CN108601642A - 用于将物质注射到动物体内的自动系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于将物质自动递送给动物或鱼的系统和方法，包括单独定位每一动物的定位系统和感测动物上的预定目标区域位置的传感器。所述系统还包括用于将物质递送到目标区域的递送装置。所述递送装置的位置可以调节。所述递送装置与所述传感器通信。所述递送装置根据从传感器接收的数据调整其位置，并将物质输送到目标区域。

Description

用于将物质注射到动物体内的自动系统和方法

优先权

本申请要求2015年11月13日提交的美国临时专利申请序列号62/254,737和2016年6月14日提交的美国临时专利申请序列号62/349,981的优先权。每个专利的内容整体并入本申请中。

背景技术

通常可以通过接种疫苗或向受试者递送药物预防或治疗细菌、病毒和真菌感染以及其它疾病。在所有动物中，尤其是脊椎动物或鱼以及无脊椎动物，比如甲壳类动物，疫苗、生物制品以及其它药物的递送通常用于预防疾病、死亡或保持总体健康。在很多畜牧业和养殖渔业的操作中，确保所有动物得到有效治疗变成一个挑战。受试者的数目和大小变化使得向每个受试者进行疫苗接种和其它药物递送变得困难。

下面专门讨论养禽业，目前有若干种方法来用药物处理受精卵或小鸡。这些方法包括：

1)在第18或19天在孵化场进行“卵内”(鸡蛋内)自动疫苗接种；

2)在孵化场进行“孵化后”自动大规模喷雾疫苗接种；

3)在孵化场进行“孵化后”人工注射疫苗接种；

4)在“养殖场(Growth Farm)”将疫苗/药物添加到饲料或水中；以及

5)将疫苗/药物通过人工或大型喷雾器喷洒到小鸡身上。

尽管养禽业每年在疫苗和其它药物上投入超过30亿美元，由于在递送疫苗或其它物质的方式上存在困难，这些投资的回报并不能得到保证。前述提到的每种方法都表现出明显且重大的缺陷。首先，最常使用的是在孵化场在E18/19天卵内进行自动疫苗接种。但是，这种方法也存在多种缺陷。首先，很多目标疫苗要么不能用于卵内应用，要么由于疾病本身和/或卵内应用中需要的携带活性分子/颗粒的缀合物而不能使用。此外，当前卵内接种疫苗的实践需要在第18或19天在鸡蛋上穿孔或刺一个洞。递送时需要采用一些机械装置将鸡蛋固定不动，同时将细针插入鸡蛋内并注射疫苗/药物。该做法会使病原体和细菌进入鸡蛋内并给胚胎带来负面作用。在卵内疫苗接种过程中，不理想的鸡蛋(坏的鸡蛋或含有死胎的鸡蛋)也会与在穿孔或刺洞之前将鸡蛋保持在静止位置的机械装置以及细针接触。因此，会有很大概率将不期望的污染传播到其它鸡蛋和疫苗接种系统中。由此会导致在进一步的处理过程中将污染转移到后续的活鸡蛋中。

为降低这种污染转移的影响，行业中开始向鸡蛋内注入抗生素，并将其作为卵内疫苗接种的一部分。但是消费者并不喜欢用抗生素处理过的家禽。因此，本行业人员认为需要开发替代方法以不同的方式治疗相同的疾病，该方法能在保持鸡群健康的同时不再使用抗生素。

虽然人们认为在孵化场“孵化后”人工接种疫苗比其他方法更可靠，但研究表明该种做法也缺乏可靠性、可重复性并且会导致小鸡受伤和死亡。孵化场面对的困难是找到可靠的接种员，且与日俱增的日生产率使情况更加困难。这提高了保证所有小鸡得到有效接种的困难，因为增加了总体成本。此外，由于必须在疫苗接种过程中对小鸡进行处理，在处理过程中对小鸡造成伤害的事件中有给小鸡带来受伤和死亡的风险。另外，由于工作人员必须给许多小鸡接种，他们易受到重复性的应激损伤。这会给家禽饲养者带来经济及生产力上的损失。

一种替代方法是在养殖场中将疫苗/药物加入到饲料或水中。该方法经证明仅部分有效，因为对大部分细菌来说，小鸡消化系统中的病原体和寄生虫会对药物产生抗性。其它造成该方法部分有效的因素包括饮水线不统一、由于不等量的饮食或饮水造成不等量的给药剂量，以及一些疫苗在水或饲料中半衰期非常短。

对于养殖渔业，鱼肉已经变成人们食物消耗的越来越大的来源。海洋、河流和湖泊的状态使得养殖渔业提供了食用鱼更加可靠的来源。但是，养鱼场或孵化场在保持所有鱼类健康这方面与养禽业存在类似的困难。

鱼孵化场从鱼卵开始培育鱼类，并将相似年龄的鱼放在同一水槽内。大量的鱼放在很大的水槽中并提供生长所需的食物。大量的鱼在一个水槽内的狭小区域会使疾病迅速传播并造成严重的经济后果。

通常会在水槽或鱼饲料中使用溶液递送疫苗、药物和杀寄生虫药。但是，某些情况或疾病可能不能通过前述方法进行治疗。在这种情况下，需要对鱼的每个个体注射疫苗或其它生物制剂。当前的鱼类注射方法在所述操作前在对鱼类进行镇静作用前需要鱼空腹一段时间。然后通过机械装置将镇静状态下且饥饿的鱼类转移并手动或自动通过手动或机械定位装置进行注射。这些操作已证明对鱼类来说是严酷的，且导致死亡率增加和大量的成本。

类似地，在很多畜牧业的操作中，确保所有动物得到有效治疗变成一个艰难的挑战。受试者的数目和大小变化使得向每个受试者进行疫苗接种和其它药物递送变得困难。

现在转向猪，在任何特定的农场，对于接种疫苗或以其它方式治疗小猪的能力都存在类似的挑战。确保每个小猪都得到有效的治疗至关重要，否则一头病猪会传染整个农场，造成毁灭性的经济后果。

对于猪，有一些疫苗或治疗优选地是通过鼻腔递送的。但是，有效递送能力的挑战在于小猪不容易保持足够长时间的静止以递送有效的剂量，且递送过程中的动作可能会损伤小猪的鼻软骨或脑。

不管从哪里或如何施用疫苗和药物，当前的方法经证明对于某些重要的应用是不足够有效的。对于较大群体中的所有的动物或鱼类治疗或疫苗有效递送失败会导致疾病爆发和严重的经济损失。与在动物和鱼类养殖中免去抗生素使用(包括药物饲料添加剂(“MFA”))的新市场趋势结合起来的这些不足是本申请描述的实施方式的主要发明动机。而在大规模递送中的困难在于要保证每只动物都接收到有效的剂量。

发明内容

本申请描述的实施方式涉及一种用于将物质自动递送至动物预定区域的系统。所述系统包括用于检测动物身上的预定递送区域的相对位置的感应装置和分别定位动物的定位装置。所述系统进一步包括一图像捕获装置，用于捕获动物身上预定递送区域的相对位置的至少一个图像，以及一递送系统，用于向动物的预定递送区域递送预定剂量的物质。所述系统还包括与感应装置、定位装置、图像捕获装置和递送系统通信的系统控制器。当感应装置感应到动物的位置并与系统控制器共享信息时，系统控制器处理图像，确定预定区域的位置并且在位置上调整递送系统以将物质递送到动物身上的预定递送区域。

附图说明

因此，本公开以通用术语描述了各种实施例，现在将参考所附附图，附图并非按比例绘制且未包括所有系统组件，其中：

图1是第一实施例的俯视图；

图2是图1的实施例的侧视图；

图3是使用中的图1的实施例的一部分的部分放大侧视图；

图4是使用中的图1的实施例的部分放大透视图；

图5是第一实施例的一些组件的接口的图解表示；

图6是使用中的第二实施例的俯视图；

图7是图6的第二实施例的部分放大侧视图；

图8是第二实施例的注射装置的部分放大侧视图；

图9是第二实施例的一些组件的接口的图解表示；

图10是第三实施例的前视图；

图11是图10的实施例的部分放大视图；

图12是图11中的实施例沿直线A-A截取的截面图；

图13是图10中的实施例的前视图，详细显示了注射系统；

图14是图13的实施例的截面图；

图15是第三实施例的一些组件的接口的图解表示；

图16是第四实施例的前视图；以及

图17是图16的实施例的一部分的放大细节图；

图18是第四实施例的一些组件的接口的图解表示。

具体实施方式

本公开涉及用于将物质有效递送给动物的自动系统和方法。下面将参考附图对本公开的各个方面进行更详细的描述，其中示出了本公开的一些方面，但并非所有方面。实际上，本公开可以以很多不同的形式表现，而不应理解为是对本申请阐述的各方面的限制。

一个实施例涉及向已与蛋壳分离但尚未离开孵化场的刚孵化出的大量小鸡递送物质。此外，根据本公开涉及小鸡的各个方面的方法和系统可以用于任何类型的家禽，包括但不限于鸡、火鸡、鸭、鹅、鹌鹑、野鸡、鸵鸟、珍稀鸟类等等。

另一个实施例涉及向牛递送物质。然而，根据本公开的各个方面的方法和系统可以用于任何类型的家畜，包括但不限于野牛、猪、山羊、绵羊、马等。另一个实施例涉及将物质递送给鱼。可以预期，根据本公开的各方面的方法和系统可应用于任何类型的鱼或贝类，包括但不限于养殖的鱼如鳕鱼、鳟鱼、鲑鱼、罗非鱼，以及虾、龙虾、扇贝、牡蛎、蛤蜊、贻贝、小龙虾等。又另一个实施例涉及将物质递送给猪。多个视图中相似的附图标记表示相似的元件。

图1示出了第一实施例10的整体系统的俯视图。图2示出了图1中的系统的侧视图。第一实施例10可能适于放置在小鸡孵化场的日间孵化室。小鸡/蛋壳分离器12提供用于将刚孵化的小鸡与其蛋壳分离的装置。第一传送带14通过在分隔壁16上的开口将小鸡从小鸡/蛋壳分离器12运送到第二、更宽的传送带18。分隔壁16将孵化工序与物质递送工序分隔开。

第二、更宽的传送带18开始将小鸡分散开，从而使处理每一单只小鸡更容易。小鸡从第二传送带18运送到第三和第四传送带20、22上，这两个传送带都比第二传送带宽。如图1中所示，第五传送带24具有分隔件26，其可从传送组件顶部悬挂下来。分隔件26帮助使小鸡排成窄行，最终成为单行。

第六传送带28包括分隔件26以使小鸡保持在第五传送带24上形成的单行。第六传送带28将由分隔件26分离的单排小鸡移动到一系列类似匹配的成角度的传送带30上。

单独的运载装置32位于成角度的传送带30下方。每个单独的运载装置32类似于杯或篮，并且尺寸被设定为接收单只小鸡13，如图3所示。单独的运载装置32互连并且沿着由传送系统推进的单独的运载路径行进。每个运载装置32相对于传送系统铰接地安装，使得每个装置都能够围绕其铰接连接旋转或枢转。旋转的程度可受到限制，以确保小鸡13不会掉出装置32。

第一实施例10还包括注射系统42(图4)。如图4所示，注射系统42具有注射头44、物质贮存器47和加压气体供给装置48以及启动机构50。加压气体可以通过预加压囊状物输送到注射系统42，或者可选地通过连接到集中式压缩机的气体管线输送到注射系统42。

启动机构50与系统控制器38(图4)通信。启动机构50启动加压气体和物质以将预定剂量递送给小鸡13。物质贮存器47可以包含疫苗、药物或生物制剂，用于注射到小鸡13体内。

注射系统42和摄像机36安装在注射系统移动平台45(图4)上的运载装置传送系统34下方。注射系统有效运行以将注射剂递送到小鸡13的后部区域。因此，注射系统42被设计成仅注射那些在运载装置32中直立放置的小鸡13。注射系统移动平台45以相同的速度相邻且平行于运载装置传送系统34运行。这使摄像机36能够在运载装置32移动的同时捕获小鸡13的图像。这也使注射系统42能够在小鸡13在运载装置32中行进时运行，以下将进一步详细解释。

传送带控制系统40控制所有传送带的速度和运行。系统控制器38与摄像机36、传送带控制系统40和注射系统42通信，如图5中所示。

系统控制器38包括计算机处理器和图像处理器。图像处理器从摄像机36接收图像并对其进行处理。系统控制器38与整个系统的所有传感器、摄像机、传送带、致动器和I/O(输入/输出接收器和驱动器)通信。系统控制器同步所有系统操作，并作为系统的大脑。I/O启动和停用组件，系统控制器从计算机处理器和图像处理器获取信息，并启动特定的喷头。

如图1和图2所示，在各个运载装置32下面的是第七传送带46。第七传送带46将小鸡13集体地移动到容器中，以转移到育种农场中，在那里它们将被繁殖用于消费。

在使用中，小鸡13一旦孵化，就在小鸡/蛋壳分离器12中与蛋壳分离(图1)。小鸡13然后移动到第一传送带14上。当小鸡13行进时，小鸡移动到第二传送带18、第三传送带20、第四传送带22、第五传送带24和第六传送带28上。每个传送带将小鸡进一步分开，直到它们在第六传送带28上形成单行队列。

小鸡13从第六传送带28(图3)移动到成角度的传送带30上，传送带30将它们放入各个运载装置32中。在各个运载装置32下方，摄像机36和注射系统42在注射系统移动平台45上平行且以相同的速度行进。摄像机36(图4)位于运载装置32下方。摄像机36捕获各个运载装置32中的小鸡13的至少一个图像。摄像机36将捕获的图像转发到系统控制器38。系统控制器38处理图像并确定小鸡13在各个运载装置32内的相对位置。

在确定了小鸡13在运载装置32内的相对位置之后，系统控制器启动在运载装置下方的注射系统42，此时小鸡处于接种疫苗的期望位置。如果系统控制器38确定小鸡13未处于期望位置(例如小鸡不是处于直立姿势)，则系统控制器38将不启动注射系统42(图5)。

一旦启动，注射系统42(图4)的启动机构50从加压气体供应装置48产生一个量从贮存器47移动预定体积的物质通过注射头44进入小鸡13体内。优选地，在输送时，注射头44邻近小鸡13或与其接触。

在注射之后，运载装置32行进至运载装置传送系统34的末端(图3)。当传送系统旋转时，铰接连接的运载装置32也旋转。这使其中容纳的小鸡13轻轻地落到延伸的铰接滑动件33上并且如果小鸡13被接种疫苗，则落到第七传送带46上。对于没有接受注射的小鸡，因为它们不在运载装置32中的合适位置，铰接滑动件33将拉回到垂直位置并且小鸡将轻轻落在传送带47上并且通过未示出的其它传送装置返回并且放置在传送带24上以再次经过该过程并获得注射。

在注射之后，注射系统移动平台45上的摄像机36和注射系统42(图4)被拉回到它们的初始位置并且开始再次在各个运载装置32下方行进。控制移动平台的功能的机构由系统控制器38控制。

应当理解，虽然以上关于注射装置的讨论集中在无针装置上，但能够预计到也可以使用针注射装置。预计通过注射递送的疫苗包括但不限于马立克氏(Marek's)病毒和火鸡疱疹病毒(HVT)载体疫苗。

第二实施例70如图6中所示。第二实施例70包括围栏72和一系列分隔件74，用于促使家畜(例如小牛75)移动通过。分隔件74以平行方式布置，并分别具有前门77和后门79。前门77在关闭时防止动物向前行进超出前门并离开分隔件74和围栏72。后门79在关闭时防止动物从分隔件74倒出并返回到围栏72中。

如图6和图7所示，存在传感器76安装在分隔件74上或其附近，并定位成用于感测在一对分隔件之间移动的小牛75。如图6和图7所示，存在传感器73安装在分隔件74上或其附近，并定位成用于感测接近前门77附近的小牛75。电子读取器93安装在分隔件74上或其附近以读取家畜的电子识别标签88。摄像机78安装在分隔件74上方，以便摄像机能够获得小牛75的完整图像，且摄像机不会被小牛撞到。摄像机78捕获小牛的至少一个图像，其可以包括小牛75上的预定目标区域，例如右后腿的上部。

第二实施例70还包括自动注射系统82(图8)。注射系统具有填充有物质86的贮存器84，例如疫苗、药物、生物制剂或其它药物，用于治疗对象动物，在本实施例中为小牛75。注射系统82还包括加压气体供应装置90和注射头91。加压气体可以通过预加压囊状物输送至自动注射系统82，或者可选地通过连接至集中式压缩机的气体管线输送至自动注射系统82。

注射系统82，如图8所示，可调节地安装在一框架92上，该框架允许自动调节注射系统的高度、深度和长度。框架92固定地安装到诸如分隔件74中的一个或多个的固定结构上。注射系统82的自动可调性通过多个机构(未示出)实现，该机构可以相对于小牛75的位置自动地和远程地调节注射系统82的高度、宽度和深度。下面将更详细地解释可调整性的细节。

加压气体供应装置90(图8)可用于将贮存器84内的物质86递送到小牛75体内。应当理解，无针递送装置领域的技术人员能够理解对加压气体供应装置90和物质86的控制。

系统控制器80与存在传感器76、摄像机78和注射系统82电子通信，如图9中所示。系统控制器80与存在传感器76、存在传感器73、前门77、后门79、电子读取器93(图7)、摄像机78和注射系统82通信，以将预定剂量的物质86递送至小牛75身上的预定目标区域。系统控制器80包括计算机处理器和图像处理器。系统控制器80能够远程控制存在传感器73、门77、门79、电子读取器93、摄像机78和注射系统82的操作。而且，系统控制器80处理从摄像机78接收的图像。下面将更详细地讨论这种方法的细节。

在使用中，如图6所示，围栏72容纳一组牲畜，但分隔件74促使单只小牛75在一对分隔件之间向前移动。当小牛75在分隔件74之间移动时，存在传感器76启动并与系统控制器通信以关闭前门77以防止小牛进一步向前行进。随后，当小牛75到达存在传感器73时，系统控制器80又关闭后门79以阻止小牛75的任何向后行进并防止小牛退出分隔件74。此时，小牛75分别在一对分隔件74之间和前后门77、79之间保持相对静止。

另外，存在传感器73(图6)与摄像机78通信以开始捕获小牛75的录像片段，且特别是小牛身上预定区域的相对位置。例如，如果物质优选地被递送到右后腿上部(“目标区域”)，那么摄像机78可以被预先编程为聚焦在目标区域上。一旦图像摄像机78捕获到小牛的目标区域的图像，该图像就被转发到系统控制器80。

系统控制器80(图9)分析图像并与安装在可调节框架92上的自动注射系统82通信。系统控制器80发信号通知自动注射系统82对其自身的高度、角度或长度以及注射头91相对于目标区域的深度进行任何必要的位置调整。预定量的物质从贮存器84中抽出，并使用来自气体供应装置90的加压气体通过注射头91(图8)注射到小牛75的目标区域中。

在给药注射之后，系统控制器打开前门77(图6)，使小牛75从分隔件74移出并进入设施的另一部分。随后打开后门79，实现另一小牛75在分隔件74之间移动，并重复该过程。

应当注意，电子读取器93(图7)定位成数字地读取通常固定到小牛耳朵上的识别标签88。在这种情况下，电子读取器93也可以扫描标签88上的可用数据以具体识别该特定小牛75。此外，一旦疫苗接种已经进行，系统控制器80将记录疫苗接种的类型和递送日期到其数据库中，该数据库可通过小牛标签94访问。另外，如果小牛75回到围栏72中，系统控制器80在从电子读取器92接收到识别信息，识别到小牛75已经接种疫苗之后，打开前门77，使小牛75能够出去并防止小牛75再次接种。

可以预期，第二实施例70的注射系统可应用于其它家畜，如猪、绵羊、山羊、野牛等。可以理解，对于上述每种不同的动物，分隔件74的尺寸和间隔以及框架90中的可调整范围可能会改变。

可能递送给家畜(主要是牛)的疫苗或物质包括但不限于黑腿病、恶性水肿、肠毒血症C&D、牛传染性鼻气管炎、PI3、梭菌、通用型牛呼吸综合症、巴斯德氏菌、MLV-IBR/PI3、K-BVD、MLV-BRSV、布鲁氏菌病和/或钩端螺旋体病。

可递送给家畜(主要是绵羊)的疫苗或物质包括但不限于弯曲杆菌属、弧菌属、衣原体属、梭菌属C/D、破伤风、鼻内副流感、梭菌、羊痘疮和/或足部腐烂。

图10提供了第三实施例100。第三实施例100涉及将物质递送给鱼104。第三实施例100包括第一水槽106和第二水槽108。第一水槽106和第二水槽108通过管道110连接。管道110的尺寸和长度将取决于水槽106、108中的鱼104的类型。

如图11所示，前部和后部囊状物112、114(图11)分别位于管道110的两端，以防止鱼104沿着管道行进到第一水槽106和第二水槽108中。每个囊状物112、114与加压流体源116(图10)连通并远程启动。另外，每个囊状物112、114(图11)可以快速膨胀和收缩。

如图12所示，右侧和左侧囊状物118、120分别位于管道110的相应的右侧和左侧。如以上讨论的前部和后部囊状物一样，右侧囊状物118和左侧囊状物120也与加压流体源116连通并远程启动。右侧囊状物和左侧囊状物118、120也可快速膨胀和收缩。

回到图10，第一水槽囊状物122位于第一水槽106的底部。类似地，第二水槽囊状物124位于第二水槽108的底部。两个囊状物122、124都与加压流体系统116连通。加压流体系统116控制流体流入和流出每个囊状物122、124，下面将会详细讨论。水槽囊状物122、124足够大以实现与第一水槽106和第二水槽108相似的体积。

如图11所示，存在传感器126安装在管道110上并位于后部囊状物114附近。存在传感器126设计为感测管道110内鱼104的存在。摄像机128也安装在前部和后部囊状物112、114之间的管道110上。摄像机128优选地为能够捕获管道110内鱼104的实况视频图像的视频摄像机。特别地，摄像机128设计为拍摄鱼104身上的预定目标区域的录像片段。例如，最好将注射剂递送到大西洋鲑鱼体内腹肋下部和腹鳍尾部。相反，对于罗非鱼，经常在两侧鳍之后进行注射。由于目标区域对于不同类型的鱼将会不同，摄像机128将需要进行预先编程以聚焦于待处理的对象鱼的特定预定目标区域。

图13示出了具有用于注射的物质134的贮存器132、加压气体源138(图13)和注射头140(图14)的注射系统130。注射系统130安装在前部和后部囊状物112、114之间的管道110的内部。注射系统130可以安装在管道110底部，如图11所示，或侧部，如图14所示，具体取决于要处理的鱼的类型。

注射头140(图14)可移动地安装在注射系统130内的一框架(未示出)上。可以理解，注射头140能够沿着管道110的内壁轴向和径向移动。注射头140的移动将由系统控制器146(图15)远程控制。

存在传感器126、摄像机128、注射系统130和加压流体源116全部与系统控制器146(图15)通信。系统控制器146包括计算机处理器和图像处理器。系统控制器能够远程控制存在传感器126、摄像机128、注射系统130和加压流体源116。系统控制器146接收由摄像机128提供的位置信息并对其进行处理以自动调节注射头140的位置和注射的时机，下面将更详细地解释。系统控制器与加压流体源116通信以使前部囊状物112、后部囊状物114、右侧囊状物118、左侧囊状物120、第一水槽囊状物122和第二水槽囊状物124收缩和膨胀。

在使用中，鱼104全部位于第一水槽106中。对于该实例，我们假定所有的鱼104都是鲑鱼。如图10所示，第一水槽106具有相对较大的水容量和相对较多的鱼104。第一水槽106通过管道110连接到第二水槽108。第二水槽108具有较小的水容量且优选地没有鱼。前部和后部囊状物112、114处于膨胀位置，以便阻止鱼104进入管道110。

为了将物质递送给鱼104，后部囊状物114收缩。这使鱼104能够游动进入管道110并朝向第二水槽108。然而，存在传感器126感测到管道中存在鱼104并且向系统控制器146发信号。系统控制器使前部囊状物112膨胀，以阻止鱼104朝向第二水槽108进一步向前移动。而且，随着鱼104越过存在传感器126，系统控制器146收到信号使后部囊状物114膨胀，确保没有其它鱼104进入管道110。

存在传感器126还向摄像机128发信号以启动(图11)。摄像机128捕获鱼104的预定目标的视频图像。这可能因鱼种而异。对于鲑鱼而言，优选的递送区域是腹肋和腹鳍尾部之间的鱼的底部。

一旦摄像机128捕获鱼104的预定区域的图像，该图像就被发送到系统控制器146进行处理(图15)。基于由摄像机128捕获的鱼的位置，如果需要，系统控制器146将远程调整注射头140相对于鱼104的位置以将注射头置于目标区域内。特别地，系统控制器146将控制注射头140相对于由摄像机128确定的鱼104的位置的高度、宽度和深度，并且将控制注射的启动。因此，一旦鱼104已经沿管道110移动到预定位置，注射头位置将相应地且在系统控制器146的控制下进行调节。

还可以预期，系统控制器可以控制鱼104的位置(图12)，而不是控制注射头140的位置。通过操纵前部囊状物112、后部囊状物114、右侧囊状物118和左侧囊状物120的压力，系统控制器能够改变鱼104的位置，使得目标区域直接邻近注射头140。

一旦注射剂已被递送给鱼104，系统控制器146就与前部囊状物112和侧囊状物118、120通信以快速收缩(图12和15)。侧囊状物118、120的收缩不再限制鱼104。前部囊状物112的收缩允许鱼104向前移动并进入第二水槽108。然后后部囊状物114收缩，这允许另一条鱼104移动到管道110中并且该过程重复。

应当注意，当每条鱼104游入第二水槽108时，第一水槽囊状物122和第二水槽囊状物124相应地调整水的体积(图10)。例如，当第一水槽106开始将其中的鱼104群清空到第二水槽108中时，第一水槽囊状物122开始缓慢地膨胀。如此，第一水槽106中的水量下降。相反，当第二水槽108开始从第一水槽106装满鱼104时，第二水槽中的水量需要增加。第二水槽囊状物124缓慢地收缩且因此允许水槽中的水量增加以适应更多的鱼104群。系统控制器146控制第一水槽囊状物122和第二水槽囊状物124膨胀和收缩的速率。可以理解，系统控制器146与加压流体源116通信以远程打开和关闭本文提到的每个部件的合适的阀门以完成此任务。

进一步认识到，活底可以搁置在每个水槽囊状物顶上以为水槽提供更均匀的表面。这对于确保第一水槽在重新装满新水槽之前完全清空鱼很重要。

就鱼类而言，疫苗或其它可能递送的物质包括但不限于用于鲑鱼的疖病疫苗、锦鲤中的锦鲤疱疹病毒，疫苗或药物可递送用于治疗一些商业上重要鱼类中的病毒性出血性败血症、白点病和眩晕病(ich and whirling disease)。

第四实施例150如图16中所示。第四实施例150专注于将特定疫苗和其它药物鼻内递送给小猪152。

第四实施例150包括轮廓元件154，详细如图16和图17所示。每个轮廓元件154具有从其延伸的奶嘴156。轮廓元件154成形为接收小猪152的面部且包括用于接收小猪鼻子的轮廓空间。另外，轮廓元件154具有鼻子接收板158，设计用于小猪152的鼻子端部放在该鼻子接收板158上。鼻子接收板158具有一对从轮廓元件154向外突出的中空指状物160。所述一对指状物160的尺寸和间隔设定为当小猪将奶嘴156带入其口腔中时接收到小猪152的鼻孔中，以下将会详细解释。

多个轮廓元件154固定安装至一表面，诸如一垂直壁(图16)。如图18所示，每个奶嘴156配备有与系统控制器180通信的压力传感器159。每个奶嘴156还连接到液体配方的一水槽162。由系统控制器180操作的阀166打开和关闭从水槽162至奶嘴156的配方流。

这对中空指状物160配备有传感器181，一旦两个指状物160被接收到小猪的鼻孔中(图17)，传感器181就会启动。传感器181与系统控制器180通信并连接到加压物质递送系统168，详细如图17中所示。加压物质递送系统168包括容纳物质172(例如疫苗)供应源的容器170。加压物质递送系统168还包括与物质172的容器170通信的加压气体源174以及一控制机构176，该控制机构176在压力下激活和终止物质的递送且也由系统控制器180控制。

因此，加压物质递送系统168和控制通过奶嘴156的配方164的流动的阀166经由系统控制器180彼此电子通信。在讨论第四实施例150的操作时，下面将更详细地解释这种通信的优点和逻辑。

小猪吃奶站立的地板是具有铰链192和闩锁194的平台190。闩锁194由系统控制器180远程控制。平台190、铰链192和闩锁194的作用类似于活板门，以防止已经接收物质的小猪吮吸。下面将更详细地解释平台190的功能。

在使用中，小猪152被带到固定安装有多个轮廓元件154的保持区域。这可通过一系列传送带和分隔件实现，或者可以通过手动完成。为了最有效的结果，理想的是小猪152处于饥饿和/或口渴状态。将奶嘴156提供给小猪152，小猪将本能地接近并开始吸吮。当小猪152接近奶嘴156并开始吮吸时，压力传感器159被激活并向系统控制器180通知小猪152的存在。同时，小猪的鼻子将接收到轮廓形元件154的鼻子接收板158中。另外，一对指状物160将被接收到小猪的鼻孔中并由传感器181感测。传感器181将小猪鼻孔的接合传达给系统控制器180。

当小猪152吮吸奶嘴156时，调节配方164流的阀166(图16)由系统控制器180(图18)启动来打开，配方的剂量将从水槽162流过奶嘴156并进入小猪口中。同时，加压物质递送系统168也启动。诸如疫苗等的物质172在加压流体下通过小猪152的鼻腔通道递送。递送压力设计用于通过鼻腔通道或软骨内递送药量，但不会造成损伤。

在加压物质递送系统168(图18)已经递送其药剂后，将一信号从加压物质递送系统168发送到系统控制器180。系统控制器180触发阀166关闭。阀166的关闭使配方164至奶嘴156的流动停止，并促使小猪152离开奶嘴156。这可以通过将奶嘴156缩回到轮廓元件154后面来实现。这也可以通过在小猪152和奶嘴156之间造成阻碍来实现，例如小猪152下方的地板自动降低。一旦小猪152不再能够吸吮奶嘴156，小猪将被移动以进一步处理。

应当注意，电子读取器157(图16)定位成数字地读取通常固定到小猪耳朵上的识别标签182。在这种情况下，电子读取器157也可以扫描标签182上的可用数据以具体识别该特定小猪152。此外，一旦疫苗接种已经进行，系统控制器180将记录疫苗接种的类型和递送日期到其数据库中，该数据库可通过小猪标签182访问。

如果小猪152回到第四实施例150，系统控制器180在接收到来自电子读取器157的识别信息后，认识到小猪152已经接种疫苗，防止对小猪152再次接种疫苗(图16、17、18)。系统控制器180不启动来自奶嘴156或物质递送系统168的配方流。另外，系统控制器180与闩锁194通信以打开它。这导致平台190围绕铰链192旋转并允许小猪下降到下面的水平以供进一步处理。可以想象，可以采用任何数量的装置来防止小猪被治疗一次以上。上述系统作为实例提供而非限制。

应当理解，某些疫苗和/或药物优选地通过小猪152的鼻腔或软骨递送。这些包括但不限于支原体、副嗜血杆菌、胸膜肺炎放线杆菌、放线杆菌、猪繁殖与呼吸综合征、猪流感和猪流行性腹泻病毒。

应当理解，虽然上述讨论集中在疫苗和药物上，但本领域的技术人员将了解所递送的物质可以包括任意数量的用于接种、治疗或以其它方式治疗牲畜、哺乳动物，包括人类或者任意数量的其它动物的物质。

可以期望的是，得益于前述说明和附图中呈现的教导，本领域的技术人员将会想到在此阐述的本公开的许多修改和其他方面。因此，应当理解，本公开不是意在限于所公开的具体方面，修改和其它方面包括在所附权利要求的范围内。尽管本文使用了特定的术语，但它们仅用于一般性和描述性的意义，而不是为了限制的目的。

Claims (20)

1.一种用于将物质自动递送到动物的预定区域的系统，包括：

定位装置，其分别定位具有预定递送区域的动物；

图像捕获装置，用于捕获所述动物上的所述预定递送区域的相对位置的至少一个图像；

递送系统，用于将预定剂量的物质递送到动物的预定递送区域；和

系统控制器，与定位装置、图像捕获装置和递送系统通信。

2.根据权利要求1所述的系统，还包括用于在定位所述动物之前感测所述动物的存在的感测装置。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述动物为以下动物类别之一：鸟类、鱼类、无脊椎动物或哺乳动物。

4.一种用于将物质自动递送到鱼的预定区域的系统，包括：

包含至少一条鱼的第一水槽，所述鱼具有一预定的递送区域；

接收至少一条鱼的第二水槽；

一保持区域，鱼可以从第一水槽移动到所述保存区域；

限制装置，其单独约束所述鱼；

图像捕获装置，用于捕获所述鱼上的所述预定递送区域的相对位置的至少一个图像；

位置可调节的递送系统，用于将预定剂量的物质递送到预定的递送区域；和

系统控制器，与所述限制装置、图像捕获装置和递送系统通信。

5.根据权利要求4所述的系统，还包括存在传感器，用于感测所述保持区域中鱼的存在。

6.根据权利要求4所述的系统，其中所述递送装置为一注射器。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述注射器是无针的。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述物质为疫苗、药物或生物制剂。

9.根据权利要求4的所述系统，其中所述物质可用于治疗下列一种或多种病：疖病、锦鲤疱疹病毒、病毒性出血性败血症、白点病和眩晕病。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述物质旨在治疗以下一种或多种病：新城疫、传染性支气管炎、球虫病或大肠杆菌病。

11.一种将物质自动递送到动物的预定目标区域的方法，包括以下步骤：

单独定位一动物，所述动物具有用于递送物质的预定目标区域；

确定动物上的预定目标区域的位置；

提供位置可调节的递送装置系统以适应每一动物的目标区域中的位置差异；

基于目标区域的位置调整递送装置系统的位置；和

启动递送装置系统，由此将物质递送到动物的目标区域。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述动物为以下之一：鸟类、鱼类、无脊椎动物或哺乳动物。

13.根据权利要求11所述的方法，其中确定所述动物的所述预定目标区域的位置的步骤使用一图像捕获装置完的。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述图像捕获装置为一摄像机。

15.一种用于将物质自动递送到动物的预定区域的系统，包括：

容纳在动物口腔内的吸嘴，所述吸嘴其中具有一开口且与可消耗液体贮存器连通；

阀，用于控制来自贮存器的可消耗液体的流动；

至少一个突起，所述至少一个突起靠近所述吸嘴延伸，所述突起的尺寸和形状适配在所述动物的鼻腔内并靠近鼻软骨；和

递送系统，用于通过鼻腔递送预定剂量的物质。

16.根据权利要求15所述的系统，其中所述剂量被递送到所述鼻软骨中。

17.根据权利要求15所述的系统，其中所述动物为猪。

18.根据权利要求17所述的系统，其中存在两个突起，所述突起的尺寸和形状适配在所述猪的鼻部内。

19.根据权利要求15所述的系统，其中所述递送系统通过加压流体递送预定剂量。

20.根据权利要求15所述的系统，其中所述物质用于治疗包括但不限于支原体、副嗜血杆菌、胸膜肺炎放线杆菌、放线杆菌、繁殖与呼吸综合征、猪流感和猪流行性腹泻病毒。