CN109300374A - 一种戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置及教学方法 - Google Patents

一种戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置及教学方法 Download PDF

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CN109300374A CN201811387323.5A CN201811387323A CN109300374A CN 109300374 A CN109300374 A CN 109300374A CN 201811387323 A CN201811387323 A CN 201811387323A CN 109300374 A CN109300374 A CN 109300374A
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Abstract

本发明公开了一种戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置及教学方法，该装置包括：至少三个体外定位器，其由下壳体，发射端电源，体外超声波发射器，上壳体，发射端电源开关组成；一定位戒指，其包括戒指本体、戒指内环、环形气囊、第一限位弧形板和第二限位弧形板；一手持智能终端，其由主壳体、电源模块、按钮、数据处理模块、无线通信发送模块、显示屏、摄像头、超声波接收器和指示灯组成，以及一3D打印的与奶牛躯体表面相贴合的辅助定位装置。采用本发明戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置的教学方法，可明显降低直肠检查中待检测器官的定位操作难度，方便学生实习工作的开展，提高了教学效率；而且结构紧凑，设计新颖，操作方便。

Description

一种戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置及教学方法
技术领域
本发明涉及奶牛直肠检查技术领域，尤其涉及一种戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置及教学方法。
背景技术
奶牛的一些解剖构造有利于操作者通过直肠对其生殖道进行触诊、操作和检查：1)和其它物种一样，牛的生殖道通过阔韧带悬挂于背侧体壁。生殖道的后部(阴道、子宫颈，有时候还包括一部分子宫)位于盆腔，前部(子宫、输卵管、卵巢，有时包括一部分子宫颈)越过骨盆边缘悬挂于腹腔内；另外，生殖道正好位于直肠下面；2)牛的直肠足以容纳手臂，并且直肠壁的柔韧程度允许检查者隔着直肠抓住生殖道；3)牛的直肠壁有一定强度，很少被撕裂，其它物种则不同，尤其是马，直肠壁很容易损伤。尽管如此，对牛进行直肠检查时仍然要小心翼翼防止撕裂或其它损伤。
直肠检查已是《动物繁殖学》现场实习教学中非常重要的一部分，在现场实习教学过程中，通先由教师对奶牛的特定器官进行现场示范操作，再由学生根据教师的讲解对该特定器官进行初次直肠检查。
但在实际教学时，学生在操作过程中不易找到该特定器官，造成定位时间过长或器官定位错误，一方面影响了延长了整体教学时间和降低了教学效果；另一方面，由于每年实习的学生很多且每个学生都要动手操作，采用现有的教学发方法不可避免的对奶牛伤害过大，易引起奶牛的不适，发生奶牛踢人事件，给实习学生带来安全危害。
发明内容
本发明为解决现有技术中的上述问题，提出一种戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置及教学方法。
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戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置，包括：
至少三个分散在奶牛周体的体外定位器，其由下壳体，设置于所述下壳体内的体外发射端电源和体外超声波发射器，设置于所述下壳体上端的上壳体，设置于所述上壳体上的体外电源开关，以及设置于所述下壳体下端面的可撕式替换粘贴纸组成；其中，所述上壳体上端面设置有对应所述体外超声波发射器的二维码，所述体外电源开关、体外超声波发射器与所述体外发射端电源电连接；
一可佩戴的伸入奶牛直肠的定位戒指，其包括戒指本体、设置于所述戒指本体内侧壁的戒指内环、设置于所述戒指内环内侧壁的环形气囊以及设置于所述戒指本体一侧的第一限位弧形板和第二限位弧形板，所述第一限位弧形板和第二限位弧形板具有承受一定推力而不变形的刚度，且其远端向内侧呈弯曲状；所述戒指内环上设置有与所述环形气囊连通的进气口和排气口；所述戒指本体与所述第一限位弧形板之间一体成型设置有连接部，所述连接部内嵌设有体内发射端电源和微处理器，所述连接部上设置有体内电源开关和振动器开关，所述戒指本体内嵌设有无线通信接收模块、体内显示屏、体内超声发射器和连接所述体内发射端电源的体内电量指示灯，所述第一限位弧形板内嵌设有第一振动器，所述第二限位弧形板内嵌设有第二振动器，所述无线通信接收模块、第一振动器、第二振动器、体内显示屏、体内发射端电源、体内超声发射器、体内电源开关、振动器开关均与所述微处理器电连接；
一手持智能终端，其由主壳体、电源模块、确认按钮、数据处理模块、无线通信发送模块、显示屏、摄像头、超声波接收器和指示灯组成，所述电源模块设置于所述主壳体下端，所述摄像头设置于所述主壳体的背部用于扫描所述二维码，所述超声波接收器设置于所述主壳体的顶端，所述电源模块、确认按钮、无线通信发送模块、显示屏、摄像头、超声波接收器和指示灯均与所述数据处理模块电连接；以及
一3D打印的与奶牛躯体表面相贴合的辅助定位装置，至少三个所述体外定位器嵌设于所述辅助定位装置上；其中，所述辅助定位装置由第一三角固定架、第二三角固定架和第三弧形固定架组成，所述第一三角固定架与第二三角固定架呈蝶形结构连接，所述第三弧形固定架的两端分别连接所述所述第一三角固定架和第二三角固定架，所述第一三角固定架、第二三角固定架和第三弧形固定架上间隔开设有若干用于嵌设所述体外定位器的安装槽；
其中，由嵌设在所述辅助定位装置上的至少三个所述超声波发生器同时发送时间同步信号，所述超声波接收器接收所述超声波发生器发送的时间同步信号，移动所述定位戒指并通过所述数据处理模块计算出所述体内超声发射器的空间位置，当所述体内超声发射器的空间位置与预设定位点一致时，由所述数据处理模块通过所述无线通信发送模块和所述无线通信接收模块向所述微处理器发送指令，控制所述第一振动器和第二振动器震动。
进一步地，在所述的戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置上，所述下壳体的上下两端分别设置有固定件，两所述固定件之间设置有弹性绳，所述体外定位器通过弹性绳固定在奶牛周体上。
进一步地，在所述的戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置上，还包括设置于所述上壳体上的体外电量指示灯，所述体外电量指示灯与所述体外发射端电源电连接。
进一步地，在所述的戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置上，所述振动器开关位于所述连接部的上端，所述接收端电源开关位于所述连接部的侧端。
进一步地，在所述的戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置上，所述环形气囊粘结固定在所述戒指内环内壁，且所述戒指内环的宽度小于所述环形气囊的宽度；所述所述戒指内环外壁上均布有若干卡块，所述戒指本体内壁开设有若干与所述卡块一一对应的卡槽，以使所述戒指内环与所述戒指本体可拆卸连接。
进一步地，在所述的戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置上，所述指示灯为若干个，且均等距间隔设置于所述显示屏一侧的主壳体上。
进一步地，在所述的戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置上，还包括：设置于所述主壳体内的存储模块，所述存储模块电连接所述数据处理模块；和设置于所述主壳体背部的容置腔，所述容置腔用于收纳至少三个所述体外定位器。
进一步地，在所述的戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置上，所述第一三角固定架的上端设置有第一限位片，所述第二三角固定架的上端设置有第二限位片，所述第一限位片和第二限位片的下端面具有与奶牛躯体的第一至第六椎体相贴合的形状；所述第一三角固定架和第二三角固定架连接处的下端面具有与奶牛躯体的第一荐骨相贴合的形状。
本发明的第二个方面是提供一种所述戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置的教学方法，包括：
步骤1，采用三维扫描仪获取奶牛腰部和臀部的体表形貌，利用建模软件重建奶牛腰部和臀部的体表形貌的3D数字模型；在该体表形貌的3D数字模型上，以奶牛椎体和荐骨为体表标志，循体表形貌起伏刻画出辅助定位装置的3D数字模型；
步骤2，将步骤(1)建成的所述辅助定位装置模型的3D数字模型导入打印机并进行3D一体打印成型，制得辅助定位装置；
步骤3，将步骤(2)制得的辅助定位装置架设在奶牛躯体上，使第一限位片和第二限位片与奶牛躯体的第一至第六椎体相贴合，使第一三角固定架和第二三角固定架连接处与奶牛躯体的第一荐骨相贴合，以及使第三弧形固定架贴合在奶牛臀部；将至少三个所述体外定位器嵌设在相应的安装槽内，并通过可撕式替换粘贴纸分散粘贴固定于奶牛周体，然后分别开启各体外电源开关；
步骤4，开启所述手持智能终端上的开启摄像头，分别扫描每个体外定位器上的二维码，使超声波接收器与每个所述体外定位器上的体外超声波发射器建立连接并接收每个体外超声波发射器发送的时间同步信号，通过所述数据处理模块在所述显示屏上显示每个所述体外超声波发射器的位置点；
步骤5，由教师佩戴定位戒指，并开启体内电源开关，将定位戒指伸入奶牛直肠内，找到待检查器官的位置；通过体内超声波发射器发送时间同步信号，并由超声波接收器接收体内超声波发射器发送的时间同步信号，通过数据处理模块在显示屏上显示体内超声波发射器的位置点，此时按下确认按钮，在显示屏上确定待检查器官的预设定位点；
步骤6，由学生佩戴定位戒指，并开启体内电源开关，然后伸入奶牛直肠内，此时超声波接收器接收体内超声波发射器发送的时间同步信号，并在显示屏上显示此时体内超声波发射器的位置点；
步骤7，移动定位戒指至所述预设定位点时，此时体内超声波发射器的位置点与所述预设定位点的空间位置一致，数据处理模块通过无线通信发送模块和无线通信接收模块向微处理器发送指令，由微处理器分别控制第一振动器和第二振动器同时震动，提示学生此时定位戒指位置即为待检查器官的位置；
步骤8，按下振动器开关，以关闭所述第一振动器和第二振动器，对已确定位置的待检查器官进行触诊。
进一步地，在所述的戒指式奶牛直肠定位检查智能教学方法中，步骤6中，移动所述定位戒指，当所述预设定位点位于所述第一振动器一侧位置时，通过所述微处理器控制所述第一振动器启动；当所述预设定位点位于所述第二振动器一侧位置时，通过所述微处理器控制所述第二振动器启动。
进一步地，在所述的戒指式奶牛直肠定位检查智能教学方法中，步骤7中，移动所述定位戒指，至少有一个所述指示灯开启；当所述定位戒指中所述体内超声波发射器越靠近所述预设定位点位置时，所述指示灯开启的越多；当所述定位戒指中所述体内超声波发射器移动至所述预设定位点位置时，所述指示灯全部开启。
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：
1)本发明提供的戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置，利用3D打印技术制作个性化的辅助定位装置，将辅助定位装置与体外定位器相结合，至少3个体外定位器嵌设在辅助定位装置，防止多次直肠检查实习后体外定位器偏移，从而做到体外定位器精确定位；
2)通过将体外定位器、定位戒指和手持智能终端相结合相结合，由手持智能终端分别对体外定位器和定位戒指分别进行先后定位分析，从而准确确定待检测器官位置，开创了一种新的直肠检查教学思路，并设计出了相应教学装置；
3)运用本发明教学方法进行直肠检查教学时，可明显降低直肠检查中待检测器官的定位操作难度，方便学生实习工作的开展，同时大大降低了对奶牛的伤害，提高了教学效率；
4)而且，本发明提供的戒指式奶牛直肠定位检查智能教学，结构紧凑，设计新颖，操作方便，可快速帮助实习学生找到待检查器官的位置，节省了每个实习学生的操作时间，提高了教学质量，具有良好推广应用价值。
附图说明
图1为本发明一种戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置中定位发射结构的结构示意图；
图2为本发明一种戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置中定位发射结构的俯视结构示意图；
图3为本发明一种戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置中定位发射结构的侧视结构示意图；
图4为本发明一种戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置中若干定位发射结构连接结构示意图；
图5为本发明一种戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置中定位戒指的结构示意图；
图6为本发明一种戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置中定位戒指的装配结构示意图；
图7为本发明一种戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置中定位戒指的侧视结构示意图；
图8为本发明一种戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置中手持智能终端的结构示意图；
图9为本发明一种戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置中辅助定位装置的结构示意图；
其中，各附图标记为：
100-体外定位器，101-下壳体，102-体外发射端电源，103-体外超声波发射器，104-体外电量指示灯，105-体外电源开关，106-固定件，107-可撕式替换粘贴纸，108-上壳体，109-二维码；200-定位戒指，201-戒指本体，202-戒指内环，203-环形气囊，204-进气口，205-排气口，206-第一限位弧形板，207-第二限位弧形板，208-连接部，209-体内电源开关，210-振动器开关，211-无线通信接收模块，212-第一振动器，213-第二振动器，214-卡块，215-显示屏，216-体内发射端电源，217-微处理器，218-体内超声发射器，219-体内电量指示灯，220-卡槽；300-手持智能终端，301-主壳体，302-电源模块，303-确认按钮，304-数据处理模块，305-无线通信发送模块，306-显示屏，307-摄像头，308-超声波接收器，309-指示灯；400-辅助定位装置，401-第一三角固定架，402-第二三角固定架，403-第三弧形固定架，404-第一限位片，405-第二限位片，406-安装槽。
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。
本实施例提供一种戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置，主要包括至少三个分散在奶牛周体的体外定位器100、一个可穿戴的定位戒指200和手持智能终端300，通过手持智能终端300将体外定位器100和定位戒指200结合起来，可快速帮助实习学生找到待检查器官的位置，节省了每个实习学生的操作时间，提高了教学质量，具有良好推广应用价值。
如图1-3所示，作为一个优选实施例，该戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置包括：至少三个分散在奶牛周体的体外定位器100，其由下壳体101，设置于所述下壳体101内的体外发射端电源102和体外超声波发射器103，设置于所述下壳体101上端的上壳体108，设置于所述上壳体108上的体外电源开关105，以及设置于所述下壳体101下端面的可撕式替换粘贴纸107组成，其中，所述上壳体108上端面设置有对应所述体外超声波发射器103的二维码109，所述体外电源开关105、体外超声波发射器103与所述体外发射端电源102电连接。
如图5-7所示，作为一个优选实施例，该戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置包括一可佩戴的伸入奶牛直肠的定位戒指200，其包括戒指本体201、设置于所述戒指本体201内侧壁的戒指内环202、设置于所述戒指内环202内侧壁的环形气囊203以及设置于所述戒指本体201一侧的第一限位弧形板206和第二限位弧形板207，所述第一限位弧形板206和第二限位弧形板207具有承受一定推力而不变形的刚度，且其远端向内侧呈弯曲状；所述戒指内环202上设置有与所述环形气囊203连通的进气口204和排气口205；所述戒指本体201与所述第一限位弧形板206之间一体成型设置有连接部208，所述连接部208内嵌设有体内发射端电源216和微处理器217，所述连接部208上设置有体内电源开关209和振动器开关210，所述戒指本体201内嵌设有无线通信接收模块211、体内显示屏215、体内超声发射器218和连接所述体内发射端电源216的体内电量指示灯219，所述第一限位弧形板206内嵌设有第一振动器212，所述第二限位弧形板207内嵌设有第二振动器213，所述无线通信接收模块211、第一振动器212、第二振动器213、体内显示屏215、体内发射端电源216、体内超声发射器218、体内电源开关209、振动器开关210均与所述微处理器217电连接。
如图8所示，作为一个优选实施例，该戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置还包括一手持智能终端300，其由主壳体301、电源模块302、确认按钮303、数据处理模块304、无线通信发送模块305、显示屏306、摄像头307、超声波接收器308和指示灯309组成，所述电源模块302设置于所述主壳体301下端，所述摄像头307设置于所述主壳体301的背部用于扫描所述二维码109，所述超声波接收器308设置于所述主壳体301的顶端，所述电源模块302、确认按钮303、无线通信发送模块305、显示屏306、摄像头307、超声波接收器308和指示灯309均与所述数据处理模块304电连接。
此外，如图9所示，作为一个优选实施例，还包括：一3D打印的与奶牛躯体表面相贴合的辅助定位装置400，至少三个所述体外定位器100嵌设于所述辅助定位装置400上；其中，所述辅助定位装置400由第一三角固定架401、第二三角固定架402和第三弧形固定架403组成，所述第一三角固定架401与第二三角固定架402呈蝶形结构连接，所述第三弧形固定架403的两端分别连接所述所述第一三角固定架401和第二三角固定架402，所述第一三角固定架401、第二三角固定架402和第三弧形固定架403上间隔开设有若干用于嵌设所述体外定位器100的安装槽406。此外，该辅助定位装置400中的第一三角固定架401与第二三角固定架402之间采用铰接连接，即第一三角固定架401可相对第二三角固定架402按一定角度转动，使得第一三角固定架401下端和第二三角固定架402下端之间的间距可调，以适用于多头不同体型奶牛的直肠检查，实现辅助定位装置400的重复利用。
本实施例提供的戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置的工作原理为：由嵌设在所述辅助定位装置400上的至少三个所述超声波发生器116同时发送时间同步信号，所述超声波接收器308接收所述超声波发生器116发送的时间同步信号，移动所述定位戒指200并通过所述数据处理模块304计算出所述体内超声发射器218的空间位置，当所述体内超声发射器218的空间位置与预设定位点一致时，由所述数据处理模块304通过所述无线通信发送模块305和所述无线通信接收模块211向所述微处理器215发送指令，控制所述第一振动器212和第二振动器213震动。
继续参阅图1-3所示，于上述技术方案的基础上，当可撕式替换粘贴纸107粘结度不足以稳定的固定在奶牛躯体上时，可采用弹性绳将分别体外定位器100固定在奶牛躯体上。具体地，如图4所示，在所述下壳体101的上下两端分别设置有固定件106，两所述固定件106之间设置有弹性绳，所述体外定位器100通过弹性绳固定在奶牛周体上。
继续参阅图1-3所示，于上述技术方案的基础上，还包括设置于所述上壳体108上的体外电量指示灯104，所述体外电量指示灯104与所述体外发射端电源102电连接。
继续参阅图5-7所示，于上述技术方案的基础上，所述振动器开关210位于所述连接部208的上端，便于佩戴时拇指按压，所述接收端电源开关209位于所述连接部208的侧端，避免使用过程中误操作关闭接收端电源开关209。振动器开关211用于控制第一振动器212和/或第二振动器213开启或关闭，通过两个振动器的结构设计，用于向操作者提供预设定位点的方向位置，使用时，由学生移动所述定位戒指200，当所述预设定位点位于所述第一振动器212一侧位置时，通过所述微处理器217控制所述第一振动器212启动，提醒操作者预设定位点位于所述第一振动器212的一侧，需向第一振动器212一侧移动定位戒指200；当所述预设定位点位于所述第二振动器213一侧位置时，通过所述微处理器217控制所述第二振动器213启动，提醒操作者预设定位点位于所述第二振动器213的一侧，需向第二振动器213一侧移动定位戒指200。
继续参阅图5-7所示，于上述技术方案的基础上，所述环形气囊203粘结固定在所述戒指内环202内壁，且所述戒指内环202的宽度小于所述环形气囊203的宽度，采用针筒注射器通过进气口204为所述环形气囊203充气，使其膨胀，以使定位戒指200的内径可调，适合于操作配带，且膨胀后的环形气囊203两侧向外侧延伸的宽度大于戒指内环202，防止戒指内环202直接与手指接触。此外，充气膨胀后的环形气囊203具有良好的柔顺性，在保证佩戴牢固度的同时，大大提高了佩戴的舒适性。
如图7所示，于上述技术方案的基础上，所述所述戒指内环202外壁上均布有若干卡块214，所述戒指本体201内壁开设有若干与所述卡块214一一对应的卡槽220，以使所述戒指内环202与所述戒指本体201可拆卸连接，戒指内环202和环形气囊203通过四对卡块214和卡槽220可拆卸安装在戒指本体201上，可根据需要选择不同大小的环形气囊203，以使定位戒指200的内径可调，适用于不同手指或不同人群佩戴，结构设计紧凑、新颖，操作灵活方便。
继续参阅图8所示，于上述技术方案的基础上，所述指示灯309为若干个，且均等距间隔设置于所述显示屏306一侧的主壳体301上。指示灯309启动的个数体现了定位戒指200距离待检查器官的远近。当所述定位戒指200中所述体内超声波发射器218越靠近所述预设定位点位置时，所述指示灯309开启的越多；当所述定位戒指200中所述体内超声波发射器218移动至所述预设定位点位置时，所述指示灯309全部开启。
继续参阅图7所示，于上述技术方案的基础上，还包括：设置于所述主壳体301内的存储模块，所述存储模块电连接所述数据处理模块304；和设置于所述主壳体301背部的容置腔，所述容置腔用于收纳至少三个所述体外定位器100，其采用类电池仓结构，具有密封盖；体外定位器100在使用完毕后，放置于该容置腔，使用时直接取出，使用灵活方便。
于上述技术方案的基础上，作为一个优选实施例，戒指本体201和戒指内环202材质选自金属、ABS树脂、聚乳酸、聚乙烯醇和尼龙中的一种或几种。所述第一限位弧形板206和第二限位弧形板207具有承受一定推力而不变形的刚度，且其远端向内侧呈弯曲状，具体地，所述第一限位弧形板206和第二限位弧形板207材料为金属合金或者为形状记忆合金，或者金属合金与形状记忆合金的组合；或者为医用高分子材料，或者金属合金与医用高分子材料的组合。
继续参阅图9所示，于上述技术方案的基础上，所述第一三角固定架401的上端设置有第一限位片404，所述第二三角固定架402的上端设置有第二限位片405，所述第一限位片404和第二限位片405的下端面具有与奶牛躯体的第一至第六椎体相贴合的形状；所述第一三角固定架401和第二三角固定架402连接处的下端面具有与奶牛躯体的第一荐骨相贴合的形状。
作为本发明的一个优选实施例，还提供了一种基于所述戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置的教学方法，具体包括以下步骤：
步骤1，采用三维扫描仪获取奶牛腰部和臀部的体表形貌，利用建模软件重建奶牛腰部和臀部的体表形貌的3D数字模型，建模软件选自3Dmax、PROE、UG、AUTOCAD或SOLIDWORK；在该体表形貌的3D数字模型上，以奶牛椎体和荐骨为体表标志，循体表形貌起伏刻画出辅助定位装置的3D数字模型；
步骤2，将步骤(1)建成的所述辅助定位装置模型的3D数字模型导入打印机并进行3D一体打印成型，制得辅助定位装置400；
步骤3，将步骤(2)制得的辅助定位装置400架设在奶牛躯体上，使第一限位片404和第二限位片405与奶牛躯体的第一至第六椎体相贴合，使第一三角固定架401和第二三角固定架402连接处与奶牛躯体的第一荐骨相贴合，以及使第三弧形固定架403贴合在奶牛臀部；将至少三个所述体外定位器100嵌设在相应的安装槽406内，并通过可撕式替换粘贴纸107分散粘贴固定于奶牛周体，然后分别开启各体外电源开关105；
步骤4，开启所述手持智能终端300上的开启摄像头307，分别扫描每个体外定位器100上的二维码109，使超声波接收器308与每个所述体外定位器100上的体外超声波发射器103建立连接并接收每个体外超声波发射器103发送的时间同步信号，通过所述数据处理模块304在所述显示屏306上显示每个所述体外超声波发射器103的位置点；
步骤5，由教师佩戴定位戒指200，并开启体内电源开关209，将定位戒指200伸入奶牛直肠内，找到待检查器官的位置；通过体内超声波发射器214发送时间同步信号，并由超声波接收器308接收体内超声波发射器214发送的时间同步信号，通过数据处理模块304在显示屏306上显示体内超声波发射器214的位置点，此时按下确认按钮303，在显示屏306上确定待检查器官的预设定位点；
步骤6，由学生佩戴定位戒指200，并开启体内电源开关209，然后伸入奶牛直肠内，此时超声波接收器308接收体内超声波发射器218发送的时间同步信号，并在显示屏306上显示此时体内超声波发射器218的位置点；
步骤7，移动定位戒指200至所述预设定位点时，此时体内超声波发射器218的位置点与所述预设定位点的空间位置一致，数据处理模块304通过无线通信发送模块305和无线通信接收模块219向微处理器217发送指令，由微处理器217分别控制第一振动器212和第二振动器213同时震动，提示学生此时定位戒指200位置即为待检查器官的位置；
步骤8，按下振动器开关210，以关闭所述第一振动器212和第二振动器213，对已确定位置的待检查器官进行触诊。
在本实施例中，于上述技术方案的基础上，步骤4中，当教师按下所述确认按钮303确定所述待检查器官的预设定位点后，开启所述振动器开关210，检测所述第一振动器212和第二振动器213是否正常启动。
在本实施例中，于上述技术方案的基础上，步骤6中，移动所述定位戒指200，当所述预设定位点位于所述第一振动器212一侧一定范围外时，通过所述微处理器217控制所述第一振动器212启动，按下振动器开关211，关闭第一振动器212；当所述预设定位点位于所述第二振动器213一侧一定范围外时，通过所述微处理器217控制所述第二振动器213启动，按下振动器开关211，关闭第二振动器213；当所述预设定位点位于所述第一振动器212和第二振动器213的一定范围内时，所述微处理器217控制所述第一振动器212和第二振动器213同时震动，提示学生此时所述定位戒指200位置即为待检查器官的位置，按下所述振动器开关211，可同时关闭第一振动器212和第二振动器213。
在本实施例中，于上述技术方案的基础上，步骤7中，移动所述定位戒指200，至少有一个所述指示灯309开启；当所述定位戒指200中所述体内超声波发射器214越靠近所述预设定位点位置时，所述指示灯309开启的越多；当所述定位戒指200中所述体内超声波发射器214移动至所述预设定位点位置时，所述指示灯309全部开启。
本发明戒指式奶牛直肠定位检查智能装置中体外超声波发生器、体内超声波发生器和超声波接收器使用的超声波定位技术，是将3个体外超声波发射器固定在奶牛身上，相当于位置固定，3个体外超声波发射器和体内超声波发生器同时向周围发射超声波脉冲，由定位戒指上的超声波接收器接收，利用超声波到达接收器的时间，计算出3个体外超声波发射器和体内超声波发生器的相对具体位置，并实时同步地体现在手持智能终端的显示屏上。在体内超声波发生器移动时，通过连续测量，可以得到体内超声波发生器的移动轨迹，直至体内超声波发生器移动到预设定位点位置。
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 (10)

1.一种戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置，其特征在于，包括：
至少三个分散在奶牛周体的体外定位器(100)，其由下壳体(101)，设置于所述下壳体(101)内的体外发射端电源(102)和体外超声波发射器(103)，设置于所述下壳体(101)上端的上壳体(108)，设置于所述上壳体(108)上的体外电源开关(105)，以及设置于所述下壳体(101)下端面的可撕式替换粘贴纸(107)组成；其中，所述上壳体(108)上端面设置有对应所述体外超声波发射器(103)的二维码(109)，所述体外电源开关(105)、体外超声波发射器(103)与所述体外发射端电源(102)电连接；
一可佩戴的伸入奶牛直肠的定位戒指(200)，其包括戒指本体(201)、设置于所述戒指本体(201)内侧壁的戒指内环(202)、设置于所述戒指内环(202)内侧壁的环形气囊(203)以及设置于所述戒指本体(201)一侧的第一限位弧形板(206)和第二限位弧形板(207)，所述第一限位弧形板(206)和第二限位弧形板(207)具有承受一定推力而不变形的刚度，且其远端向内侧呈弯曲状；所述戒指内环(202)上设置有与所述环形气囊(203)连通的进气口(204)和排气口(205)；所述戒指本体(201)与所述第一限位弧形板(206)之间一体成型设置有连接部(208)，所述连接部(208)内嵌设有体内发射端电源(216)和微处理器(217)，所述连接部(208)上设置有体内电源开关(209)和振动器开关(210)，所述戒指本体(201)内嵌设有无线通信接收模块(211)、体内显示屏(215)、体内超声发射器(218)和连接所述体内发射端电源(216)的体内电量指示灯(219)，所述第一限位弧形板(206)内嵌设有第一振动器(212)，所述第二限位弧形板(207)内嵌设有第二振动器(213)，所述无线通信接收模块(211)、第一振动器(212)、第二振动器(213)、体内显示屏(215)、体内发射端电源(216)、体内超声发射器(218)、体内电源开关(209)、振动器开关(210)均与所述微处理器(217)电连接；
一手持智能终端(300)，其由主壳体(301)、电源模块(302)、确认按钮(303)、数据处理模块(304)、无线通信发送模块(305)、显示屏(306)、摄像头(307)、超声波接收器(308)和指示灯(309)组成，所述电源模块(302)设置于所述主壳体(301)下端，所述摄像头(307)设置于所述主壳体(301)的背部用于扫描所述二维码(109)，所述超声波接收器(308)设置于所述主壳体(301)的顶端，所述电源模块(302)、确认按钮(303)、无线通信发送模块(305)、显示屏(306)、摄像头(307)、超声波接收器(308)和指示灯(309)均与所述数据处理模块(304)电连接；以及
一3D打印的与奶牛躯体表面相贴合的辅助定位装置(400)，至少三个所述体外定位器(100)嵌设于所述辅助定位装置(400)上；其中，所述辅助定位装置(400)由第一三角固定架(401)、第二三角固定架(402)和第三弧形固定架(403)组成，所述第一三角固定架(401)与第二三角固定架(402)呈蝶形结构连接，所述第三弧形固定架(403)的两端分别连接所述所述第一三角固定架(401)和第二三角固定架(402)，所述第一三角固定架(401)、第二三角固定架(402)和第三弧形固定架(403)上间隔开设有若干用于嵌设所述体外定位器(100的安装槽(406)；
其中，由嵌设在所述辅助定位装置(400)上的至少三个所述超声波发生器(116)同时发送时间同步信号，所述超声波接收器(308)接收所述超声波发生器(116)发送的时间同步信号，移动所述定位戒指(200)并通过所述数据处理模块(304)计算出所述体内超声发射器(218)的空间位置，当所述体内超声发射器(218)的空间位置与预设定位点一致时，由所述数据处理模块(304)通过所述无线通信发送模块(305)和所述无线通信接收模块(211)向所述微处理器(215)发送指令，控制所述第一振动器(212)和第二振动器(213)震动。
2.根据权利要求1所述的戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置，其特征在于，所述下壳体(101)的上下两端分别设置有固定件(106)，两所述固定件(106)之间设置有弹性绳，所述体外定位器(100)通过弹性绳固定在奶牛周体上。
3.根据权利要求1所述的戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置，其特征在于，还包括设置于所述上壳体(108)上的体外电量指示灯(104)，所述体外电量指示灯(104)与所述体外发射端电源(102)电连接。
4.根据权利要求1所述的戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置，其特征在于，所述振动器开关(210)位于所述连接部(208)的上端，所述接收端电源开关(209)位于所述连接部(208)的侧端。
5.根据权利要求1所述的戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置，其特征在于，所述环形气囊(203)粘结固定在所述戒指内环(202)内壁，且所述戒指内环(202)的宽度小于所述环形气囊(203)的宽度；所述所述戒指内环(202)外壁上均布有若干卡块(214)，所述戒指本体(201)内壁开设有若干与所述卡块一一对应的卡槽(220)，以使所述戒指内环(202)与所述戒指本体(201)可拆卸连接。
6.根据权利要求1所述的戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置，其特征在于，所述指示灯(309)为若干个，且均等距间隔设置于所述显示屏(306)一侧的主壳体(301)上。
7.根据权利要求1所述的戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置，其特征在于，所述第一三角固定架(401)的上端设置有第一限位片(404)，所述第二三角固定架(402)的上端设置有第二限位片(405)，所述第一限位片(404)和第二限位片(405)的下端面具有与奶牛躯体的第一至第六椎体相贴合的形状；所述第一三角固定架(401)和第二三角固定架(402)连接处的下端面具有与奶牛躯体的第一荐骨相贴合的形状。
8.一种如权利要求1-7任一项所述戒指式奶牛直肠定位检查智能教学装置的教学方法，其特征在于，包括：
步骤1，采用三维扫描仪获取奶牛腰部和臀部的体表形貌，利用建模软件重建奶牛腰部和臀部的体表形貌的3D数字模型；在该体表形貌的3D数字模型上，以奶牛椎体和荐骨为体表标志，循体表形貌起伏刻画出辅助定位装置的3D数字模型；
步骤2，将步骤(1)建成的所述辅助定位装置模型的3D数字模型导入打印机并进行3D一体打印成型，制得辅助定位装置(400)；
步骤3，将步骤(2)制得的辅助定位装置(400)架设在奶牛躯体上，使第一限位片(404)和第二限位片(405)与奶牛躯体的第一至第六椎体相贴合，使第一三角固定架(401)和第二三角固定架(402)连接处与奶牛躯体的第一荐骨相贴合，以及使第三弧形固定架(403)贴合在奶牛臀部；将至少三个所述体外定位器(100)嵌设在相应的安装槽(406)内，并通过可撕式替换粘贴纸(107)分散粘贴固定于奶牛周体，然后分别开启各体外电源开关(105)；
步骤4，开启所述手持智能终端(300)上的开启摄像头(307)，分别扫描每个体外定位器(100)上的二维码(109)，使超声波接收器(308)与每个所述体外定位器(100)上的体外超声波发射器(103)建立连接并接收每个体外超声波发射器(103)发送的时间同步信号，通过所述数据处理模块(304)在所述显示屏(306)上显示每个所述体外超声波发射器(103)的位置点；
步骤5，由教师佩戴定位戒指(200)，并开启体内电源开关(209)，将定位戒指(200)伸入奶牛直肠内，找到待检查器官的位置；通过体内超声波发射器(214)发送时间同步信号，并由超声波接收器(308)接收体内超声波发射器(214)发送的时间同步信号，通过数据处理模块(304)在显示屏(306)上显示体内超声波发射器(214)的位置点，此时按下确认按钮(303)，在显示屏(306)上确定待检查器官的预设定位点；
步骤6，由学生佩戴定位戒指(200)，并开启体内电源开关(209)，然后伸入奶牛直肠内，此时超声波接收器(308)接收体内超声波发射器(218)发送的时间同步信号，并在显示屏(306)上显示此时体内超声波发射器(218)的位置点；
步骤7，移动定位戒指(200)至所述预设定位点时，此时体内超声波发射器(218)的位置点与所述预设定位点的空间位置一致，数据处理模块(304)通过无线通信发送模块(305)和无线通信接收模块(219)向微处理器(217)发送指令，由微处理器(217)分别控制第一振动器(212)和第二振动器(213)同时震动，提示学生此时定位戒指(200)位置即为待检查器官的位置；
步骤8，按下振动器开关(210)，以关闭所述第一振动器(212)和第二振动器(213)，对已确定位置的待检查器官进行触诊。
9.根据权利要求8所述的戒指式奶牛直肠定位检查智能教学方法，其特征在于，步骤6中，移动所述定位戒指(200)，当所述预设定位点位于所述第一定位器(212)一侧位置时，通过所述微处理器(217)控制所述第一振动器(212)启动；当所述预设定位点位于所述第二振动器(213)一侧位置时，通过所述微处理器(217)控制所述第二振动器(213)启动。
10.根据权利要求8所述的戒指式奶牛直肠定位检查智能教学方法，其特征在于，步骤7中，移动所述定位戒指(200)，至少有一个所述指示灯(309)开启；当所述定位戒指(200)中所述体内超声波发射器(214)越靠近所述预设定位点位置时，所述指示灯(309)开启的越多；当所述定位戒指(200)中所述体内超声波发射器(214)移动至所述预设定位点位置时，所述指示灯(309)全部开启。
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