CN115669561B - 一种用于奶牛养殖的牛只分群装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于奶牛养殖的牛只分群装置，包括非字形框架和安装在非字形框架下方的固定支腿，所述非字形框架内部设有交错步进式调节转动推牛装置，所述非字形框架上设有颜色监测式牛只区分机构，所述固定支腿上设有电动转动门装置。本发明利用颜色传感器检测牛只背部上的色带，并控制对应的单开式转动门打开，而后通过方形转动杆的步进式转动，并通过电动推杆带动T型调节板对海绵滚筒的调节，使海绵滚筒在移动过程中持续推动牛只的臀部和腿部，从而驱赶牛只进行移动并进入到对应的牛舍中，进而可以快速完成牛只的分群操作，提高牛只的分群效率，同时装置的结构简单，操作方便。

Description

一种用于奶牛养殖的牛只分群装置

技术领域

本发明涉及奶牛养殖相关设备领域，特别是一种用于奶牛养殖的牛只分群装置。

背景技术

在畜牧业牧场日常生产中，需要对部分奶牛进行配种、输精、治疗、修蹄、修角等操作，经营者需要从奶牛群中查找出那些需要处理的奶牛。在小型牧场，现有牛群分类主要采用人工分群方式，通过饲养员逐一查找，需要人员有丰富的经验，且在分群过程，受到人员个体条件的限制，人为因素干扰较多，分群过程既不科学，而且误差较大，效率低，劳动强度高，耗费人力。

而在大中型牧场中，由于奶牛数量众多，若牛群分类仍旧采用人工分群的方式，则会严重影响饲养员的工作效率，影响牧场的管理，无法快速对牛只进行分群工作。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种用于奶牛养殖的牛只分群装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用于奶牛养殖的牛只分群装置，包括非字形框架和安装在非字形框架下方的固定支腿，所述非字形框架的前端处设有手调式双开门，所述手调式双开门固定安装在固定支腿上，所述非字形框架内部设有交错步进式调节转动推牛装置，所述非字形框架上设有颜色监测式牛只区分机构，所述固定支腿上设有电动转动门装置；

所述交错步进式调节转动推牛装置包括所述非字形框架内部设有若干方形转动杆，若干所述方形转动杆均匀分布在非字形框架内，所述方形转动杆的两端安装有转动短轴，所述转动短轴与非字形框架之间通过转动轴承连接，所述方形转动杆的侧表面两端开有滑动通孔，所述滑动通孔内活动安装有滑动连杆，两个所述滑动连杆的两端安装有固定圆管，所述固定圆管上活动套装有海绵滚筒，所述方形转动杆分为两组，其中一组所述方形转动杆一侧的转动短轴上安装有双槽皮带轮一，另一组所述方形转动杆另一侧的转动短轴上安装有双槽皮带轮二，所述双槽皮带轮二与双槽皮带轮一交错分布，所述双槽皮带轮一之间套装有传动皮带一，所述双槽皮带轮二之间套装有传动皮带二，所述非字形框架内部一端中心处一侧安装有减速式步进电机一，所述减速式步进电机一的旋转端安装有皮带轮一，所述皮带轮一与双槽皮带轮一之间套装有驱动皮带一，所述非字形框架内部一端中心处另一侧安装有减速式步进电机二，所述减速式步进电机二与减速式步进电机一交错运行，所述减速式步进电机二的旋转端安装有皮带轮二，所述皮带轮二与双槽皮带轮二之间套装有驱动皮带二，所述非字形框架上方设有若干T型调节板，所述若干T型调节板均匀分布在非字形框架内，所述T型调节板的两侧安装有调节横杆，所述调节横杆下方两端设有电动推杆，所述电动推杆与非字形框架固定连接，所述电动推杆的伸缩端与调节横杆固定连接；

所述颜色监测式牛只区分机构包括所述非字形框架的前端上方安装有倒L型固定板一，所述倒L型固定板一内部上表面安装有颜色传感器一，所述非字形框架的支路上端分别安装有倒L型固定板二，所述倒L型固定板二内部上表面安装有颜色传感器二。

进一步的，所述电动转动门装置包括所述固定支腿一侧安装有单开式转动门，所述单开式转动门上方设有电动开门器，所述电动开门器与单开式转动门的转动门轴固定连接，所述电动开门器与固定支腿固定连接，所述单开式转动门与牛舍的出入口位置相对应，所述单开式转动门展开后位于两个方形转动杆之间的中心处，所述单开式转动门关闭后与非字形框架的支路位置相对应。

进一步的，所述T型调节板位于两个方形转动杆之间的中心处。

进一步的，所述颜色传感器一和颜色传感器二用于识别牛只背部粘贴的色带。

进一步的，所述减速式步进电机二带动滑动连杆旋转到90°时，牛只从手调式双开门进入到非字形框架内部下方。

进一步的，交错分布的两组所述方形转动杆上的滑动连杆在牛只分群过程中之间的夹角为90°。

进一步的，所述滑动连杆的长度大于奶牛平均体长的一半。

进一步的，所述非字形框架的宽度与对称的两个牛舍之间的宽度相匹配。

利用本发明的技术方案制作的一种用于奶牛养殖的牛只分群装置，具有以下有益效果：

本牛只分群装置，利用颜色传感器检测牛只背部上的色带，并控制对应的单开式转动门打开，而后通过方形转动杆的步进式转动，并通过电动推杆带动T型调节板对海绵滚筒的调节，使海绵滚筒在移动过程中推动牛只的臀部和腿部，从而驱赶牛只进行移动并进入到对应的牛舍中，进而可以快速完成牛只的分群操作，提高牛只的分群效率，同时装置的结构简单，操作方便。

本牛只分群装置，通过方形转动杆的步进式转动，可以使牛只间隔步入非字形框架下方，同时利用相邻两个方形转动杆上的滑动连杆夹角90°，对步入非字形框架下方的牛只进行物理分隔，以避免牛只间隔过近而导致牛只分群错误的情况发生，以提高装置的容错，并且牛只间隔距离较大，也方便牛只的移动，避免牛只移动受到遮挡的情况发生。

本牛只分群装置，利用T型调节板对海绵滚筒进行调节，从而有效的降低装置的整体高度，以避免装置高度过高的问题发生。

附图说明

图1是本发明所述一种用于奶牛养殖的牛只分群装置的结构示意图；

图2是本发明所述图1的俯视图；

图3是本发明所述图2的局部放大图；

图4是本发明所述图1的侧视图；

图5是本发明所述方形转动杆的示意图；

图6是本发明所述T型调节板的示意图；

图7是本发明所述电动转动门装置的示意图；

图中，1、非字形框架；2、固定支腿；3、手调式双开门；4、方形转动杆；5、转动短轴；6、转动轴承；7、滑动通孔；8、滑动连杆；9、固定圆管；10、海绵滚筒；11、双槽皮带轮一；12、双槽皮带轮二；13、传动皮带一；14、传动皮带二；15、减速式步进电机一；16、皮带轮一；17、驱动皮带一；18、减速式步进电机二；19、皮带轮二；20、驱动皮带二；21、T型调节板；22、调节横杆；23、电动推杆；24、倒L型固定板一；25、颜色传感器一；26、倒L型固定板二；27、颜色传感器二；28、单开式转动门；29、电动开门器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-7所示。

在本装置中，装置可通过与外部控制器连接控制装置的工作，并且装置可与外界电源连接进行供电，外接电源与控制器、减速式步进电机一15、减速式步进电机二18、电动推杆23、电动开门器29电性连接进行供电，控制器的型号为6ED1052-2CC08-0BA0型号的PLC控制器，控制器的控制信号输出端通过晶体管分别与减速式步进电机一15、减速式步进电机二18、电动推杆23、电动开门器29电性连接，控制器的控制信号接收端与颜色传感器一25和颜色传感器二27电性连接，从而控制整个装置的运行。

本方案的创造点在于交错步进式调节转动推牛装置的结构设计，结合附图1、附图2、附图3、附图4、附图5和附图6，交错步进式调节转动推牛装置包括非字形框架1内部设有若干方形转动杆4，若干方形转动杆4均匀分布在非字形框架1内，方形转动杆4的两端安装有转动短轴5，转动短轴5与非字形框架1之间通过转动轴承6连接，方形转动杆4的侧表面两端开有滑动通孔7，滑动通孔7内活动安装有滑动连杆8，两个滑动连杆8的两端安装有固定圆管9，固定圆管9上活动套装有海绵滚筒10，方形转动杆4分为两组，其中一组方形转动杆4一侧的转动短轴5上安装有双槽皮带轮一11，另一组方形转动杆4另一侧的转动短轴5上安装有双槽皮带轮二12，双槽皮带轮二12与双槽皮带轮一11交错分布，双槽皮带轮一11之间套装有传动皮带一13，双槽皮带轮二12之间套装有传动皮带二14，非字形框架1内部一端中心处一侧安装有减速式步进电机一15，减速式步进电机一15的旋转端安装有皮带轮一16，皮带轮一16与双槽皮带轮一11之间套装有驱动皮带一17，非字形框架1内部一端中心处另一侧安装有减速式步进电机二18，减速式步进电机二18与减速式步进电机一15交错运行，减速式步进电机二18的旋转端安装有皮带轮二19，皮带轮二19与双槽皮带轮二12之间套装有驱动皮带二20，非字形框架1上方设有若干T型调节板21，若干T型调节板21均匀分布在非字形框架1内，T型调节板21的两侧安装有调节横杆22，调节横杆22下方两端设有电动推杆23，电动推杆23与非字形框架1固定连接，电动推杆23的伸缩端与调节横杆22固定连接；通过方形转动杆4带动海绵滚筒10的转动，使海绵滚筒10进行弧形移动，从而对牛只的臀部和腿部进行推动，有效的控制牛只的移动，避免牛只停在非字形框架1内部，同时海绵滚筒10的使用，则可以降低牛只受到的力度，避免牛只手里过猛而摔倒的情况发生，通过相邻两个方形转动杆4的交错转动，则可以使牛只进行步进式移动，同时也可以提高牛只之间的间距，以增加牛只分群的容错，避免牛只移动空间过短的情况发生，而通过方形转动杆4与滑动连杆8的滑动配合，并利用T型调节板21的调节，从而使装置能够持续对牛只提供推动，并且有效的降低装置的总体高度，以避免装置过高而影响装置的安装和使用。

本方案的创造点在于颜色监测式牛只区分机构的结构设计，结合附图1、附图2和附图4，颜色监测式牛只区分机构包括非字形框架1的前端上方安装有倒L型固定板一24，倒L型固定板一24内部上表面安装有颜色传感器一25，非字形框架1的支路上端分别安装有倒L型固定板二26，倒L型固定板二26内部上表面安装有颜色传感器二27；通过颜色传感器一25对牛只背部的色带进行检测，从而方便装置对牛只进行区分，并控制对应的牛舍门打开，从而保证牛只能够精确的进入到牛舍，而通过颜色传感器二27的使用，则可以监测进入到牛舍中的牛只是否符合，从而保证牛只分群的正确性。

本方案的创造点在于电动转动门装置的结构设计，结合附图1、附图4和附图7，电动转动门装置包括固定支腿2一侧安装有单开式转动门28，单开式转动门28上方设有电动开门器29，电动开门器29与单开式转动门28的转动门轴固定连接，电动开门器29与固定支腿2固定连接，单开式转动门28与牛舍的出入口位置相对应，单开式转动门28展开后位于两个方形转动杆4之间的中心处，单开式转动门28关闭后与非字形框架1的支路位置相对应；通过电动开门器29的使用，则可以快速对牛舍进行打开和关闭操作，并且单开式转动门28展开后位于两个方形转动杆4之间的中心处，则可以避免单开式转动门28与海绵滚筒10发生冲突，保证单开式转动门28能够顺利的打开。

在本装置中，T型调节板21位于两个方形转动杆4之间的中心处；可以保证T型调节板21与海绵滚筒10的移动路线不冲突，同时又能够推动海绵滚筒10，使滑动连杆8进行移动，从而使另一端的海绵滚筒10能够重复移动推动牛只前进。

在本装置中，颜色传感器一25和颜色传感器二27用于识别牛只背部粘贴的色带，保证牛只能够按照牛舍进行正确分群识别。

在本装置中，减速式步进电机二18带动滑动连杆8旋转到90°时，牛只从手调式双开门3进入到非字形框架1内部下方；可以保证进入到非字形框架1内部的两只牛之间的间距保持固定，从而方便牛只的移动。

在本装置中，交错分布的两组方形转动杆4上的滑动连杆8在牛只分群过程中之间的夹角为90°；一方面可以将非字形框架1下方的牛只进行物理分隔，同时又能够保证牛只进行同步移动，从而逐步完成分群工作。

在本装置中，滑动连杆8的长度大于奶牛平均体长的一半，可以保证牛只步入到非字形框架1下方后，牛只能够进行小范围的前进移动，方便牛只的活动。

在本装置中，非字形框架1的宽度与对称的两个牛舍之间的宽度相匹配；简化装置的结构和重力，便于装置的安装和使用。

工作原理：

当需要使用本装置时，工作人员首先在不同牛舍的牛只背上贴上色带，并通过控制器设定好单开式转动门28所处牛舍处的牛只的颜色；

当需要将牛只从牛舍内放出时，此时工作人员通过手动将手调式双开门3开启，而后控制减速式步进电机二18开始工作半个周期，随着减速式步进电机二18工作，使减速式步进电机二18通过皮带轮二19和驱动皮带二20带动双槽皮带轮12开始转动90°，从而使对应的转动短轴5带动方形转动杆4转动90°，使非字形框架1内的所有滑动连杆8处于水平状态，而后控制逐一控制电动开门器29，将单开式转动门28逐一打开，并将牛舍内的牛只放出后，再通过电动开门器29将单开式转动门28关闭，从而将所有的牛舍内的牛只放出即可，当牛只全部从牛舍内放出后，此时控制减速式步进电机二18再次工作，使非字形框架1内部的两组方形转动杆4上的滑动连杆8处于互相垂直状态；

当需要将牛只分群回到牛舍时，此时工作人员对将牛群赶到非字形框架1的前端，而后控制装置开始进行分群入舍工作，工作人员通过手动打开手调式双开门3，而后将牛只赶入到非字形框架1内部下方，并将手调式双开门3关闭，此时随着牛只步入到非字形框架1内部下方，使倒L型固定板一24上的颜色传感器一25开始对牛只背部的色带进行检测，并根据检测的色带颜色，检测出牛只对应的牛舍，并记录当前牛只；

此时便可控制牛只进行移动，控制器开始控制减速式步进电机一15和减速式步进电机二18开始工作，减速式步进电机一15带动皮带轮一16开始转动，并通过驱动皮带一17电动双槽皮带轮一11开始转动，再利用传动皮带一13，使所有的双槽皮带轮一11开始旋转，进而带动对应的转动短轴5开始转动，使转动短轴5带动对应的方形转动杆4转动90°，随着方形转动杆4的转动带动滑动连杆18进行移动，从而使滑动连杆18一端的海绵滚筒10进行移动，随着方形转动杆4转动90°，使海绵滚筒10推动牛只移动一定距离，而同时减速式步进电机二18带动皮带轮二19进行转动，并通过驱动皮带二20带动双槽皮带轮二12进行转动，再通过传动皮带二14，使所有的双槽皮带轮二12旋转，进而带动对应的转动短轴5开始转动，使转动短轴5带动对应的方形转动杆4转动90°，从而使对应位置处的滑动连杆18旋转90°，进而使处于垂直位置处的滑动连杆18旋转到水平状态，从而将牛只前进路线打开；

而后控制电动推杆23开始收缩，随着电动推杆23的收缩，电动推杆23带动调节横杆22进行移动，进而带动T型调节板21进行移动，使T型调节板21进行横向移动，而此时处于水平状态的滑动连杆8一端的海绵滚筒10通过T型调节板21的推动，使滑动连杆8在方形转动杆4上的滑动通孔7内进行滑动，从而将滑动连杆8上的两个海绵滚筒10调节到合适位置，而后控制电动推杆23开始伸出，使T型调节板21恢复到原来位置；

而后再次控制减速式步进电机一15和减速式步进电机二18开始工作，随着处于垂直状态的滑动连杆8下端的海绵滚筒10继续移动，进而对牛只的腿部进行推动，使牛只开始向前移动，同时处于水平状态的滑动连杆8一端的海绵滚筒10开始缓慢移动，随着牛只的持续向前移动，使原本处于水平状态的滑动连杆8一端的海绵滚筒10逐渐与牛只的臀部接触，而原本处于垂直状态的滑动连杆8下端的海绵滚筒10与牛只脱离，进而使原本处于垂直状态的滑动连杆8调节到水平状态，而原本处于水平状态的滑动连杆8逐渐调节到垂直状态，并且牛只两个滑动连杆8上的海绵滚筒10的持续推动而进行移动；

而后再次控制电动推杆23开始收缩，使T型调节板21推动海绵滚筒10进行调节，调节完毕后再控制电动推杆23伸出，将T型调节板21恢复原位，而后便可再次控制减速式步进电机一15和减速式步进电机二18开始工作，通过重复按照上述操作控制装置运行，便可使牛只在非字形框架1内进行持续移动，当牛只移动到对应牛舍所对应的单开式转动门28一侧的滑动连杆8下方时，随着对应牛舍处上方的滑动连杆8调节到水平方向，此时控制对应的牛舍处的电动开门器29开启，从而将对应牛舍的单开式转动门28打开，而后随着减速式步进电机一15、减速式步进电机二18和电动推杆23的工作，使牛只移动到处于打开的单开式转动门28处，并利用海绵滚筒10的移动将牛只推入到牛舍内，而后便可控制对应的电动开门器29将单开式转动门28关闭即可，同时在牛只进入到牛舍时，颜色传感器二27对进入牛舍内的牛只背部的色带进行检测，以保证进入牛舍内的牛只与牛舍相对应；

而当减速式步进电机一15工作两个周期后，此时工作人员便可再次将手调式双开门3开启，而后将下一只牛赶到非字形框架1的下方，从而使装置持续按照上述方式将牛只分群推入到对应的牛舍内；

而牛只分群过程中，由于同时处于非字形框架1内部下方的牛只数量为多只，控制器控制装置运行过程中，通过颜色传感器一25对牛只进行检测并标记，再利用减速式步进电机一15和减速式步进电机二18的工作次数，对牛只的移动进行定位，从而保证牛只处于正确位置，并将牛只推入到对应的牛舍内。

在本装置中，利用T型调节板21推动海绵滚筒10，从而对转动后的方形转动杆4上的滑动连杆8进行调节，从而使海绵滚筒10调节到对应位置，进而使方形转动杆4继续转动后海绵滚筒10能够继续推动牛只的臀部和腿部，使牛只进行移动，同时因滑动连杆8的使用，使方形转动杆4在转动时，可以有效的降低装置的高度，以避免装置过高而无法在牛舍中使用的情况发生。

在本装置中，通过处于互相垂直的相邻两个滑动连杆8的使用，使海绵滚筒10在推动牛只移动过程中，牛只始终处于一个固定的空间内移动，避免了牛只移动过快而导致牛只定位出错的情况发生，有效的保证了对牛只的定位，从而保证装置对牛只分群的准确性。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于奶牛养殖的牛只分群装置，包括非字形框架（1）和安装在非字形框架（1）下方的固定支腿（2），所述非字形框架（1）的前端处设有手调式双开门（3），所述手调式双开门（3）固定安装在固定支腿（2）上，其特征在于，所述非字形框架（1）内部设有交错步进式调节转动推牛装置，所述非字形框架（1）上设有颜色监测式牛只区分机构，所述固定支腿（2）上设有电动转动门装置；

所述交错步进式调节转动推牛装置包括所述非字形框架（1）内部设有若干方形转动杆（4），若干所述方形转动杆（4）均匀分布在非字形框架（1）内，所述方形转动杆（4）的两端安装有转动短轴（5），所述转动短轴（5）与非字形框架（1）之间通过转动轴承（6）连接，所述方形转动杆（4）的侧表面两端开有滑动通孔（7），所述滑动通孔（7）内活动安装有滑动连杆（8），两个所述滑动连杆（8）的两端安装有固定圆管（9），所述固定圆管（9）上活动套装有海绵滚筒（10），所述方形转动杆（4）分为两组，其中一组所述方形转动杆（4）一侧的转动短轴（5）上安装有双槽皮带轮一（11），另一组所述方形转动杆（4）另一侧的转动短轴（5）上安装有双槽皮带轮二（12），所述双槽皮带轮二（12）与双槽皮带轮一（11）交错分布，所述双槽皮带轮一（11）之间套装有传动皮带一（13），所述双槽皮带轮二（12）之间套装有传动皮带二（14），所述非字形框架（1）内部一端中心处一侧安装有减速式步进电机一（15），所述减速式步进电机一（15）的旋转端安装有皮带轮一（16），所述皮带轮一（16）与双槽皮带轮一（11）之间套装有驱动皮带一（17），所述非字形框架（1）内部一端中心处另一侧安装有减速式步进电机二（18），所述减速式步进电机二（18）与减速式步进电机一（15）交错运行，所述减速式步进电机二（18）的旋转端安装有皮带轮二（19），所述皮带轮二（19）与双槽皮带轮二（12）之间套装有驱动皮带二（20），所述非字形框架（1）上方设有若干T型调节板（21），所述若干T型调节板（21）均匀分布在非字形框架（1）内，所述T型调节板（21）的两侧安装有调节横杆（22），所述调节横杆（22）下方两端设有电动推杆（23），所述电动推杆（23）与非字形框架（1）固定连接，所述电动推杆（23）的伸缩端与调节横杆（22）固定连接；

所述颜色监测式牛只区分机构包括所述非字形框架（1）的前端上方安装有倒L型固定板一（24），所述倒L型固定板一（24）内部上表面安装有颜色传感器一（25），所述非字形框架（1）的支路上端分别安装有倒L型固定板二（26），所述倒L型固定板二（26）内部上表面安装有颜色传感器二（27）。

2.根据权利要求1所述的一种用于奶牛养殖的牛只分群装置，其特征在于，所述电动转动门装置包括所述固定支腿（2）一侧安装有单开式转动门（28），所述单开式转动门（28）上方设有电动开门器（29），所述电动开门器（29）与单开式转动门（28）的转动门轴固定连接，所述电动开门器（29）与固定支腿（2）固定连接，所述单开式转动门（28）与牛舍的出入口位置相对应，所述单开式转动门（28）展开后位于两个方形转动杆（4）之间的中心处，所述单开式转动门（28）关闭后与非字形框架（1）的支路位置相对应。

3.根据权利要求1所述的一种用于奶牛养殖的牛只分群装置，其特征在于，所述T型调节板（21）位于两个方形转动杆（4）之间的中心处。

4.根据权利要求1所述的一种用于奶牛养殖的牛只分群装置，其特征在于，所述颜色传感器一（25）和颜色传感器二（27）用于识别牛只背部粘贴的色带。

5.根据权利要求1所述的一种用于奶牛养殖的牛只分群装置，其特征在于，所述减速式步进电机二（18）带动滑动连杆（8）旋转到90°时，牛只从手调式双开门（3）进入到非字形框架（1）内部下方。

6.根据权利要求1所述的一种用于奶牛养殖的牛只分群装置，其特征在于，交错分布的两组所述方形转动杆（4）上的滑动连杆（8）在牛只分群过程中之间的夹角为90°。

7.根据权利要求1所述的一种用于奶牛养殖的牛只分群装置，其特征在于，所述滑动连杆（8）的长度大于奶牛平均体长的一半。

8.根据权利要求1所述的一种用于奶牛养殖的牛只分群装置，其特征在于，所述非字形框架（1）的宽度与对称的两个牛舍之间的宽度相匹配。