CN103591984A - 一种羊体征自动检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种羊体征自动检测系统，包括机械结构部分和电气控制部分，其特征是：体高、体长、臀宽测量采用步进电机驱动检测机构，通过记录步进电机的发出脉冲数计算三项体征数据；体重测量采用压力传感器的变形量计算出羊的体重。生长体征信息可在本地实时显示、存储和历史数据查询，并具有远程数据传输功能。本系统以电子耳标作为唯一身份识别标识，将牲畜个体体征信息存入数据库，为生长过程记录、选种育种、畜牧产品追溯提供基础数据链，实现草原畜牧业养殖产业链的信息化管理。满足了现代畜牧业生产需要，结构设计合理、稳定性好、可靠性高，使用操作简便，可有效提高畜牧生产经济效益和社会效益。

Description

一种羊体征自动检测系统

技术领域

本发明涉及一种羊体征自动检测系统，属于畜牧信息采集领域。 

背景技术

目前，畜牧养殖过程中羊的体征检测主要采用纯手工的方式，将羊捆绑起来利用量具测量所需要的体征数据。例如在称量羊的体重时，首先抓住羊并将其四蹄捆绑起来，然后需要两个人用抬杠将羊抬起，一个人用杆秤称重，一个人进行记录。这种方式费时、费力，特别是在羊只较多时更是工作量巨大。 

发明内容

本发明的目的是为了克服羊体征检测纯手工方式的不足,提供一种可实现对羊的体重、体长、体高和臀宽体征信息一站式自动检测、测量数据可在本地实时显示、存储和历史数据查询，并具有远程数据传输功能的羊体征自动检测系统。 

本系统以电子耳标作为唯一身份识别标识，将牲畜个体体征信息存入数据库，为生长过程记录、选种育种、畜牧产品追溯提供基础数据链，实现草原畜牧业养殖产业链的信息化管理。本发明满足现代畜牧业生产需要，结构设计合理、稳定性好、可靠性高，使用操作简便，可有效提高畜牧生产经济效益和社会效益。 

本发明的技术方案如下： 

本发明由机械结构部分和电气控制部分构成，机械结构部分包括前板、左挡门机构、右挡门机构、钢索卷绕机构、夹紧板、体高测量机构、体长测量机构、体重测量机构和检测底盘机构，所述左挡门机构和右挡门机构固定于前板两侧；钢索卷绕机构固定于前板背部通过钢丝与夹紧板上端连接，夹紧板下端与检测底盘机构固定；体高测量机构与体长测量机构分别固定于前板内侧；体重测量机构固定于检测底盘机构上方；

电气控制部分包括电控柜、处理器、电源模块、驱动单元、检测单元、RFID读写器、无线路由器以及触摸屏，处理器、电源模块、驱动单元、检测单元和无线路由器安装于电控柜内部，RFID读写器安装于前板顶部靠左挡门一侧，触摸屏安装于前板上部外侧；检测单元与处理器输入端相连接；驱动单元与处理器输出端相连接；RFID读写器、无线路由器和触摸屏分别与处理器相连接；驱动单元输出端分别连接左挡门机构、右挡门机构、钢索卷绕机构、体高测量机构和体长测量机构；检测单元输入端分别连接体高测量机构的接近开关、体长测量机构的接近开关和体重测量机构的压力传感器。

左挡门机构、右挡门机构、前板和夹紧板共同构成一个半封闭空间，夹紧板在钢索卷绕机构的作用下将进入所述半封闭空间的羊体夹紧，使其保持站立姿势且不能自由活动，以保证羊体特征参数有效测量。 

体重测量机构采用称重台面和固定于称重台面下方的两个压力传感器实现羊体重测量。 

左挡门机构和右挡门机构由步进电机驱动，通过联轴器驱动两侧门的开、关动作，采用滚动球轴承和止推轴承实现左、右门定位。 

钢索卷绕机构由夹紧驱动步进电机、夹紧驱动弹性联轴器、夹紧驱动卷筒、夹紧驱动钢索和夹紧驱动驱动轴组成，采用步进电机驱动，带动2个卷绕滚筒旋转，分别由2个滚动球轴承支撑，通过绳索缠绕将一端活动的夹紧板收紧。钢索卷绕机构与夹紧板配合实现对羊夹紧动作的同时完成羊体臀宽的测量。 

体高测量机构由体高测量步进电机、体高测量弹性联轴器、体高测量滚珠螺母、体高测量滚珠丝杠、体高测量测板、体高测量接近开关以及体高测量开口销组成，实现羊体体高测量。 

体长测量机构由体长测量接近开关、体长测量测板、体长测量开口销、体长测量步进电机、体长测量弹性联轴器、体长测量滚珠螺母和体长测量滚珠丝杠组成，实现羊体体长测量。 

所述RFID读写器用于读取固定于羊身上的电子耳标信息，并将其作为唯一标识与羊体征数据存入数据库。 

RFID读写器读取羊体电子耳标信息进行身份识别，处理器接收到羊的身份信息后通过驱动单元发出控制信号，同时接收检测单元检测信号，完成以下检测步骤： 

第一步左挡门机构、右挡门机构关闭，将羊封闭于检测设备的内部空间，RFID读写器读取羊体电子耳标信息；

第二步处理器向驱动单元发出驱动脉冲，驱动钢索卷绕机构动作，将羊体夹紧，处理器记录夹紧驱动步进电机的发出脉冲数，自动计算出所测羊的臀宽；同时，处理器根据体重测量机构的压力传感器的信号计算出羊的体重；

第三步处理器分别控制体高测量机构和体长测量机构动作，通过记录向体高测量步进电机和体长测量步进电机发出的脉冲数，分别计算出羊的体高和体长。

固定于检测台前板顶部的触屏实现测量数据实时显示和人机交互。 

处理器通过无线路由器与远程数据中心联接，实现远程数据传输功能。 

附图说明

图1为羊体征自动检测系统的主视图； 

图2为羊体征自动检测系统的左视图；

图3为羊体征自动检测系统的俯视图；

图4为羊体征自动检测系统的轴测图；

图5为羊体征自动检测系统的电气控制部分原理框图。

图中：1脚轮，2检测底盘机构，3左挡门机构，4前板，5电控柜，6体高测量机构，7体高测量步进电机，8体高测量弹性联轴器，9体高测量滚珠螺母，10体高测量滚珠丝杠，11触屏,12右挡门机构，13夹紧驱动步进电机，14夹紧驱动弹性联轴器，15夹紧驱动卷筒，16夹紧驱动钢索，17夹紧驱动驱动轴，18钢索卷绕机构，19固定支座，20压力传感器，21体重测量机构，22夹紧板，23 RFID读写器，24体高测量测板，25体高测量接近开关，26体高测量开口销，27体长测量接近开关，28体长测量测板，29体长测量开口销，30体长测量步进电机，31体长测量弹性联轴器，32体长测量滚珠螺母，33体长测量滚珠丝杠，34体长测量机构,35处理器，36电源模块，37驱动单元，38检测单元，39无线路由器，40远程数据中心，41电子耳标。 

具体实施方式：

实施例1

羊进入到检测设备后，RFID读写器23读取羊体电子耳标41信息进行身份识别,处理器35接收到羊的身份信息后通过多路驱动单元37发出控制信号，同时接收检测单元38检测信号，完成以下检测步骤：

第一步左挡门机构3、右挡门机构12关闭，将羊关在检测设备的内部空间内，RFID读写器23读取羊体电子耳标41信息。

第二步处理器向驱动单元37发出驱动脉冲，驱动钢索卷绕机构18通过夹紧驱动步进电机13带动夹紧驱动弹性联轴器14、夹紧驱动轴17、夹紧驱动卷筒15旋转，夹紧驱动钢索16一端缠绕在夹紧驱动卷筒15上，另一端与夹紧板22连接。随着夹紧驱动卷筒15旋转，夹紧驱动钢索16的长度变短，带动夹紧板22绕底部固定支座19旋转，夹紧羊使其不能自由活动。处理器13记录夹紧驱动步进电机14的发出脉冲数可以自动计算出所测羊的臀宽。同时，体重测量机构21的压力传感器20发生变形，检测单元16记录变形产生的电信号大小，处理器13可以计算出羊的体重。 

第三步在夹紧状态下体高测量机构6通过体高测量步进电机7带动体高测量弹性联轴器8、体高测量滚珠丝杠10旋转，从而带动体高测量滚珠螺母9和固定在体高测量滚珠螺母9上的体高测量测板24做直线运动。体高测量测板24碰到羊体后绕体高测量开口销26旋转，触发体高测量接近开关25。检测单元38将其信号传送给处理器35，处理器35收到信号记录体高测量步进电机7的发出脉冲数，计算羊的体高，然后处理器35发出信号使体高测量步进电机7反转，回到零位，体高测量完毕。体长测量机构34通过体长测量步进电机30带动体长测量弹性联轴器31、体长测量滚珠丝杠33旋转，从而带动体长测量滚珠螺母32和固定在体长测量滚珠螺母32上的体长测量测板28做直线运动。体长测量测板28碰到羊体后绕体长测量开口销29旋转，触发体长测量接近开关27。检测单元将其信号传送给处理器35，处理器35收到信号记录体长测量步进电机30的发出脉冲数，计算羊的体长，然后处理器35发出信号使步进电机反转，回到零位，体长测量完毕。 

第四步钢索卷绕机构18的夹紧驱动步进电机13反转，松开夹紧板22，左挡门机构3、右挡门机构12打开，羊进入到下一个设备。 

触屏11可以对检测设备进行人机交互操作。检测底盘机构2承载整个设备和羊的重量，底部安有四个脚轮1，便于检测设备的搬运和定位。 

Claims (7)

1.一种羊体征自动检测系统，由机械结构部分和电气控制部分构成，其特征是：机械结构部分包括前板、左挡门机构、右挡门机构、钢索卷绕机构、夹紧板、体高测量机构、体长测量机构、体重测量机构和检测底盘机构，所述左挡门机构和右挡门机构固定于前板两侧；钢索卷绕机构固定于前板背部通过钢丝与夹紧板上端连接，夹紧板下端与检测底盘机构固定；体高测量机构与体长测量机构分别固定于前板内侧；体重测量机构固定于检测底盘机构上方；电气控制部分包括电控柜、处理器、电源模块、驱动单元、检测单元、RFID读写器、无线路由器以及触摸屏，处理器、电源模块、驱动单元、检测单元和无线路由器安装于电控柜内部，RFID读写器安装于前板顶部靠左挡门一侧，触摸屏安装于前板上部外侧；检测单元与处理器输入端相连接；驱动单元与处理器输出端相连接；RFID读写器、无线路由器和触摸屏分别与处理器相连接；驱动单元输出端分别连接左挡门机构、右挡门机构、钢索卷绕机构、体高测量机构和体长测量机构；检测单元输入端分别连接体高测量机构的接近开关、体长测量机构的接近开关和体重测量机构的压力传感器。

2.根据权利要求1所述的羊体征自动检测系统，其特征是：体重测量机构由称重台面和固定于称重台面下方的两个压力传感器构成。

3.根据权利要求1所述的羊体征自动检测系统，其特征是：左挡门机构和右挡门机构由步进电机驱动，通过联轴器驱动两侧门的开、关动作，采用滚动球轴承和止推轴承实现左、右门定位。

4.根据权利要求1所述的羊体征自动检测系统，其特征是：钢索卷绕机构由夹紧驱动步进电机、夹紧驱动弹性联轴器、夹紧驱动卷筒、夹紧驱动钢索和夹紧驱动驱动轴组成，采用步进电机驱动，带动2个卷绕滚筒旋转，分别由2个滚动球轴承支撑，通过绳索缠绕将一端活动的夹紧板收紧。

5.根据权利要求1所述的羊体征自动检测系统，其特征是：体高测量机构由体高测量步进电机、体高测量弹性联轴器、体高测量滚珠螺母、体高测量滚珠丝杠、体高测量测板、体高测量接近开关以及体高测量开口销组成。

6.根据权利要求1所述的羊体征自动检测系统，其特征是：体长测量机构由体长测量接近开关、体长测量测板、体长测量开口销、体长测量步进电机、体长测量弹性联轴器、体长测量滚珠螺母和体长测量滚珠丝杠组成，实现羊体体长测量。

7.根据权利要求1所述的羊体征自动检测系统，其特征是：RFID读写器读取羊体电子耳标信息进行身份识别，处理器接收到羊的身份信息后通过驱动单元发出控制信号，同时接收检测单元检测信号，完成以下检测步骤：

第一步左挡门机构、右挡门机构关闭，将羊封闭于检测设备的内部空间，RFID读写器读取羊体电子耳标信息；

第二步处理器向驱动单元发出驱动脉冲，驱动钢索卷绕机构动作，将羊体夹紧，处理器记录夹紧驱动步进电机的发出脉冲数，自动计算出所测羊的臀宽；同时，处理器根据体重测量机构的压力传感器的信号计算出羊的体重；

第三步处理器分别控制体高测量机构和体长测量机构动作，通过记录向体高测量步进电机和体长测量步进电机发出的脉冲数，分别计算出羊的体高和体长。

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