一種仿生喂蛇裝置的制作方法

本發明涉及一種仿生喂蛇裝置。

背景技術：

實驗用毒蛇在喂養時往往會碰到一些問題，特別是處于冬眠期的毒蛇，很少主動進食，需要飼養員喚醒后手工喂食，如此易被毒蛇咬傷，存在安全隱患。另外，根據蛇類的特點：冬眠進食欲望不強、死的東西不吃、視力差但對移動的溫熱物體敏感。為此，設計一種仿生喂蛇裝置，用于醫學、藥物生物學等研究領域。

飼養員一般采用在一根鐵絲上穿掛一食物，然后伸進蛇籠來回搖晃來吸引蛇的進食欲望，或直接采用較危險的手工喂食，類似方法既費力、效果也差，且不安全。

技術實現要素：

為克服背景技術中存在的缺陷，本發明提供一種仿生喂蛇裝置。

本發明解決上述問題的技術方案是：

一種仿生喂蛇裝置，包括用于圈養蛇的箱體，所述箱體的一側設有向箱體內給蛇喂食的喂食部；

所述箱體呈空心的長方體狀，定義所述箱體的長度所在方向為x軸、寬度所在方向為y軸、高度所在方向為z軸；

所述喂食部包括底座和用于刺穿食物并送入箱體內的穿食管，所述穿食管沿y軸方向延伸，且穿食管的內端位于箱體內，外端位于箱體外；穿食管的外端連接有帶動穿食管的內端在箱體內沿x軸方向往復移動的驅動裝置，且驅動裝置設置在底座上；

所述穿食管的內端同軸連接有可發光發熱的指引段，以指引蛇覓食；

還包括用于控制喂食部和指引段工作的控制器，所述控制器分別與喂食部和指引段相連。

進一步，如權利要求1所述的一種仿生喂蛇裝置，其特征在于：底座設置在箱體沿y軸方向的一側。

進一步，如權利要求1所述的一種仿生喂蛇裝置，其特征在于：所述驅動部包括沿x軸方向延伸的絲杠，絲杠的兩端通過絲杠座架設在底座上；定義絲杠沿x軸方向的一端所在的方向為左端，另一端所在的方向為右端，則絲杠的左端貫穿絲杠座并與動力裝置的輸出軸同軸相連，動力裝置固定在底座上，且動力裝置與控制器相連；穿食管的外端固定連接有移動塊，且移動塊套設在絲杠上并與絲杠相嚙合；箱體上設有供穿食管移動的通槽，且通槽與絲杠相平行。

進一步，所述驅動部還包括用于控制穿食管沿x軸向左或向右移動的方向控制裝置，所述方向控制裝置包括位于絲杠沿y軸方向的一側的固定桿，且固定桿與絲杠相平行；固定桿上可滑動地套設有滑動管，滑動管的左右兩端分別設有光攔和卡桿，且光攔和卡桿均位于固定桿和絲杠之間；固定桿和絲杠之間還設有固定在底座上的光耦和彈簧卡扣，且光耦和彈簧卡扣分別位于滑動管行程的兩頭；光耦的開口面向光攔，且光耦的開口位于光攔的運動軌跡上；彈簧卡扣的卡口面向卡桿的卡頭，且彈簧卡扣的卡口位于所述卡頭的運動軌跡上；光耦與控制器內的延時繼電器相連，光攔位于光耦的開口內時，光耦關閉并啟動控制器內的延時繼電器計時3秒鐘后再吸合，光攔位于光耦的開口外時，光耦開啟；所述移動塊上設有用于在移動塊向左移動時推動光攔向左移動和在移動塊向右移動時推動卡桿向右移動的頂頭。

進一步，還包括沿x軸方向設置在指引段下方兩側的一對紅外對射傳感器，一對紅外對射傳感器相對固定在箱體的內壁上，且均與控制器相連，以檢測指引段上是否穿刺有食物。

進一步，所述指引段包括鏤空的管段，所述管段的一端與穿食管同軸相連，另一端設有便于刺入食物的尖頭；管段內設有可發射紅外線的紅光二極管和可制熱以維持管段溫度處于預定溫度值的發熱電阻，且紅光二極管和發熱電阻均與控制器相連，以控制紅光二極管和發熱電阻的開、關。

進一步，所述動力裝置是減速馬達，且減速馬達通過聯軸器與絲杠相連。

進一步，固定桿的一端固定有用于限定滑動管的行程長度的固定塊，且滑動管的行程長度與通槽的長度相等。

進一步，所述光攔沿x軸方向向左延伸，且光攔通過第一滑塊固定在滑動管上；所述卡桿沿x軸方向向右延伸，且卡桿通過第二滑塊固定在滑動管上，彈簧卡扣固定在底座上，且彈簧卡扣具有可咬合卡桿的卡頭的彈簧卡口。

進一步，所述底座和所述箱體之間設有擋板。

本發明的設計原理：

采用一根可穿掛食物的金屬細管(穿食管)，該細管在相應傳感器的控制下可做來回運動，且頭部可發出光熱，或停止運動且不發出光熱。飼養員可在蛇籠外把食物先在裝置的細管上穿掛好，然后放入籠(箱體)內，待裝置接通電源開始工作后，穿掛著的食物就會隨著細管自動來回移動，食物中間保持40℃左右的發熱溫度并發出紅色微光，如此仿生蛇感興趣的活體移動物，待食物被蛇叼走后細管自動停止來回移動并切斷頭部發熱發光電源，以防毒蛇繼續咬管自傷，采用該方法喂蛇安全省力、效果良好，類似裝置目前國內外均未見報道。

采用電動絲桿直線運動系統結合光耦傳感器、紅外對射傳感器、延時觸發等功能控制電路，自動控制食物穿掛細管后的直線往復運動和加溫發光功能。本發明提高了相關工作環境的安全系數。作為實驗用毒蛇的自動喂養方式，配以特制的相應養殖籠后，在業界得到推廣應用的前景樂觀。

本發明的有益效果主要表現在：

1、喂蛇過程省時、省心、省力、效果良好，且可防毒蛇咬傷，足夠安全。

2、作為實驗用毒蛇的自動喂養方式，配以特制的相應養殖籠后，可在業界得到推廣應用的前景樂觀。

附圖說明

圖1是本發明的俯視圖；

圖2是本發明的正視圖；

圖3是指引段的結構示意圖；

其中：1底座、2.箱體、3.控制器、4.減速馬達、5.聯軸器、6.絲桿座、7.絲桿、8.移動塊、9.光耦、10.光攔、11.固定桿、12.固定塊、13.滑動管、14.第一滑塊、15.頂頭、16.卡桿、17.彈簧卡扣、18.穿食管、19.指引段、191.紅光二極管、192.發熱電阻、193.導線、20.擋板、21.紅外對射傳感器。

具體實施方式

參照附圖，一種仿生喂蛇裝置，包括用于圈養蛇的箱體2，所述箱體2的一側設有向箱體2內給蛇喂食的喂食部；

所述箱體2呈空心的長方體狀，定義所述箱體2的長度所在方向為x軸、寬度所在方向為y軸、高度所在方向為z軸；

所述喂食部包括底座1和用于刺穿食物并送入箱體2內的穿食管18，所述穿食管18沿y軸方向延伸，且穿食管18的內端位于箱體2內，外端位于箱體2外；穿食管18的外端連接有帶動穿食管18的內端在箱體2內沿x軸方向往復移動的驅動裝置，且驅動裝置設置在底座1上；

所述穿食管18的內端同軸連接有可發光發熱的指引段19，以指引蛇覓食；

還包括用于控制喂食部和指引段19工作的控制器3，所述控制器3分別與喂食部和指引段19相連。

底座1設置在箱體2沿y軸方向的一側。

所述驅動部包括沿x軸方向延伸的絲杠7，絲杠7的兩端通過絲杠座6架設在底座1上；定義絲杠7沿x軸方向的一端所在的方向為左端，另一端所在的方向為右端，則絲杠7的左端貫穿絲杠座6并與動力裝置4的輸出軸同軸相連，動力裝置固定在底座1上，且動力裝置4與控制器3相連；穿食管18的外端固定連接有移動塊8，且移動塊8套設在絲杠7上并與絲杠7相嚙合；箱體2上設有供穿食管18移動的通槽，且通槽與絲杠7相平行。

所述驅動部還包括用于控制穿食管18沿x軸向左或向右移動的方向控制裝置，所述方向控制裝置包括位于絲杠7沿y軸方向的一側的固定桿11，且固定桿11與絲杠7相平行；固定桿11上可滑動地套設有滑動管13，滑動管13的左右兩端分別設有光攔10和卡桿，且光攔10和卡桿均位于固定桿11和絲杠7之間；固定桿11和絲杠7之間還設有固定在底座1上的光耦9和彈簧卡扣17，且光耦9和彈簧卡扣17分別位于滑動管13行程的兩頭；光耦9的開口面向光攔10，且光耦9的開口位于光攔10的運動軌跡上；彈簧卡扣17的卡口面向卡桿的卡頭16，且彈簧卡扣17的卡口位于所述卡頭16的運動軌跡上；光耦9與控制器3內的延時繼電器相連，光攔10位于光耦9的開口內時，光耦9關閉，光攔10位于光耦9的開口外時，光耦9開啟并啟動控制器3內的延時繼電器計時；所述移動塊8上設有用于在移動塊8向左移動時推動光攔10向左移動和在移動塊8向右移動時推動卡桿向右移動的頂頭15。

還包括沿x軸方向設置在指引段19下方兩側的一對紅外對射傳感器21，一對紅外對射傳感器21相對固定在箱體2的內壁上，且均與控制器3相連，以檢測指引段19上是否穿刺有食物。

所述指引段19包括鏤空的管段，所述管段的一端與穿食管同軸相連，另一端設有便于刺入食物的尖頭；管段內設有可發射紅外線的紅光二極管191和可制熱以維持管段溫度處于預定溫度值的發熱電阻192，且紅光二極管191和發熱電阻192均通過導線193與控制器3相連，以控制紅光二極管191和發熱電阻192的開、關，且導線193貫穿穿食管18，穿食管18內部中空。

所述動力裝置4是減速馬達，且減速馬達通過聯軸器5與絲杠7相連。

固定桿11的一端固定有用于限定滑動管13的行程長度的固定塊11，且滑動管13的行程長度與通槽的長度相等。

所述光攔10沿x軸方向向左延伸，且光攔10通過第一滑塊14固定在滑動管13上；所述卡桿沿x軸方向向右延伸，且卡桿通過第二滑塊固定在滑動管13上，彈簧卡扣17固定在底座1上，且彈簧卡扣17具有可咬合卡桿的卡頭16的彈簧卡口。

所述底座1和所述箱體2之間設有擋板20。

1、本發明的結構介紹：

本發明包括背面控制部分和正面仿生部分：背面控制部分包括電動絲桿直線運動單元、光耦傳感單元、繼電器控制單元等三個部分組成；正面仿生部分主要由紅外對射控制單元、穿食管、無反射磨砂擋板等部分組成。

1.1電動絲桿直線運動單元設計：

該單元由減速馬達4、聯軸器5、一對絲桿座6、絲桿7、移動塊8、頂頭15、穿食管18組成，減速馬達4和絲桿座6均固定在底座1上，頂頭15和穿食管18固定在移動塊8上，當減速馬達輸入正負電平后絲桿轉動，移動塊8連帶頂頭15和穿食管18(以下簡稱移動部分)即可沿著x軸來回運動。

1.2光耦傳感單元設計：

該單元由光耦9、光攔10、固定桿11、固定塊12、滑動管13、滑塊14、卡桿16、彈簧卡扣17組成，光耦9、固定桿11、彈簧卡扣17均固定在底座1上，固定塊12固定在固定桿11的左側，滑動管13套裝在固定桿11的右側至固定塊12之間，滑動管13的兩端對稱固定有第一滑塊14和第二滑塊，第一滑塊14上固定有一光攔10，第二滑塊固定一卡桿。如此，當滑動管13左推頂向固定塊12時，光攔10攔死光耦9，光耦9信號閉，卡桿的卡頭16從彈簧卡扣17中拉出；當滑動管13右推底座1右壁面時，卡桿的卡頭16卡進彈簧卡扣17中，光攔10移出光耦9，光耦9信號開，因此時卡桿卡在彈簧卡扣17中致使滑動管13被相對固定，左側光攔

10就不會因震動、側放等因素滑向光耦，使儀器產生誤操作。

1.3紅外對射控制單元和繼電器控制單元設計：

該單元由紅外對射傳感器21、控制器3組成，控制器3中的一組工作電源繼電器電路用于控制減速馬達4、穿食管18頭部供電等工作電源的開斷，另一組延時繼電器電路用于控制由光耦9信號引發的馬達轉向，進而控制移動部分的運動方向；紅外對射傳感器21對應安裝在穿食管頭部19左右移動端的兩側，低于穿食管18指引段19的水平位置5mm，當指引段19穿上食物后兩紅外對射傳感器21之間被遮擋，工作電源開通，移動部分開始運動，穿食管頭部加熱發光并跟隨移動塊8左右移動，直至食物與穿食管18分離。

1.4穿食管及指引段設計：

穿食管18為一根中空不銹鋼細管，露出箱體部分的長度為90mm，外徑為4mm，指引段19總長約20mm，管段的管壁上下左右均勻分布直徑為1mm的小孔，內裝一紅光二極管191和發熱電阻192；尖頭的外徑為3mm，長6mm，中空不銹鋼細管；通電后，光和熱可通過小孔外散，控制器調節發熱電阻192的電阻值可使管壁溫度維持在40℃左右。因蛇類的視覺很差，但對溫度敏感，如此只能看到移動著的溫熱物體，以為活體，起到仿真的效果。

1.5無反射磨砂擋板和正面底板設計：

見圖1、圖2，擋板20和箱體的底板均采用黑色磨砂無反射亞克力板(圖1、圖2中的散點部分)，擋板20距離箱體底板70mm處為一條長170mm、寬8mm的通槽，穿食管18穿過此通槽并沿通槽來回運動。

本發明可設有多根穿食管18，如此，一次裝食就可多樣性或多量，減少重復裝樣次數。

本發明可與箱體同步設計成更安全的隔離開門方式，避免蛇籠門直接打開，增加安全系數。

本發明采用由9-17等部件組成的滑動管彈簧卡扣技術，避免了由于該裝置在蛇的攻擊下振動、側位等因素引起的光耦傳感器誤操作等現象，可以在相對不穩定的環境下連續工作24小時。

2、工作原理及操作步驟：

箱體上設有電源開關，以控制電源的通斷，所述電源分別與減速馬達4、控制器3相連，以為減速馬達4、控制器3、紅光二極管191、發熱電阻192、光耦9和紅外對射傳感器21等供電。且電源還連接有指示燈。

紅外對射傳感器21將獲取的信號信息出送給控制器3，控制器根據接收到的來自紅外對射傳感器21的信號判斷紅外對射傳感器21之間是否存在遮擋。

開通電源后，電源指示燈亮，若此時穿食管18的指引段19上無食物，紅外對射傳感器21對射連通，則控制器3控制電源斷開，減速馬達4和指引段19內的光熱電路均不再工作。

穿入食物(10g-50g)后，兩紅外對射傳感器21之間被遮擋，工作電源繼續工作，且減速馬達4和指引段19中光熱電路均通過控制器與電源連通。控制器驅動減速馬達4正向轉動，指引段19載著食物左移，直至頂頭15頂著第一滑塊14把光攔10頂進光耦9內，則光耦9信號斷開，且控制器3自判斷光耦9信號斷開時，啟動控制器內的延時繼電器計時3秒鐘后再吸合。且移動塊8的頂頭15繼續頂著滑塊14左移3秒鐘(繼電器內預定的時間，位移距離約3mm)，直至滑動管13右端的卡桿從彈簧卡扣17中徹底拉出。3秒鐘后延時繼電器吸合，控制器判斷延時繼電器吸合后，控制減速馬達4反轉，則移動塊8右移，直至頂頭15把卡桿頂進彈簧卡扣17，此時光攔10移出光耦9，延時繼電器釋放(即斷開)，控制器3判斷延時繼電器斷開后，控制器3控制減速馬達4的供電電源重回正向，減速馬達4正向轉動，則移動塊8重新向左移動，如此循環往復，直至食物被叼走后紅外對射傳感器21再次對射連通，電源斷開，本發明再次處于非工作狀態，至此，一次喂食過程結束。

3、具體應用：

取icr小白鼠一只(20g-30g)，處死后穿在穿食管上的指引段，深度20mm左右，以完全覆蓋小孔為宜，正面朝蛇放入箱體內，接通電源后，喂食部就會自動工作，待小鼠被叼走后喂食部的電源自動斷開，一次喂食過程結束。

取10例icr小白鼠，體重(20±2)g，按2.2項分次喂食，在5分鐘至2小時不等的時間內小鼠被叼走，實驗效果良好。

本說明書實施例所述的內容僅僅是對發明構思的實現形式的列舉，本發明的保護范圍不應當被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本發明的保護范圍也包括本領域技術人員根據本發明構思所能夠想到的等同技術手段。