一种小鼠尾静脉自动注射用药装置及其操作方法

技术特征：
1.一种小鼠尾静脉自动注射用药装置，其特征在于：包括底板(80)和设置在底板(80)上的固定单元(1)、鼠尾位置调节单元(2)、光学定位单元(3)、注射单元(4)、数据处理单元(5)；所述固定单元(1)用于实现小鼠的固定，包括固定管(6)、固定螺栓(7)和挡块(8)；所述固定管(6)的侧面设置有贯通的开槽，所述挡块(8)设置在固定管(6)的前端，用于限制小鼠移动，所述固定螺栓(7)设置在固定管(6)上，用于对挡块(8)进行固定；所述鼠尾位置调节单元(2)用于实现鼠尾的夹紧和鼠尾的位置调节，包括固定夹组件(11)、限位托板组件(14)、转动夹组件(12)和旋转组件(13)；所述固定夹组件(11)位于固定单元(1)的后端，包括上夹杆(15)、下夹座(17)、上夹支撑座(21)、气缸(20)和上夹连接杆(18)；所述下夹座(17)、上夹支撑座(21)、气缸(20)均设置在底板(80)上；所述上夹杆(15)的一端通过上夹连接杆(18)与气缸(20)的伸长杆(19)铰接，中部与上夹支撑座(21)铰接，另一端与下夹座(17)配合实现鼠尾根部的夹紧，且下夹座(17)与上夹杆(15)配合的端面设置有弧形夹紧槽；所述限位托板组件(14)位于固定夹组件(11)的后端，包括限位托板(30)和托板安装座(32)；所述托板安装座(32)设置在底板(80)上，所述限位托板(30)设置在托板安装座(32)上，且其表面设置有弧形固定槽，所述弧形固定槽的前端开口位置与弧形夹紧槽的开口位置相匹配，弧形固定槽的后端向下弯曲，同时，弧形固定槽的槽底设置有通光孔(31)；所述旋转组件(13)位于限位托板组件(14)的后端，包括旋转连杆(24)、轴承固定座(25)、齿轮组(26)和旋转驱动电机(27)；所述旋转驱动电机(27)设置在底板(80)上，其输出轴通过齿轮组(26)带动旋转连杆(24)旋转，所述旋转连杆(24)通过轴承设置在轴承固定座(25)上，所述轴承固定座(25)设置在底板(80)上；所述转动夹组件(12)位于限位托板组件(14)和旋转组件(13)之间，包括活动上夹板(22)和半圆形下夹板(23)；所述半圆形下夹板(23)与旋转连杆(24)连接，所述活动上夹板(22)设置在半圆形下夹板(23)的上方，且与半圆形下夹板(23)实现鼠尾尾部的夹紧，同时能够在旋转组件(13)的带动下，实现鼠尾的旋转；所述光学定位单元(3)包括相机(33)和光源(34)；所述光源(34)设置在限位托板(30)的通光孔(31)下方，光源(34)发出的光穿过通光孔(31)入射至鼠尾，所述相机(33)设置在限位托板(30)的上方，用于获取光照射条件下鼠尾透视图形，并判断静脉血管位置；所述注射单元(4)位于鼠尾位置调节单元(2)的后端，包括注射助推组件(43)、入针助推组件(42)、平移组件(44)和止血组件(45)；所述注射助推组件(43)用于实现药物注射；所述入针助推组件(42)用于完成注射器的入针；所述平移组件(44)用于实现注射器横向平移；所述止血组件(45)用于实现注射完成后的止血；所述数据处理单元(5)用于实现鼠尾位置调节单元(2)、光学定位单元(3)、注射单元(4)的控制以及数据记录。2.根据权利要求1所述的小鼠尾静脉自动注射用药装置，其特征在于：所述注射助推组件(43)包括注射器、助推机构底板(56)、针筒限位座(58)、压帽固定卡(60)和助推器(61)；所述注射器的针筒(55)通过针筒限位座(58)设置在助推机构底板(56)上，所述注射器的活塞杆压帽(59)通过压帽固定卡(60)与助推器(61)的芯杆连接，所述助推器(61)设置在助推机构底板(56)上；
所述入针助推组件(42)包括导轨底座(52)、滑台(46)、助推步进电机(50)和丝杠(47)；所述滑台(46)设置在导轨底座(52)上方，且与丝杠(47)螺纹连接，所述助推步进电机(50)设置在导轨底座(52)上，其输出轴与丝杠(47)连接，带动滑台(46)实现移动；所述平移组件(44)包括平移螺母板(67)、平移连接板(69)、平移减速机(70)和平移电机(73)；所述平移电机(73)的壳体通过平移连接板(69)与滑台(46)连接，所述平移电机(73)的输出轴通过平移减速机(70)与平移螺母板(67)连接，且平移减速机(70)的输出轴(68)与平移螺母板(67)螺纹连接，所述平移螺母板(67)与助推机构底板(56)连接，在平移电机(73)的驱动下实现助推机构底板(56)的横向平移；所述止血组件(45)包括止血杆(74)、止血垫(75)、止血驱动电机(77)和止血减速机(78)；所述止血驱动电机(77)的输出轴通过止血减速机(78)与止血杆(74)的一端连接，带动止血杆(74)实现摆动，所述止血垫(75)设置在止血杆(74)的另一端，用于实现鼠尾注射后的止血。3.根据权利要求2所述的小鼠尾静脉自动注射用药装置，其特征在于：所述注射助推组件(43)还包括针筒固定卡(57)、前端限位开关(64)、末端限位开关(65)和助推固定片(63)；所述前端限位开关(64)和末端限位开关(65)设置在助推机构底板(56)上，用于限定注射器极限位置；所述针筒固定卡(57)卡接在针筒(55)限位底座上，用于对注射器进行固定，所述助推器(61)通过助推固定片(63)设置在助推机构底板(56)上。4.根据权利要求2所述的小鼠尾静脉自动注射用药装置，其特征在于：所述平移组件(44)还包括设置在平移连接板(69)上的平移近端限位器(71)和平移远端限位器(72)，用于对助推机构底板(56)的移动位置进行限定，助推机构底板(56)上设有多个燕尾卡槽(62)，并通过多个燕尾螺母将助推机构底板(56)与滑台(46)连接在一起，使得注射助推组件(43)能够在滑台(46)上横向平移。5.根据权利要求2所述的小鼠尾静脉自动注射用药装置，其特征在于：所述入针助推组件(42)还包括光杠(49)、前轻触开关(48)和后轻触开关(51)；所述光杠(49)设置在导轨底座(52)上，用于限定滑台(46)滑动方向；所述前轻触开关(48)和后轻触开关(51)设置在导轨底座(52)上，用于限定滑台(46)的运行范围，且后轻触开关(51)还提供滑台(46)起始运动的零位。6.根据权利要求2所述的小鼠尾静脉自动注射用药装置，其特征在于：所述止血组件(45)还包括设置在止血减速机(78)上的止血限位器(76)和回零限位器(79)，用于对止血杆(74)的摆动位置实现限定。7.根据权利要求1所述的小鼠尾静脉自动注射用药装置，其特征在于：所述固定单元(1)还包括设置在底板(80)上的卡座(9)和磁吸块(10)；所述固定管(6)安装在卡座(9)内，卡座(9)用于对固定管(6)的位置进行限定，所述磁吸块(10)与设置在固定管(6)底部的铁块相配合，实现固定管(6)的固定；所述弧形夹紧槽内设置有橡胶夹块(16)，用于对鼠尾实现保护。8.根据权利要求1所述的小鼠尾静脉自动注射用药装置，其特征在于：所述旋转驱动电机(27)上安装有光栅编码器，用于实现旋转驱动电机(27)零位的确定以及获取旋转驱动电机(27)的旋转角度。9.根据权利要求1所述的小鼠尾静脉自动注射用药装置，其特征在于：所述相机(33)通
过相机支撑杆(35)和相机支撑座(36)设置在底板(80)上。10.一种小鼠尾静脉自动注射用药装置的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、小鼠定位：1.1)将小鼠提拉于固定管中，并在小鼠头部安装挡块，限制小鼠移动，并保持小鼠尾部外露；1.2)对小鼠尾部进行清洁和消毒；1.3)将固定管安装到卡座上，并通过磁吸块对固定管进行固定；步骤二、鼠尾固定：2.1)将上夹杆打开，将鼠尾放置在弧形夹紧槽中，气缸工作，使得上夹杆与下夹座配合实现鼠尾根部的夹紧；2.2)使得转动夹组件回零；2.3)打开活动上夹板，将鼠尾沿弧形固定槽贴合放置，随后，将鼠尾放置于活动上夹板和半圆形下夹板之间，并扣紧活动上夹板；步骤三、尾侧静脉定位：3.1)打开光源，通过相机获得鼠尾图像；3.2)获取鼠尾侧静脉位置；根据获得的鼠尾图像旋转鼠尾，直至鼠尾的右侧静脉血管或左侧静脉血管位于最高位置；步骤四、止血；4.1)注射完成后，止血驱动电机开始转动，通过止血减速机驱动止血杆旋转，进而将止血垫压到鼠尾，直至止血杆触碰止血限位器，止血驱动电机停止旋转，止血减速机保持压力持续输出；4.3)止血后，止血驱动电机回转，止血杆反向转动，直到止血杆压触回零限位器后停止转动；4.4)打开活动上夹板，取出固定管，卸下固定螺栓，将小鼠放回；步骤五、数据记录：数据处理单元记录小鼠编号和用药参数。

技术总结
本发明提供一种小鼠尾静脉自动注射用药装置及其操作方法，主要解决现有技术中小鼠尾静脉注射效率低、失误率高、无法解决自动用药的问题，该装置实现小鼠尾静脉自动注射用药、自动标记，提高实验准确性和效率。该装置包括底板和设置在底板上的固定单元、鼠尾位置调节单元、光学定位单元、注射单元、数据处理单元；固定单元用于实现小鼠的固定，鼠尾位置调节单元用于实现鼠尾的夹紧和鼠尾的位置调节；注射单元位于鼠尾位置调节单元的后端，用于实现药物注射；数据处理单元用于实现鼠尾位置调节单元、光学定位单元、注射单元的控制，经过以上5个单元的协同工作，完成一次小鼠的尾静脉注射用药及数据记录。用药及数据记录。用药及数据记录。


技术研发人员：袁伟 王强 刘昌
受保护的技术使用者：西安交通大学医学院第一附属医院
技术研发日：2021.12.16
技术公布日：2022/5/5