CN106872224B - 养猪场空气智能采样装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种养猪场空气智能采样装置，包括行走小车，行走小车内安装有行走电机和控制器，在行走小车上安装有避障传感器和红外寻迹传感器，在行走小车的上端安装有固定座，固定座上安装有样本采集组件、样本存储组件和消毒组件，所述样本采集组件包括气泵、样本采入调节单元和样本排出调节单元，所述样本采入调节单元包括竖直调节机构和水平调节机构；所述样本存储组件包括旋转电机、转轴、转盘、样本收集瓶和行程开关Ⅲ；在转盘的外圆周面上设置有若干行程开关Ⅲ，行程开关Ⅲ与收集瓶放置槽一一对应。本发明结构简单、使用方便、智能化程度高、成本低廉。

Description

养猪场空气智能采样装置
技术领域
本发明涉及畜禽类生态健康养殖技术领域，尤其涉及一种猪场空气智能采样装置。
背景技术
随着集约化养殖场饲养密度逐渐增大、猪养殖场内空气质量的好坏是提高猪只生存健康、产能、肉类品质和饲养人员健康的关键，现有用于猪场空气采样装置不能对养殖场内同一猪舍中不同高度、不同深度和不同宽度的空气进行立体式采样，也就不能准确检测出同一猪舍中所处不同三维空间处的空气污染程度，造成猪舍环境调控不及时，使得猪舍内有害气体浓度、高粉尘浓度和病原微生物增加，若猪只长期处于亚健康状态，将会导致猪只死亡、产量和肉类品质下降，一旦病毒扩散与传播，会给整个养殖企业带来严重的经济损失。
发明内容
本发明针对现有猪场空气采样技术的不足，提供一种三维空间立体式猪舍空气采样装置，其具有结构简单、智能控制化程度高、可对同一猪舍中不同高度、不同深度和不同宽度的空气进行立体式采样等优点。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下。
一种养猪场空气智能采样装置，包括行走小车，行走小车内安装有行走电机和控制器，在行走小车上安装有避障传感器和红外寻迹传感器，在行走小车的上端安装有固定座，固定座上安装有样本采集组件、样本存储组件和消毒组件，所述样本采集组件包括气泵、样本采入调节单元和样本排出调节单元，所述样本采入调节单元包括竖直调节机构和水平调节机构，竖直调节机构安装在固定座上且通过竖直滑块Ⅰ与水平调节机构的丝杠Ⅱ连接，水平调节机构的水平滑块与气泵的进气软管连接；样本排出调节单元的竖直滑块Ⅱ与气泵的排气软管相连接并与样本存储组件上的样本收集瓶相对应；所述样本存储组件包括旋转电机、转轴、转盘、样本收集瓶和行程开关Ⅲ，旋转电机安装在固定座内且旋转电机的输出轴与转轴连接，转盘安装在转轴的上端，且在转盘上设置有若干收集瓶放置槽，样本收集瓶放置在收集瓶放置槽内；在转盘的外圆周面上设置有若干行程开关Ⅲ，行程开关Ⅲ与收集瓶放置槽一一对应；所述消毒组件包括消毒液瓶和消毒液废弃瓶；消毒液瓶和消毒液废弃瓶分列设置在气泵的两侧；避障传感器、红外寻迹传感器、样本采入调节单元的行程开关Ⅰ和样本存储组件行程开关Ⅲ分别与控制器的输出端连接，行走电机、气泵、样本采入调节单元的电机Ⅰ、样本采入调节单元的电机Ⅱ、样本排出调节单元的电机Ⅲ和旋转电机分别与控制器的输出端连接。
所述竖直调节机构包括电机Ⅰ、丝杠Ⅰ和竖直滑块Ⅰ，电机Ⅰ安装在固定座上，且电机Ⅰ的输出轴与丝杠Ⅰ连接，竖直滑块Ⅰ套设在丝杠Ⅰ上并与丝杠Ⅰ螺纹连接。
所述水平调节机构包括电机Ⅱ、丝杠Ⅱ、水平滑块和行程开关Ⅰ，电机Ⅱ固定在竖直滑块Ⅰ侧端且电机Ⅱ的输出轴与丝杠Ⅱ连接，丝杠Ⅱ水平穿过竖直滑块Ⅰ上的孔与水平滑块螺纹连接，水平滑块套设在丝杠Ⅱ上且水平滑块的下端通过连杆与气泵的进气软管连接；行程开关Ⅰ安装在丝杠Ⅱ靠近水平滑块的一端。
在进气软管内设置有过滤网。
所述过滤网为网孔直径为um的纤维布铜网。
所述样本排出调节单元包括电机Ⅲ、丝杠Ⅲ、支架Ⅰ、竖直滑块Ⅱ和行程开关Ⅱ，支架Ⅰ竖直固定在固定座上且在支架Ⅰ上安装有挡块，电机Ⅲ安装在支架Ⅰ上且电机Ⅲ的输出轴与丝杠Ⅲ连接，竖直滑块Ⅱ套设在丝杠Ⅲ上并与丝杠Ⅲ螺纹连接，气泵的排气软管穿过竖直滑块Ⅱ上的通孔与样本存储组件上的样本收集瓶相对应。
还包括旋转电机Ⅰ，旋转电机Ⅰ与控制器的输出端连接，且旋转电机Ⅰ的输出轴与固定座下端连接，控制器控制旋转电机Ⅰ转动，进而带动固定座上的设备一起转动，实现采样机样本入口180O旋转，便于采样猪舍过道两侧空气样本。
本发明在猪舍内提前铺设轨道，供行走小车行走，并借助避障传感器和红外循迹将采集的路障信息传给控制器，控制器处理后驱动调节行走电机的差速实现行走小车在猪舍过道内安全行走，当检测到每个猪舍过道中间白色地板时停止运动，控制器开始驱动采样组件进行采样，另外工作人员也可借助无线收发装置实现人工远程控制移动终端和采样组件。气泵入口通过进气软管、过滤器与空气采样机样本入口相连，进气软管与水平滑块相连，通过电机Ⅱ的转动实现同一猪舍空气的多点采样；采样气泵出口通过排气软管与竖直滑块Ⅱ相连，通过电机Ⅲ的转动带动电机Ⅲ实现竖直滑块Ⅱ的上下移动，使样本出口管顺利进出收集瓶。旋转电机Ⅰ带动固定座转动，固定座上的设备随之转动，这样就使得采样机样本入口实现180O旋转，便于采样猪舍过道两侧空气样本；旋转电机带动转盘做圆周运动，通过转盘上每个采样瓶旁的行程开关Ⅲ与固定在支架Ⅰ上的挡块来确定旋转电机每次停止位置，确保样本出口准确插入样本收集瓶内；针对不同猪舍围栏高度可通过电机Ⅰ、丝杠Ⅰ和竖直滑块Ⅰ实现采样进气软管的上下移动，以适应不同高度的采集。
本发明结构简单、使用方便、智能化程度高、成本低廉，即实现了对猪场空气的采样，又克服了现有不成熟产品存在采集立体空间不够、采集量与浑浊度不易观察和控制、气体外泄等缺陷，采样同一猪舍后通过消毒液对输气软管和过滤器进行消毒，避免了在采集其它猪舍时引起病毒交叉感染。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明转盘的结构示意图。
具体实施方式
如图1-2所示，一种养猪场空气智能采样装置，包括行走小车1，行走小车1内安装有行走电机和控制器，在行走小车上安装有避障传感器和红外寻迹传感器，在行走小车的上端安装有固定座2，固定座2上安装有样本采集组件、样本存储组件和消毒组件。所述样本采集组件包括气泵3、样本采入调节单元和样本排出调节单元，所述样本采入调节单元包括竖直调节机构和水平调节机构，所述竖直调节机构包括电机Ⅰ4、丝杠Ⅰ5和竖直滑块Ⅰ6，电机Ⅰ4安装在固定座2上，且电机Ⅰ4的输出轴与丝杠Ⅰ5连接，竖直滑块Ⅰ6套设在丝杠Ⅰ5上并与丝杠Ⅰ5螺纹连接；所述水平调节机构包括电机Ⅱ7、丝杠Ⅱ8、水平滑块9和行程开关Ⅰ10，电机Ⅱ7固定在竖直滑块Ⅰ6侧端且电机Ⅱ7的输出轴与丝杠Ⅱ8连接，丝杠Ⅱ8水平穿过竖直滑块Ⅰ6上的孔与水平滑块9螺纹连接，水平滑块9套设在丝杠Ⅱ8上且水平滑块9的下端通过连杆11与气泵3的进气软管12连接；行程开关Ⅰ10安装在丝杠Ⅱ8靠近水平滑块9的一端；所述样本排出调节单元包括电机Ⅲ13、丝杠Ⅲ14、支架Ⅰ15、竖直滑块Ⅱ16和挡块22，支架Ⅰ15竖直固定在固定座2上且在支架Ⅰ15上安装有挡块22，电机Ⅲ13安装在支架Ⅰ15上且电机Ⅲ13的输出轴与丝杠Ⅲ14连接，竖直滑块Ⅱ16套设在丝杠Ⅲ14上并与丝杠Ⅲ14螺纹连接，气泵3的排气软管17穿过竖直滑块Ⅱ16上的通孔与样本存储组件上的样本收集瓶相对应；所述样本存储组件包括旋转电机、转轴18、转盘19、样本收集瓶20和行程开关Ⅲ21，旋转电机安装在固定座2内且旋转电机的输出轴与转轴18连接，转盘19安装在转轴18的上端，且在转盘19上设置有若干收集瓶放置槽23，样本收集瓶20放置在收集瓶放置槽23内；在转盘19的外圆周面上设置有若干行程开关Ⅲ21，行程开关Ⅲ21与收集瓶放置槽23一一对应；所述消毒组件包括消毒液瓶24和消毒液废弃瓶25；消毒液瓶24和消毒液废弃瓶25分列设置在气泵3的两侧；避障传感器、红外寻迹传感器、行程开关Ⅰ10和行程开关Ⅲ21分别与控制器的输出端连接，行走电机、气泵3、电机Ⅰ4、电机Ⅱ7、电机Ⅲ13和旋转电机分别与控制器的输出端连接。
为了增大本发明的采集范围，还包括旋转电机Ⅰ，旋转电机Ⅰ与控制器的输出端连接，且旋转电机Ⅰ的输出轴与固定座2下端连接，控制器控制旋转电机Ⅰ转动，进而带动固定座上的设备一起转动，实现采样机样本入口180O旋转，便于采样猪舍过道两侧空气样本，提高本发明的检测精度。
具体采样实施过程如下：（1）行走小车在控制器作用下结合避障传感器和红外寻迹传感器沿猪舍过道行走；（2）行走小车在行走过程中，车体前后中间安装的红外接收装置与每个猪舍过道中间白色地板和其它铺设黑线相结合，实现行走小车运行停止控制，并记录对应采样猪舍号,便与研究人员对采集样本进行分析和处理；（3）根据采样猪舍位置不同，通过电机Ⅰ4、丝杠Ⅰ5和竖直滑块Ⅰ6改变气泵采样进气软管的竖直高度，通过电机Ⅱ7、丝杠Ⅱ8、水平滑块9改变气泵采样进气软管的水平位置，可以对猪舍同一高度不同深度或不同高度同一深度的空气进行采样，也可借助角度调节组件实现采样进气口180O旋转，便于采样猪舍过道两侧空气样本，从而实现猪舍空气的三维空间立体式采样；（4）过滤器采用网孔直径为10um的纤维布铜网装在进气软管端口，以防小于10um粉尘颗粒浓度过高导致猪只患呼吸道炎症，甚至进入肺部粉尘过多时引起肺病或肺炎，同时过滤器也避免了粪便、猪毛等性状较大废弃物进入进气软管导致采集量与浑浊度不易观察、环境参数分析不准确等问题发生，便于管理人员及时精准实现猪舍环境调控，为猪只健康生长提供最佳的生活环境；（5）控制器根据采样猪舍号来控制转盘转动，结合行程开关Ⅲ和固定在支架Ⅰ上的挡块，确定旋转电机的停止位置；并借助旋转电机使对应猪舍号的采样收集瓶转到气泵排气软管正向下，电机Ⅲ13带动固定在竖直滑块Ⅱ上的气泵排气软管向下移动插入带有分析液的样本收集瓶内，气泵工作10s后采样结束，电机Ⅲ13带动固定在竖直滑块Ⅱ上的气泵排气软管向上移动离开样本收集瓶；（6）在对下一个猪舍采样前需要通过电机Ⅱ带动水平滑块以及电机Ⅰ带动竖直滑块Ⅰ使采集样本的气泵进气软管插入消毒液瓶，并通过电机Ⅲ带动竖直滑块Ⅱ插入收集消毒废液饼内，启动气泵5s进行消毒处理后对下一个猪舍进行采样。当整个采样任务完成后，行走小车携带采集样本回到收集站口，研究人员及时对各猪舍采集样本进行分析处理，以便为猪舍环境准确调控提供科学依据。

Claims (7)

1.一种养猪场空气智能采样装置，其特征在于：包括行走小车（1），行走小车（1）内安装有行走电机和控制器，在行走小车上安装有避障传感器和红外寻迹传感器，在行走小车的上端安装有固定座（2），固定座（2）上安装有样本采集组件、样本存储组件和消毒组件，所述样本采集组件包括气泵（3）、样本采入调节单元和样本排出调节单元，所述样本采入调节单元包括竖直调节机构和水平调节机构，竖直调节机构安装在固定座（2）上且通过竖直滑块Ⅰ（6）与水平调节机构的丝杠Ⅱ（8）连接，水平调节机构的水平滑块（9）与气泵（3）的进气软管（12）连接；样本排出调节单元的竖直滑块Ⅱ（16）与气泵（3）的排气软管（17）相连接并与样本存储组件上的样本收集瓶相对应；所述样本存储组件包括旋转电机、转轴（18）、转盘（19）、样本收集瓶（20）和行程开关Ⅲ（21），旋转电机安装在固定座（2）内且旋转电机的输出轴与转轴（18）连接，转盘（19）安装在转轴（18）的上端，且在转盘（19）上设置有若干收集瓶放置槽（23），样本收集瓶（20）放置在收集瓶放置槽（23）内；在转盘（19）的外圆周面上设置有若干行程开关Ⅲ（21），行程开关Ⅲ（21）与收集瓶放置槽（23）一一对应；所述消毒组件包括消毒液瓶（24）和消毒液废弃瓶（25）；消毒液瓶（24）和消毒液废弃瓶（25）分列设置在气泵（3）的两侧；避障传感器、红外寻迹传感器、样本采入调节单元的行程开关Ⅰ（10）和样本存储组件行程开关Ⅲ（21）分别与控制器的输出端连接，行走电机、气泵（3）、样本采入调节单元的电机Ⅰ（4）、样本采入调节单元的电机Ⅱ（7）、样本排出调节单元的电机Ⅲ（13）和旋转电机分别与控制器的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的养猪场空气智能采样装置，其特征在于：所述竖直调节机构包括电机Ⅰ（4）、丝杠Ⅰ（5）和竖直滑块Ⅰ（6），电机Ⅰ（4）安装在固定座（2）上，且电机Ⅰ（4）的输出轴与丝杠Ⅰ（5）连接，竖直滑块Ⅰ（6）套设在丝杠Ⅰ（5）上并与丝杠Ⅰ（5）螺纹连接。
3.根据权利要求1或2所述的养猪场空气智能采样装置，其特征在于：所述水平调节机构包括电机Ⅱ（7）、丝杠Ⅱ（8）、水平滑块（9）和行程开关Ⅰ（10），电机Ⅱ（7）固定在竖直滑块Ⅰ（6）侧端且电机Ⅱ（7）的输出轴与丝杠Ⅱ（8）连接，丝杠Ⅱ（8）水平穿过竖直滑块Ⅰ（6）上的孔与水平滑块（9）螺纹连接，水平滑块（9）套设在丝杠Ⅱ（8）上且水平滑块（9）的下端通过连杆（11）与气泵（3）的进气软管（12）连接；行程开关Ⅰ（10）安装在丝杠Ⅱ（8）靠近水平滑块（9）的一端。
4.根据权利要求3所述的养猪场空气智能采样装置，其特征在于：在进气软管（12）内设置有过滤网。
5.根据权利要求4所述的养猪场空气智能采样装置，其特征在于：所述过滤网为网孔直径为10um的纤维布铜网。
6.根据权利要求1所述的养猪场空气智能采样装置，其特征在于：所述样本排出调节单元包括电机Ⅲ（13）、丝杠Ⅲ（14）、支架Ⅰ（15）、竖直滑块Ⅱ（16）和挡块（22），支架Ⅰ（15）竖直固定在固定座（2）上且在支架Ⅰ（15）上安装有挡块（22），电机Ⅲ（13）安装在支架Ⅰ（15）上且电机Ⅲ（13）的输出轴与丝杠Ⅲ（14）连接，竖直滑块Ⅱ（16）套设在丝杠Ⅲ（14）上并与丝杠Ⅲ（14）螺纹连接，气泵（3）的排气软管（17）穿过竖直滑块Ⅱ（16）上的通孔与样本存储组件上的样本收集瓶相对应。
7.根据权利要求1所述的养猪场空气智能采样装置，其特征在于：还包括旋转电机Ⅰ，旋转电机Ⅰ与控制器的输出端连接，且旋转电机Ⅰ的输出轴与固定座（2）下端连接。
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