CN113331235A - 一种屠宰装置 - Google Patents
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A22—BUTCHERING; MEAT TREATMENT; PROCESSING POULTRY OR FISH
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Abstract
本申请公开了一种屠宰装置,包括:定位装置,用于定位屠宰目标的前额中心;激光发射装置,用于向屠宰目标的前额中心发射激光。通过定位装置对屠宰目标的前额中心进行定位,通过激光发射装置向前额中心发射激光,利用激光的冲击力将屠宰目标击晕,有效避免击晕枪抵在屠宰目标的头部而导致屠宰目标因为恐惧而挣扎乱动的问题,提高对击打部位,即前额中心击中的准确度。其次,应激反应会导致屠宰目标产生大量的体内毒素,利用激光击晕屠宰目标,屠宰目标不会被击晕枪抵在头部而恐惧绝望产生应激反应,能够有效提高屠宰目标的肉类品质,最大限度地提高动物福利。
Description
技术领域
本申请涉及屠宰技术领域,特别是涉及一种屠宰装置。
背景技术
随着时代的进步,在进入二十一世纪以后,尤其是在最近的几年中,要求动物福利的呼声越来越强烈,人们希望在满足人类基本需求尤其是对肉类食品需求的同时,能够充分的保证动物福利。
目前畜牧业和肉类食品加工业在肉牛屠宰前广泛使用击晕枪把牛击晕,击晕方式为将击晕枪枪管垂直对准牛前额的中心,按动扳机发射击晕栓击打牛前额的中心,击晕栓的冲击作用使牛头部受到震荡而致其昏迷。但是这种击晕方式依靠人操作瞄准,并且还将击晕枪的枪管抵在牛的头部发射击晕栓,牛会因为人的靠近接触产生恐惧和挣扎,牛挣扎乱动会导致击晕栓不能击中牛前额中心,便不能将牛一次击晕,牛再被二次击晕会承受更大痛苦和挣扎并产生应激反应,一方面不满足动物福利的要求,另一方面因为击打部位不对,若击打到较硬的头骨可能会造成昂贵的击晕栓损毁。
因此,如何提高对击打部位击中的准确度是本领域技术人员亟需要解决的问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种屠宰装置,用于提高对击打部位击中的准确度。
为解决上述技术问题,本申请提供一种屠宰装置,包括:
定位装置,用于定位屠宰目标的前额中心;
激光发射装置,与所述定位装置连接,用于向所述屠宰目标对应的所述前额中心发射激光。
优选地,所述定位装置包括测量装置、拍摄装置和控制装置;
所述测量装置,用于测量所述屠宰目标的面部位置信息;
所述拍摄装置,用于拍摄所述屠宰目标的面部图片;
所述控制装置,用于接收所述面部图片和所述面部位置信息;提取所述面部图片中与所述前额中心相关的特征点;根据所述特征点确定所述前额中心;根据所述面部位置信息确定所述特征点和所述前额中心的位置信息;将所述特征点和所述前额中心的位置信息发送至所述激光发射装置。
优选地,所述定位装置为激光定位器或雷达定位器。
优选地,所述特征点为所述屠宰目标的双角和双眼四个特征点,所述前额中心为所述四个特征点构成的四边形对角线的交点。
优选地,所述激光发射装置包括导光臂和机械手;所述机械手用于调整所述导光臂的位置,以便所述导光臂对准所述前额中心,并垂直于所述四个特征点所在的平面;所述导光臂用于发射激光。
优选地,还包括S形畜栏,所述S形畜栏入口与直线畜栏相连。
优选地,所述S形畜栏的宽度大于一个所述屠宰目标的宽度且小于两个所述屠宰目标的宽度。
优选地,所述S形畜栏两侧的墙壁和墙顶上设有草原场景的LED壁纸或幕布。
优选地,所述S形畜栏两侧设有音响,所述音响用于播放音乐。
优选地,所述S形畜栏两侧还设有鼓风机,用于发散草味清香剂。
本申请所提供的一种屠宰装置,包括:定位装置,用于定位屠宰目标的前额中心;激光发射装置,用于向屠宰目标的前额中心发射激光。通过定位装置对屠宰目标的前额中心进行定位,通过激光发射装置向前额中心发射激光,利用激光的冲击力将屠宰目标击晕,有效避免击晕枪抵在屠宰目标的头部而导致屠宰目标因为恐惧而挣扎乱动的问题,提高对击打部位,即前额中心击中的准确度。其次,应激反应会导致屠宰目标产生大量的体内毒素,利用激光击晕屠宰目标,屠宰目标不会被击晕枪抵在头部而恐惧绝望产生应激反应,能够有效提高屠宰目标的肉类品质,最大限度地提高动物福利。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例,下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种屠宰装置的结构图;
图2为本申请实施例提供的一种定位装置的结构图;
图3为本申请实施例提供的一种激光发射装置的结构图;
图4为本申请实施例提供的一种调整导光臂发射激光的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下,所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护范围。
本申请的核心是提供一种屠宰装置。
为了便于理解本申请,首先介绍一下关于本申请中的几个概念。
动物福利:指动物如何适应其所处的环境,满足其基本的自然需求。在本申请的相关内容中尤指牛屠宰管理中,使牛感觉舒适,营养充足,感觉安全,能够自由表达天性并且不受痛苦、恐惧和压力威胁,这样就是满足动物福利的要求。
击晕:牛前额中心处头骨相对薄弱,通过冲击此处,能够使牛产生脑震荡,施加适当大小的力,可以使牛达到昏迷而不死的状态,有利于后续屠宰操作的顺利、安全进行。
体内毒素:在这里指牛经过挣扎等应激反应或痛苦等不良情绪后,体内产生的一些有毒激素,如肾上腺素等。
应激反应:在这里指牛因恐惧等产生的躯体的挣扎反应。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。
图1为本申请实施例提供的一种屠宰装置的结构图。该装置包括定位装置1和激光发射装置2,定位装置1用于定位屠宰目标的前额中心,激光发射装置2与定位装置1连接,用于向屠宰目标对应的前额中心发射激光。
在具体实施中,定位装置1可以是激光定位器或雷达定位器等。激光发射装置2与定位装置1连接,连接方式可以是有线连接或者无线连接,本申请实施例对连接方式不做具体限定,激光发射装置1可以为纳秒脉冲激光器。屠宰目标可以是牛,也可以是羊等,本申请实施例不做具体限定。
纳秒脉冲激光器向屠宰目标的前额中心发射激光将屠宰目标击晕,利用了激光喷丸冲击强化技术能够产生冲击力的这种效应。屠宰目标以牛为例,利用弹丸激波传感器进行力学测试实验,得到一般条件下击打牛头部的作用力F和作用时间T分别为1200N和0.013S,这个条件可以将牛击晕。
纳秒脉冲激光器发射激光,激光对材料的冲击力F、作用时间T与激光器的输出功率、光斑直径、脉宽大小有关。通过计算和实验修正可以得到使纳秒脉冲激光器产生相同的力F和作用时间t的参数,如纳秒脉冲激光器的输出功率、脉宽时间和光斑尺寸大小等。
针对不同材料,激光光束产生的冲击波压力略有不同,粗略的计算可以采用如下公式:
其中,I是激光器的输出功率密度,P是冲击波的压强。
再根据压强和压力的关系计算压力如下式:
F=P·S (2)
通过以上两式,我们知道影响纳秒脉冲激光器产生冲击力的两个主要因素是激光的输出功率密度和光斑直径。目前在科研实验室里,作为激光冲击强化用途的纳秒脉冲激光器通过参数调整,对金属材料表面能够产生10000N以上的冲击力,远大于使牛击晕所需的冲击力。
冲击力的产生是物质与激光作用产生等离子体,然后等离子体继续吸收激光能量发生爆炸产生的冲击波造成的,不仅金属,其他非金属固体、液体和气体都能与激光相互作用产生等离子体。在实验中还可以采用增加约束层(流水等)提高冲击力。在具体应用中,可以预先将牛前额中心处的皮毛刮掉或者烫掉,增加平整,减少缓冲。可以根据激光器产生的冲击力的大小来选择是否涂抹流水层,或者保持冲击位置湿润。流水层的作用是反射等离子体爆炸产生的冲击波,使其向外传播部分反射回牛前额中心,增加冲击力。
激光束的光斑大小可以通过在激光器的谐振腔内及谐振腔外进行调整。谐振腔内调整可以通过改变镜片的曲率或者增加带曲率的镜片,还需要考虑很多因素;谐振腔外调整可以通过增加透镜来实现,一般采用扩束系统来增大光斑。因此,满足一定条件的光斑大小可以通过特殊定制来实现。
纳秒脉冲激光器产生的冲击力的作用时间可以通过改变激光器的重复频率进行调节。
本申请所提供的一种屠宰装置,包括:定位装置,用于定位屠宰目标的前额中心;激光发射装置,用于向屠宰目标的前额中心发射激光。通过定位装置对屠宰目标的前额中心进行定位,通过激光发射装置向前额中心发射激光,利用激光的冲击力将屠宰目标击晕,有效避免击晕枪抵在屠宰目标的头部而导致屠宰目标因为恐惧而挣扎乱动的问题,提高对击打部位,即前额中心击中的准确度。其次,应激反应会导致屠宰目标产生大量的体内毒素,利用激光击晕屠宰目标,屠宰目标不会被击晕枪抵在头部而恐惧绝望产生应激反应,能够有效提高屠宰目标的肉类品质,最大限度地提高动物福利。
基于上述实施例,图2为本申请实施例提供的一种定位装置的结构图。如图2所示,定位装置1包括测量装置3、控制装置4和拍摄装置5,测量装置3用于测量屠宰目标的面部位置信息;拍摄装置5,用于拍摄屠宰目标的面部图片;控制装置4,用于接收面部图片和面部位置信息;提取面部图片中与前额中心相关的特征点;根据特征点确定前额中心;根据面部位置信息确定特征点和前额中心的位置信息;将特征点和前额中心的位置信息发送至激光发射装置2。
需要说明的是,定位装置1对屠宰目标的前额中心的定位原理主要利用激光测距和面部识别技术,激光测距是利用激光飞行时间来测量距离的方法。面部识别技术是指利用计算机分析人或动物的面部图像,根据面部各种特征信息从中提取出我们需要的有效的识别信息。屠宰目标以牛为例,我们不能准确的提取到牛前额中心,通常是根据牛面部的特征点,即牛的双角和双眼来确定:牛前额中心为牛双角和双眼组成的四边形对角线的交点。
本申请实施例中,测量装置3可以为激光器,拍摄装置5可以为摄像机,控制系统4可以为计算机。屠宰目标以牛为例,激光器用来测量牛的面部位置信息,即面部各个特征点,例如牛的眼睛、鼻子和嘴巴等的空间三维坐标。
在计算机中储存一定数量的包含牛前额中心不同方位的面部图片,计算机接收到摄像机拍摄的包含牛前额中心不同方位的面部图片,通过面部识别系统将这些面部图片与预先储存的面部图片进行对比分析,提取出于牛前额中心相关的特征点,根据特征点确定前额中心。特征点可以为牛的双角和双眼,牛前额中心可以为牛双角和双眼组成的四边形的两条对角线的交点。当然如果屠宰目标不是牛,是其他动物时,特征点就不局限于双角双眼。通过激光器测量到的面部各个特征点的空间三维坐标,便能确定出特征点和牛前额中心的空间三维坐标。将特征点和牛前额中心的空间三维坐标发送至激光发射装置2。
本申请实施例通过激光测距和面部识别技术对屠宰目标的前额中心进行定位,前额中心根据相关的特征点来确定,这种方法可以提高对前额中心定位的准确度。特征点选择双角和双眼,双角和双眼构成的四边形对角线的交点为前额中心,双角和双眼便于识别,又由于前额中心与双角和双眼特殊的几何关系,更容易根据双角和双眼的位置来确定前额中心的位置。
基于上述实施例,为了进一步提高将屠宰目标击晕的准确度和成功率,激光发射装置2发射激光,激光作用于屠宰目标的作用点为前额中心,作用方向应垂直屠宰目标的前额。激光发射装置2根据接收到特征点和前额中心的位置信息,可以调整激光发射的位置和角度。图3为本申请实施例提供的一种激光发射装置的结构图,如图3所示,包括导光臂6和机械手7,导光臂6用于发射激光,机械手7用于调整所述导光臂6的位置,以便导光臂6对准前额中心,并垂直于四个特征点所在的平面。
基于上一实施例,特征点为双角和双眼,前额中心为双角和双眼构成的四边形对角线的交点。激光发射装置2一种工作方式为将导光臂6在某一位置固定不变,实时获取屠宰目标的头部运动情况,当运动到导光臂刚好对准前额中心,并垂直与双角和双眼所在的平面,这时向屠宰目标的前额中心发射激光;激光发射装置2另一种工作方式为根据获取到的双角、双眼和前额中心的位置信息,控制机械手7调整导光臂6,使导光臂6对准前额中心,并垂直与双角和双眼所在的平面发射激光,当然还可以根据需要调整导光臂6与前额中心的距离等。
为了进一步方便了解机械手7如何调整导光臂6的位置和角度,图4为本申请实施例提供的一种调整导光臂发射激光的示意图,如图4所示,A,B,C,D,O点分别为牛的双角,双眼和牛前额中心。N,M表示导光臂6直线段的两个端点。面部识别系统通过摄像机和激光器能够得到牛面部四个特征点A,B,C,D以及导光臂6两端N,M的相对纳秒脉冲激光器的空间三维坐标,传送到计算机后可以得到四边形对角线交点O点坐标、平面ABCD的方程表达式、平面ABCD过O点的法线方程L以及激光发射口的位置M。利用机械手7将导光臂6的激光发射口M点移动到M’处,再计算出直线NM’与L之间的夹角α,不断改变α直到α为零。此时,N’M’与直线L完全重合,并且冲击距离OM’满足纳秒脉冲激光器发射激光的需要,这时控制导光臂6发射激光。
对于牛这些比较笨重的动物,头部摆动的频率很小,激光发射装置第二种工作方式,即控制机械手调整导光臂,使导光臂对准前额中心,并垂直与双角和双眼所在的平面发射激光,这种方式能够快速对准屠宰目标的前额中心发射激光。对于头部摆动频率较大的动物,激光发射装置第一种工作方式较为适用。激光发射装置的这两种工作方式可以根据实际需要进行调整,进一步提高对击打部位,即前额中心击中的准确度。
为了避免野蛮的驱赶方式驱赶屠宰目标,屠宰目标会产生不良的情绪并发生应激反应,这样不利于保证动物福利。一种屠宰装置还包括S形畜栏,S形畜栏入口与直线畜栏相连;S形畜栏的宽度大于一个屠宰目标的宽度且小于两个屠宰目标的宽度;S形畜栏两侧的墙壁和墙顶上设有草原场景的LED壁纸或幕布;S形畜栏两侧设有音响,音响用于播放音乐;S形畜栏两侧还设有鼓风机,用于发散草味清香剂。
为了方便说明,下文都以屠宰目标为牛来展开说明。
S形畜栏是由畜栏围成的形似S形的通道,S形畜栏的设计利用牛倾向走回头路的自然习性,也就是当牛沿着S形畜栏行走时,牛便迷失方向了,当牛转了180度之后,它们会以为回到原先的位置。当牛走过S形畜栏后,对牛进行定位并发射激光将其击晕,由于牛走过S形畜栏后处于一种眩晕的状态,更方便对牛进行定位并对准牛前额中心发射激光。
在进入S形畜栏前设置一段直线畜栏,这个直线畜栏的长度应使牛刚进入直线畜栏时能看到前边的两头牛为好。
本申请实施例通过在S形畜栏前设置一段直线畜栏,直线畜栏的长度为使牛刚进入时能看到前边的两头牛为好,这样以免牛看到前方过多的牛会产生恐慌,设置直线畜栏也是以免直接进入S形畜栏,牛会惊慌。
S形畜栏的宽度大于一个屠宰目标的宽度且小于两个屠宰目标的宽度,S形畜栏的宽度应该满足仅容许一头牛通过,但不宜过于狭窄,不能有障碍物。
本申请实施例S形畜栏的宽度的设计,有利于牛群缓慢行走且不对牛产生压迫感。
S形畜栏两侧的墙壁和墙顶上设有草原场景的LED壁纸或幕布;S形畜栏两侧设有音响,音响用于播放音乐。S形畜栏两侧还设有鼓风机,用于发散草味清香剂。本申请实施例中,S形畜栏两侧的墙壁和墙顶上设有草原场景的LED壁纸或幕布,例如,加入蓝天,白云和草原的场景,利用灯光增加色彩的对比度,将草原的场景更加逼真的呈现出来,在S形畜栏的开始阶段和末尾阶段的场景尽量保持相同或相近。利用两侧的音响播放草原风情的音乐,一直循环播放。同时通过鼓风机发散草味清香剂。
本申请实施例通过在视觉、听觉和嗅觉三位一体对屠宰目标进行幻觉引导,让屠宰目标不知不觉沉浸在这些环境中,即有利于屠宰目标产生陶醉、愉悦的心情,也有利于屠宰目标在不知不觉中被瞬间击晕。
以上对本申请所提供的一种屠宰装置进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以对本申请进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
还需要说明的是,在本说明书中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (10)
1.一种屠宰装置,其特征在于,包括:
定位装置,用于定位屠宰目标的前额中心;
激光发射装置,与所述定位装置连接,用于向所述屠宰目标对应的所述前额中心发射激光。
2.根据权利要求1所述的屠宰装置,其特征在于,所述定位装置包括测量装置、拍摄装置和控制装置;
所述测量装置,用于测量所述屠宰目标的面部位置信息;
所述拍摄装置,用于拍摄所述屠宰目标的面部图片;
所述控制装置,用于接收所述面部图片和所述面部位置信息;提取所述面部图片中与所述前额中心相关的特征点;根据所述特征点确定所述前额中心;根据所述面部位置信息确定所述特征点和所述前额中心的位置信息;将所述特征点和所述前额中心的位置信息发送至所述激光发射装置。
3.根据权利要求2所述的屠宰装置,其特征在于,所述定位装置为激光定位器或雷达定位器。
4.根据权利要求2所述的屠宰装置,其特征在于,所述特征点为所述屠宰目标的双角和双眼四个特征点,所述前额中心为所述四个特征点构成的四边形对角线的交点。
5.根据权利要求4所述的屠宰装置,其特征在于,所述激光发射装置包括导光臂和机械手;所述机械手用于调整所述导光臂的位置,以便所述导光臂对准所述前额中心,并垂直于所述四个特征点所在的平面;所述导光臂用于发射激光。
6.根据权利要求1所述的屠宰装置,其特征在于,还包括S形畜栏,所述S形畜栏入口与直线畜栏相连。
7.根据权利要求6所述的屠宰装置,其特征在于,所述S形畜栏的宽度大于一个所述屠宰目标的宽度且小于两个所述屠宰目标的宽度。
8.根据权利要求6所述的屠宰装置,其特征在于,所述S形畜栏两侧的墙壁和墙顶上设有草原场景的LED壁纸或幕布。
9.根据权利要求6所述的屠宰装置,其特征在于,所述S形畜栏两侧设有音响,所述音响用于播放音乐。
10.根据权利要求6所述的屠宰装置,其特征在于,所述S形畜栏两侧还设有鼓风机,用于发散草味清香剂。
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