CN107996446B - 一种奶牛自适应多功能胸围测量装置及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种奶牛自适应多功能胸围测量装置及其系统，该胸围测量装置包括主壳体副壳体；其中，主壳体内装设有可伸缩卷尺盘、旋转式电位器，主壳体的上、下两端分别设置有上塑料套和下塑料套，可伸缩卷尺盘上盘绕有软尺，软尺的端头经旋转式电位器穿、上塑料套、下塑料套固定在主壳体上，软尺卷绕在旋转式电位器的旋转轴上；副壳体内装设有涡轮、可上下滑动的L型连接座和活动安装于L型连接座上的驱动电机，涡轮与蜗杆啮合连接，涡轮与驱动电机的转轴固定连接。本发明的胸围测量装置结构合理，使用方便、可靠性高，测量的精度高；测量速度快，效率高，没有人为读数的误差；操作简易方便，设备成本低廉，可大范围推。

Description

一种奶牛自适应多功能胸围测量装置及其系统

技术领域

本发明属于奶牛生产技术领域，具有涉及一种奶牛自适应多功能胸围测量装置及其系统。

背景技术

在奶牛的生长过程中，采食、饮水、反刍、排泄、探究、应激等行为贯穿整个过程，并可以反映出生长发育过程中的不同阶段和不同生理状态。这些行为又可表现为正常行为和异常行为。其中，正常行为是遗传、本能以及后天对环境适应的反映，是奶牛自我维护福利和健康成长的表现；而异常行为通常是在接受不良刺激或者生活在恶劣条件下所表现出的有悖于其生物学习性的行为及事件，如病态行为、应激行为等事件是奶牛福利下降的一个重要表现。因此，在饲养奶牛的生产活动中及时、主动的诊断各种异常行为及事件，对于提高养殖生产效率，维护奶牛的福利、提高牛奶的营养水平都有十分重要的经济意义，这也是当前农业信息化及精准化研究的主要方向。

目前用于诊断及反映奶牛生长发育状态的主要方法是对奶牛的胸围大小进行测量，通过检测一定时期内奶牛胸围大小的变化体现出奶牛的生长状况。奶牛的胸围大小采集工作同时也是奶牛生产管理中最重要的基础性工作之一。而现有一般是用软皮尺测量，因奶牛胸围较大，需要他人辅助才能进行测量，由一个人将软皮尺绕过奶牛的胸围处，手抓软皮尺的两端，一个人不能独立完成。此外，现有大量奶牛场普遍对每一头奶牛牛耳穿钉，佩戴具有唯一标识用于区别奶牛的牛号牌，该牛号牌功能单一、且对奶牛耳朵具有一定的不可恢复的创伤等缺陷。

发明内容

本发明所解决的技术问题是针对现有技术中的上述缺陷，提出一种奶牛自适应多功能胸围测量装置及其系统。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一个方面是提供一种奶牛自适应多功能胸围测量装置，包括主壳体和设置于所述主壳体顶部的副壳体；其中，所述主壳体内装设有可伸缩卷尺盘、固定设置于所述可伸缩卷尺盘轴心的蜗杆以及位于所述可伸缩卷尺盘外侧的旋转式电位器，所述主壳体的上、下两端分别设置有上塑料套和下塑料套，所述可伸缩卷尺盘上盘绕有软尺，所述软尺的端头经旋转式电位器穿过上端的所述上塑料套、环绕一圈后穿过下端的所述下塑料套固定在所述主壳体上，所述软尺卷绕在旋转式电位器的旋转轴上，当所述软尺进行伸缩时同步带动所述旋转式电位器的旋转轴旋转，所述软尺在所述可伸缩卷尺盘张紧力的作用下套设在奶牛胸部；所述副壳体内装设有涡轮、可上下滑动的L型连接座和活动安装于所述L型连接座上的驱动电机，所述涡轮与所述蜗杆啮合连接，所述涡轮与所述驱动电机的转轴固定连接。

进一步地，在所述的奶牛自适应多功能胸围测量装置中，所述副壳体的底部开设有矩形槽，所述L型连接座装设于所述矩形槽内，所述L型连接座顶端与弹簧的一端连接，所述弹簧的另一端连接在所述副壳体上，所述弹簧对所述L型连接座的拉力能够将所述L型连接座上的涡轮与所述蜗杆之间始终保持啮合状态。

进一步地，在所述的奶牛自适应多功能胸围测量装置中，所述L型连接座由呈直角布置的第一连接板和第二连接板组成，所述第一连接板上开设有通孔，固定在所述第二连接板上的驱动电机的转轴穿过通孔与涡轮连接；所述第二连接板上开设有两个限位槽，所述矩形槽底部设有贯穿限位槽的固定螺栓，所述L型连接座能相对于所述固定螺栓沿限位槽的长度方向在弹簧的作用下自由滑动。

进一步地，在所述的奶牛自适应多功能胸围测量装置中，所述软尺上设有刻度，且该刻度能够透过所述上塑料套上的可视窗从外部可视。

进一步地，在所述的奶牛自适应多功能胸围测量装置中，所述软尺的端头设有连接件，所述连接件穿过下塑料套可拆卸连接在所述下壳体上。

进一步地，在所述的奶牛自适应多功能胸围测量装置中，还包括装设于所述下壳体内部的电源、微处理器、存储器和蓝牙模块，所述微处理器分别与所述源、存储器和蓝牙模块电连接。

进一步优选地，在所述的奶牛自适应多功能胸围测量装置中，还包括嵌设于所述下壳体背面的温度传感器和心率传感器，所述温度传感器和心率传感器分别与所述微处理器连接，用于与奶牛肢体接触以监测其体温和心率。

进一步优选地，在所述的奶牛自适应多功能胸围测量装置中，还包括设置于所述上壳体上端面的LED显示屏和报警器，所述LED显示屏和报警器分别与所述微处理器连接，所述主壳体的上表面设有牛号信息。

本发明的第二个方面是提供一种用于所述测量装置的奶牛自适应多功能胸围测量系统，包括微处理器、旋转式电位器、温度传感器、心率传感器、驱动模块、存储器、蓝牙模块和远程终端；其中，所述旋转式电位器、温度传感器和心率传感器的输出端分别与所述微处理器的输入端连接，用于将测量的胸围、体温和心率数据传输给所述微处理器并储存于所述存储器上；所述微处理器通过所述蓝牙模块与所述远程终端连接，所述存储器通过二维码生成模块与所述蓝牙模块连接，所述二维码生成模块用于根据所述存储模块内储存储的测量数据生成对应的二维码，并通过所述蓝牙模块发送给所述远程终端。

进一步地，在所述的奶牛自适应多功能胸围测量系统中，还包括分别与所述微处理器电连接的显示模块、报警模块和电源模块。

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本发明提供的奶牛自适应多功能胸围测量装置，通过旋转式电位器能够实时监测奶牛胸围、体温、心率及其变化，并通过设置在副壳体内的弹簧和L型连接座长久地保持蜗轮张紧，即使在蜗轮出现磨损时仍旧可以缩小蜗轮与蜗杆之间的啮合间隙，进而减小测量误差；驱动电机可通过涡轮带动可伸缩卷尺盘反向转动，使得可伸出的软尺始终处于预张紧状态，保证了测量的准确性；该装置结构合理，使用方便、可靠性高，测量的精度高；测量速度快，效率高，没有人为读数的误差；操作简易方便，设备成本低廉，可大范围推广；解决了长久以来测量奶牛胸围的难题；该装置也可以运用于其他领域的测量工作；此外，本发明提供的胸围测量系统可将储存在存储器上的测量数据通蓝牙模块保存在远程终端，既做了数据备份又方便远端的人员查看。

附图说明

图1为本发明一种奶牛自适应多功能胸围测量装置中下壳体的结构示意图；

图2为本发明一种奶牛自适应多功能胸围测量装置中上壳体的结构示意图；

图3为本发明一种奶牛自适应多功能胸围测量装置的整体结构示意图；

图4为本发明一种奶牛自适应多功能胸围测量装置中固定板的结构示意图；

图5为本发明一种奶牛自适应多功能胸围测量系统的框架原理图；

其中，各附图标记为：

1-主壳体，2-可伸缩卷尺盘，3-蜗杆，4-旋转式电位器，5-上塑料套，6-7-软尺，8-下塑料套，9-连接件，10-电源，11-微处理器，12-存储器，13-蓝牙模块，14-副壳体，15-涡轮，16-L型连接座，17-驱动电机，18-矩形槽，19-弹簧，20-LED显示屏，21-报警器，22-第一连接板，23-第二连接板，24-通孔，25-限位槽，26-固定螺栓，27-牛号信息。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍，以使更好的理解本发明，但是下述实施例并不限制本发明范围。

实施例1

如图1-2所示，本实施例提供一种奶牛自适应多功能胸围测量装置，其套设在奶牛胸围并伴随着奶牛的生长，能够自适应奶牛胸围的大小，具体地包括主壳体1和设置于所述主壳体1顶部的副壳体14，其在该主壳体1上喷涂有牛号信息27，该牛号信息27可以为数字编号，也可以为特定的二维码信息；其中，所述主壳体1内装设有可伸缩卷尺盘2、固定设置于所述可伸缩卷尺盘2轴心的蜗杆3以及位于所述可伸缩卷尺盘2外侧的旋转式电位器4，所述主壳体1的上、下两端分别设置有上塑料套5和下塑料套8，本实例所采用的可伸缩卷尺盘2为现有已知的可伸缩卷尺结构，在此不再赘述，所述可伸缩卷尺盘2上盘绕有软尺7，所述软尺7的端头经旋转式电位器4穿过上端的所述上塑料套5、环绕一圈后穿过下端的所述下塑料套8固定在所述主壳体1上，所述软尺7卷绕在旋转式电位器4的旋转轴上，当所述软尺7进行伸缩时同步带动所述旋转式电位器4的旋转轴旋转，所述软尺7在所述可伸缩卷尺盘2张紧力的作用下套设在奶牛胸部，驱动旋转电位计4的旋转轴转动，经转换得奶牛胸围长度值；所述副壳体14内装设有涡轮15、可上下滑动的L型连接座16和活动安装于所述L型连接座16上的驱动电机17，所述涡轮15与所述蜗杆3啮合连接，所述涡轮15与所述驱动电机17的转轴固定连接。

如图2所示，所述副壳体14的底部开设有矩形槽18，所述L型连接座16装设于所述矩形槽18内，所述L型连接座16顶端与弹簧19的一端连接，所述弹簧19的另一端连接在所述副壳体14上，所述弹簧19对所述L型连接座16的拉力能够将所述L型连接座16上的涡轮15与所述蜗杆3之间始终保持啮合状态。该奶牛自适应多功能胸围测量装置套设在奶牛胸部时，软尺7在弹簧的作用下贴合在奶牛胸部位置，当奶牛胸围发生变化时，如因生病造成的体重下降、胸围周长降低，在该弹簧19向上拉力的作用下可使涡轮与蜗杆保持张紧状态，即使在蜗轮出现磨损时仍旧可以缩小蜗轮与蜗杆之间的啮合间隙，保证了驱动电机能够通过涡轮带动可伸缩卷尺盘反向转动，使得可伸出的软尺始终处于预张紧状态，保证了胸围测量的准确性。

如图4所示，所述L型连接座16由呈直角布置的第一连接板22和第二连接板23组成，所述第一连接板22上开设有通孔24，固定在所述第二连接板23上的驱动电机17的转轴穿过通孔24与涡轮15连接，第一连接板22可以避免待L型连接座16上安装的驱动电机17启动时发生错位或偏转，由此更为有效地保证了测量精度；所述第二连接板23上开设有两个限位槽25，所述矩形槽18底部设有贯穿限位槽25的固定螺栓26，所述L型连接座16能相对于所述固定螺栓26沿限位槽25的长度方向在弹簧19的作用下自由滑动。

如图1所示的奶牛自适应多功能胸围测量装置，所述软尺7上设有刻度，且该刻度能够透过所述上塑料套5上的可视窗6从外部可视，现场测量人员可直观的通过可视窗6直接读取软尺7上的刻度大小，该刻度即为奶牛胸围的周长大小。此外，结合旋转式电位器4的旋转量计算出奶牛胸围的周长，两种方式测得的奶牛胸围周长值相同。所述软尺7的端头设有连接件9，所述连接件9穿过下塑料套8可拆卸连接在所述下壳体1上。连接件9可采用常规的环形扣等，用以将软尺7的端头连接在壳体6上形成一个封闭的、套设在奶牛胸部的环形。

此外，请继续参阅图1所示的奶牛自适应多功能胸围测量装置中，还包括装设于所述下壳体1内部的电源10、微处理器11、存储器12和蓝牙模块13，所述微处理器11分别与所述源10、存储器12和蓝牙模块13电连接。以及还包括嵌设于所述下壳体1背面的温度传感器和心率传感器(图中未示出)，所述温度传感器和心率传感器分别与所述微处理器11连接，用于与奶牛肢体接触以监测其体温和心率，使得该胸围测量装置同时具有体温检测和心率检测等多种功能。

如图3所示，该奶牛自适应多功能胸围测量装置还包括设置于所述上壳体14上端面的LED显示屏20和报警器21，所述LED显示屏20和报警器21分别与所述微处理器11连接，当旋转式电位器4检测的奶牛胸围周长异常时，如该胸围测量装置脱落时，测量的胸围周长过小，存在明显异常，此时通过微处理器11启动报警器21，提醒饲养人员进行现场检查、维护。

本实施例奶牛自适应多功能胸围测量装置的工作原理：

首先，从上塑料套5拉出测量装置软尺7的端头，将其围绕奶牛胸围一周后通过环形扣从塑料套8穿入固定在主壳体1上；软尺7在可伸缩卷尺盘2自身发条张紧力的作用下紧贴在奶牛胸部，此时现场测量人员可通过可视窗6直接读取奶牛胸围大小；在奶牛生长过程中，实时通过旋转式电位器4监测可伸缩卷尺盘2的伸缩变化情况，并将器转轴的旋转量、监测的温度、心率数据通过微处理器11进行处理后显示在LED显示器20上，同时储存在存储器12内，或通过微处理器11经蓝牙模块13传输给远程终端，如手机或控制室电脑等；当奶牛胸围因生病造成的体重下降、胸围周长减小时，在该弹簧19向上拉力的作用下可使涡轮与蜗杆保持张紧状态，即使在蜗轮出现磨损时仍旧可以缩小蜗轮与蜗杆之间的啮合间隙，此外通过微处理器11启动驱动电机17进行反向转动，当旋转式电位器4同时反向旋转一定量时，停止驱动电机17，使得可伸出的软尺7始终处于预张紧状态，保证了胸围测量的准确性，避免装配不当引起的传动可靠性及测量误差问题，整个测量实现自动测量，无需专业测量人员参与测量过程，具有结构简单、测量效果好、节省人力的特点。

实施例2

如图5所示，本实施例提供一种应用于实施例1所述测量装置的奶牛自适应多功能胸围测量系统，具体包括微处理器、旋转式电位器、温度传感器、心率传感器、驱动模块、存储器、蓝牙模块和远程终端；其中，所述旋转式电位器、温度传感器和心率传感器的输出端分别与所述微处理器的输入端连接，用于将测量的胸围、体温和心率数据传输给所述微处理器并储存于所述存储器上；所述微处理器通过所述蓝牙模块与所述远程终端连接，所述存储器通过二维码生成模块与所述蓝牙模块连接，所述二维码生成模块用于根据所述存储模块内储存储的测量数据生成对应的二维码，并通过所述蓝牙模块发送给所述远程终端，所述远程终端为手机或控制室电脑，在测量时操作人员可通过手机APP连接蓝牙模块进行记录相关数据并呈现变化趋势，使得测量结果直观。

此外，该奶牛自适应多功能胸围测量系统还包括分别与所述微处理器电连接的显示模块、报警模块和电源模块，通过显示模块实时显示旋转式电位器测量的奶牛胸围周长、温度传感器测得的奶牛体温以及心率传感器测得的奶牛心率，便于读取。本实施奶牛胸围测量系统，操作方法简单，省时省工，同时能降低测量误差，提高数据的精准性。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (5)

1.一种奶牛自适应多功能胸围测量装置，其特征在于，包括主壳体（1）和设置于所述主壳体（1）顶部的副壳体（14）；其中，所述主壳体（1）内装设有可伸缩卷尺盘（2）、固定设置于所述可伸缩卷尺盘（2）轴心的蜗杆（3）以及位于所述可伸缩卷尺盘（2）外侧的旋转式电位器（4），所述主壳体（1）的上、下两端分别设置有上塑料套（5）和下塑料套（8），所述可伸缩卷尺盘（2）上盘绕有软尺（7），所述软尺（7）的端头经旋转式电位器（4）穿过上端的所述上塑料套（5）、环绕一圈后穿过下端的所述下塑料套（8）固定在所述主壳体（1）上，所述软尺（7）卷绕在旋转式电位器（4）的旋转轴上，当所述软尺（7）进行伸缩时同步带动所述旋转式电位器（4）的旋转轴旋转，所述软尺（7）在所述可伸缩卷尺盘（2）张紧力的作用下套设在奶牛胸部；所述副壳体（14）内装设有涡轮（15）、可上下滑动的L型连接座（16）和活动安装于所述L型连接座（16）上的驱动电机（17），所述涡轮（15）与所述蜗杆（3）啮合连接，所述涡轮（15）与所述驱动电机（17）的转轴固定连接；所述软尺（7）上设有刻度，且该刻度能够透过所述上塑料套（5）上的可视窗（6）从外部可视；其中：

所述副壳体（14）的底部开设有矩形槽（18），所述L型连接座（16）装设于所述矩形槽（18）内，所述L型连接座（16）顶端与弹簧（19）的一端连接，所述弹簧（19）的另一端连接在所述副壳体（14）上，所述弹簧（19）对所述L型连接座（16）的拉力能够将所述L型连接座（16）上的涡轮（15）与所述蜗杆（3）之间始终保持啮合状态；

所述L型连接座（16）由呈直角布置的第一连接板（22）和第二连接板（23）组成，所述第一连接板（22）上开设有通孔（24），固定在所述第二连接板（23）上的驱动电机（17）的转轴穿过通孔（24）与涡轮（15）连接；所述第二连接板（23）上开设有两个限位槽（25），所述矩形槽（18）底部设有贯穿限位槽（25）的固定螺栓（26），所述L型连接座（16）能相对于所述固定螺栓（26）沿限位槽（25）的长度方向在弹簧（19）的作用下自由滑动；

还包括装设于所述主壳体（1）内部的电源（10）、微处理器（11）、存储器（12）和蓝牙模块（13），所述微处理器（11）分别与所述电源（10）、存储器（12）和蓝牙模块（13）电连接；

还包括设置于所述副壳体（14）上端面的LED显示屏（20）和报警器（21），所述LED显示屏（20）和报警器（21）分别与所述微处理器（11）连接，所述主壳体（1）的上表面设有牛号信息（27）。

2.根据权利要求1所述的奶牛自适应多功能胸围测量装置，其特征在于，所述软尺（7）的端头设有连接件（9），所述连接件（9）穿过下塑料套（8）可拆卸连接在所述主壳体（1）上。

3.根据权利要求1所述的奶牛自适应多功能胸围测量装置，其特征在于，还包括嵌设于所述主壳体（1）背面的温度传感器和心率传感器，所述温度传感器和心率传感器分别与所述微处理器（11）连接，用于与奶牛肢体接触以监测其体温和心率。

4.一种用于权利要求1-3任一项所述装置的奶牛自适应多功能胸围测量系统，其特征在于，包括微处理器、旋转式电位器、温度传感器、心率传感器、驱动模块、存储器、蓝牙模块和远程终端；其中，所述旋转式电位器、温度传感器和心率传感器的输出端分别与所述微处理器的输入端连接，用于将测量的胸围、体温和心率数据传输给所述微处理器并储存于所述存储器上；所述微处理器通过所述蓝牙模块与所述远程终端连接，所述存储器通过二维码生成模块与所述蓝牙模块连接，所述二维码生成模块用于根据所述存储器内储存储的测量数据生成对应的二维码，并通过所述蓝牙模块发送给所述远程终端。

5.根据权利要求4所述的奶牛自适应多功能胸围测量系统，其特征在于，还包括分别与所述微处理器电连接的显示模块、报警模块和电源模块。