正的方法，通过把旋转台的速度校正，获取小鼠真实的运动轨迹
具体实施方式
[0028] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0029] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0030] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0031] 一种小鼠认知功能智能实验设备包括设备壳体1，设备壳体1中安装有控制模块2和旋转机构3；其中控制模块2包括电源模块21、视觉采集分析模块22和开关调节模块23；
[0032] 电源模块21用于给各个模块提供电源；
[0033] 视觉采集分析模块22对获取的小鼠图像，通过电脑进行数据分析；
[0034] 开关调节模块23用于控制各个模块的启动和停止；
[0035] 旋转机构包括滑台32和旋转电机36；设备壳体1与旋转电机36固定安装；旋转电机36与滑台32固定连接；滑台32固定安装有电击转盘34；电击转盘34包括IO模块341、电击导线342和废物托盘343；电击转盘34上方放置透明罩35。
[0036] 优选地，设备壳体1顶部安装有数据采集模块4，数据采集模块4安装在设备壳体1的顶部中央位置，主要包括摄像头41和光源模组42，摄像头41和光源模组42都直接安装在设备壳体的顶部，摄像头41和光源模组42的下方安装滤光板43。摄像头41需要能够覆盖小鼠的活动区域且能够实时采集到小鼠的图像，光源模组42需要达到无影效果，如采用无影灯或环形灯带，小鼠在活动区域内不会产生阴影。
[0037] 优选地，电源模块21一侧安装有视觉采集分析模块22，主要完成图像的采集和智能分析功能。视觉采集分析模块22为单片机设备，提供USB及RJ45等接口，USB接口连接图像采集摄像头采集小鼠图像，RJ45接口连接视频分析服务器，通过RJ45接口把采集的图像和视频流传输到视频分析服务器进行分析处理，视觉采集模块通过有线连接IO模块341，对视频分析服务器分析的结果输出到IO模块341中，进而实现智能定义电击导线的正负极。
[0038] 优选地，控制模块2中电源模块21为恒压恒流电源模块，可以输出恒定的电流和电压，同时，电压精度需要达到0.01V，电流精度需要达到0.01mA，进而保证电击小鼠的效果且不对小鼠造成伤害。电源模块21提供调节按钮，可以对电压或者电流进行调节设置。电源模块21通过接入220V电源进行供电。
[0039] 优选地，视觉分析模块包含工控电脑和视觉分析软件，通过网线和视觉采集模块连接获取图像，对小鼠的区域位置进行分析，当小鼠的位置进入预先设定的区域时，通过视觉采集模块的输出触发IO模块341对小鼠进行电击。
[0040] 优选地，控制模块2设有开关调节模块23，主要用于仪器开关控制，转速控制调节等。当设备需要启动或者停止时，可以旋转开关按钮控制旋转机构的启动和停止。通过转速控制旋钮，可以通过控制电机的转速，调节旋转机构的旋转速度。
[0041] 优选地，旋转机构通过主立柱31和设备壳体1底部固定连接，主立柱31中安装滑台32、旋转电机36和固定支架33等加工件。主立柱31上方通过滑台32和电击转盘34连接，使得电击转盘34可以旋转。滑台32和旋转电机36通过加工件安装在一起，保证电机旋转过程中的供电。
[0042] 优选地，电击转盘34中包括IO模块341、多根电击导线342和废物托盘343。电击转盘34上方放置圆形透明罩35限制小鼠在实验过程中的活动区域。废物托盘343主要用于收集小鼠的粪便等，以免其进入到实验设备中不便清理，或者进入到电气元器件中，影响设备的运行等。
[0043] 优选地，IO模块341需要多路输出，和电击导线一一对应，可以控制每根导线的正负极。IO模块341通过控制模块2的信号定义电击导线342的正负极回路，进而产生电击电压。
[0044] 优选地，电击导线342数量需要布满整个电击转盘，电击导线的距离要足够密集，以便小鼠在上方活动，不会掉入到导线下方。设备运行时，电击导线342不放电，各个导线上的无电压差。当设备开始电击时，通过IO模块341定义每根导线上的正负极，使得小鼠脚踩的导线有电压差，进而达到电击的目标。
[0045] 优选地，设备壳体1侧方预留了外部通信模块5，其中一个RJ45接口51和电源接口52。通过电源接口，接入220V电源，给整个设备供电。通过RJ45接口可以连接外接视频分析服务器，达到智能分析，实验管理和数据传输的功能。
[0046] 优选地，设备壳体1四面颜色统一，表面无弯曲度，方便粘贴各种图案标记并方便揭开。
[0047] 优选地，设备壳体1为长方体结构，在设备一侧为设备门，以便实验时进行图案标记的粘贴处理以及放置/取出实验小鼠。
[0048] 实施方式具体为：本实用新型在使用时，首先通过电源线给实验设备上电，通电后，使用外置网口，把实验设备和服务器通过网线连接。准备好小鼠，打开设备门，在设备壳体四面做好图案标记，把小鼠通过透明罩35上方放置到电击转盘34中。
[0049] 通过电源模块21调节电流和电源，达到实验需要的预设值。
[0050] 通过开关调节模块23中开关旋钮，启动旋转机构3的运行，通过转速按钮调节旋转机构3的转速。
[0051] 通过连接仪器的本地电脑，打开实验软件，设置实验程序以及电击区域，开始进行实验训练。测试阶段时，灵活更改实验程序以及调整电击区域，并进行小鼠认知行为检测与分析。
[0052] 当停止使用仪器时，需要通过开关调节模块中的开关按钮，停止旋转机构3的运行，从透明罩35上方直接取出小鼠并清理小鼠的粪便，拔掉网线和电源线即可。
[0053] 该实施方式具体解决了现有小鼠认知行为评估方案中，无法全面智能地分析学习记忆、执行和理解判断等多个认知方面的功能。
[0054] 以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。
